测控技术及仪器专业是仪器科学与技术和控制科学与技术交叉融合而形成的综合性学科。

方向一以集电子技术、先进控制理论、计算机控制技术、自动检测技术、光电技术以及网路技术于一体为特色，以生产过程的机电装备运行状态及其信息为研究对象。本方向旨在培养基础理论扎实、实践能力强、知识面广，外语综合能力和计算机套用能力较强，人文社会科学综合素质较高，具有开拓创新意识，能够从事工业过程控制理论与装备、计算机辅助测试系统、信息处理与状态识别等领域的研究开发、设计製造和运行管理的複合型高级工程技术人才。

方向二以光—机—电—仪器—计算机技术一体化为特色，以感测器技术、信息获取与处理技术、自动化精密机械以及智慧型仪器仪表为主要研究对象。本方向旨在培养基础理论扎实、实践能力强、知识面广，外语综合能力和计算机套用能力较强，人文社会科学综合素质较高，具有开拓创新意识，能够从事测控仪器、信息技术以及测试计量技术等方面的研究开发、设计製造和运行管理方面的複合型高级工程技术人才。

测控技术与仪器是将自动化系统上的信号加以採集、整理、处理、而后进行显示或者发出控制信号的过程。

在信号採集环节，主要是採集对象发出的各种信号，再将这种信号转换成电信号，以便于后续的处理。对象发出的信号大多数是通过感测器来採集的，包括物理信号（如温度、流量、压力等）和化学信号（如湿度、气味等）两大类，当然还包括不能归为这两类的一些信号，如可靠性、价格等。而开关量信号（带有数位讯号的特徵）则主要是靠带有单片机电路的仪器，如无纸记录仪，进行採集。此外，图像信号自然是由摄像装置来进行採集。

在信号的整理阶段，主要是对採集到的电信号进行平整、滤波、模数转换等，转换成便于处理的数位讯号。上述三种信号类型在整理阶段的内容有所不同，比如对感测器传来的信号主要是进行信号放大、平整、滤波和模数转换的过程；而对于开关量信号通过无纸记录仪的採集之后一般都能够转换成所需要的数位讯号以待输出到下一个处理环节；对于图像信号，经採集之后主要是用于显示，若还需对图像进行处理，再显示，或者发出控制信号，那幺也必须将图像信号转换成数位讯号，进行处理，这就是一个複杂的问题。

在信号的处理阶段，主要是对数位讯号进行处理以便显示，或者发出控制信号。我们通过显示出来的信号来判断自动化系统上对象的运转是否正常，如果信号显示不正常，就需要对信号进行计算与处理，得到控制信号传送给对象，使对象调整运转的状态以复归正常。

在显示与控制环节，显示主要是指将数位讯号通过便于我们观察的形式显示出来以便我们进行判断，控制主要是指将控制信号传送给并作用于对象的过程。上面的四个环节就构成了整个测控的过程，如果包括控制的过程，则刚好形成了一个闭环，即信号从对象开始，经过採集、整理、处理，最后又将控制信号作用于对象的闭环。

适合从事测控仪器、计算机辅助测试、信息处理以及工业过程控制等领域研究、开发、设计和製造的高级工程技术人才。

本专业招收理工类学生，学制4年。

设3个专业方向。

方向一：检测技术与自动化装置方向；

方向二：测试计量技术及仪器方向；

方向三：工业自动化控制及过程控制方向。

测控技术与仪器专业是仪器科学与技术和控制科学与工程交叉融合而形成的综合性学科。

以集电子技术、先进控制理论、计算机控制技术、自动检测技术、光电技术以及网路技术于一体为特色，以生产过程的机电装备运行状态及其信息为研究对象。本方向旨在培养基础理论扎实、实践能力强、知识面广，外语综合能力和计算机套用能力较强，人文社会科学综合素质较高，具有开拓创新意识，能够从事工业过程控制理论与装备、计算机辅助测试系统、信息处理与状态识别等领域的研究开发、设计製造和运行管理的複合型高级工程技术人才。

以光—机—电—仪器—计算机技术一体化为特色，以感测器技术、信息获取与处理技术、自动化精密机械以及智慧型仪器仪表为主要研究对象。本方向旨在培养能够从事测控仪器、信息技术以及测试计量技术等方面的研究开发、设计製造和运行管理方面的複合型高级工程技术人才。

测控技术与仪器是将自动化系统上的信号加以採集、整理、处理、而后进行显示或者发出控制信号的过程。英文名称：Measuring and Control Technology and Instrumentations。

自从迅猛发展的计算机技术及微电子技术渗透到测控和仪器仪表技术领域，便使该领域的面貌不断更新。相继出现的智慧型仪器、汇流排仪器和虚拟仪器等微机化仪器，都无一例外地利用计算机的软体和硬体优势，从而既增加了测量功能，又提高了技术性能。由于信号被採集变换成数字形式后，更多的分析和处理工作都由计算机来完成，故很自然使人们不再去关注仪器与计算机之间的界限。近年来，新型微处理器的速度不断提高，採用流水线、RISC结构和cachE等先进技术，又极大提高了计算机的数值处理能力和速度。在数据採集方面，数据採集卡、仪器放大器、数位讯号处理晶片等技术的不断升级和更新，也有效地加快了数据採集的速率和效率。与计算机技术紧密结合，已是当今仪器与测控技术发展的主潮流。对微机化仪器作一具体分析后，不难见，配以相应软体和硬体的计算机将能够完成许多仪器、仪表的功能，实质上相当于一台多功能的通用测量仪器。这样的现代仪器设备的功能已不再由按钮和开关的数量来限定，而是取决于其中存储器内装有软体的多少。从这个意义上可认为，计算机与现代仪器设备日渐趋同，两者间已表现出全局意义上的相通性。据此，有人提出了“计算机就是仪器”/软体就是仪器”的概念。

汇流排式仪器、虚拟仪器等微机化仪器技术的套用，使组建集中和分散式测控系统变得更为容易。但集中测控越来越满足不了複杂、远程（异地）和範围较大的测控任务的需求，对此，组建网路化的测控系统就显得非常必要，而计算机软、硬体技术的不断升级与进步、给组建测控网路提供了越来越优异的技术条件。 Unix、WindowsNT、Windows2000、Netware等网路化计算机作业系统，为组建网路化测试系统带来了方便。标準的计算机网路协定，如OSI的开放系统互连参考模型RM、Internet上使用的TCP/IP协定，在开放性、稳定性、可靠性方面均有很大优势，採用它们很容易实现测控网路的体系结构。在开发软体方面，比如NI公司的Labview和LabWindows/CVI，HP公司的VEE，微软公司的的VB、VC等，都有开发网路套用项目的工具包。软体是虚拟仪器开发的关键，如Labview和LabWindows/CVI的功能都十分强大，不仅使虚拟仪器的开发变得简单方便，而且为把虚拟仪器做到网路上，提供了可靠，便利的技术支持。LabWindows/CVI中封装了TCP类库，可以开发基于TCP/Ip的网路套用。Labview的TCP/IP和UDP网路VI能够与远程应用程式建立通信，其具有的Internet工具箱还为套用系统增加了E-mail、FTP和Web能力；利用远程自动化VI，还可对控制其他设备的分散的VI进行控制。Labview5．1中还特别增加有网路功能，提高了开发网路应用程式的能力。

将计算机、高档外设和通信线路等硬体资源以及大型资料库、程式、数据、档案等软体资源纳入网路，可实现资源的共享。其次，通过组建网路化测控系统增加系统冗余度的方法能提高系统的可靠性，便于系统的扩展和变动。由计算机和工作站作为结点的网路也就相当于现代仪器的网路。计算机已成为现代测控系统的中坚。

当今时代，以Internet为代表的计算机网路的迅速发展及相关技术的日益完善，突破了传统通信方式的时空限制和地域障碍，使更大範围内的通信变得十分容易，Internet拥有的硬体和软体资源正在越来越多的领域中得到套用，比如电子商务、网上教学、远程医疗、远程数据採集与控制、高档测量仪器设备资源的远程实时调用，远程设备故障诊断，等等。与此同时，高性能、高可靠性、低成本的网关、路由器、中继器及网路接口晶片等网路互联设备的不断进步，又方便了Internet、不同类型测控网路、企业网路间的互联。利用现有Internet资源而不需建立专门的拓扑网路，使组建测控网路、企业内部网路以及它们与Internet的互联都十分方便，这就为测控网路的普遍建立和广泛套用铺平了道路。 把TCP/IP协定作为一种嵌入式的套用，嵌入现场智慧型仪器（主要是感测器）的ROM中，使信号的收、发都以TCP/IP方式进行，如此，测控系统在数据採集、信息发布、系统集成等方面都以企业内部网路（Intranet）为依託，将测控网和企业内部网及Internet互联，便于实现测控网和信息网的统一。在这样构成的测控网路中，传统仪器设备充当着网路中独立节点的角色，信息可跨越网路传输至所及的任何领域，实时、动态（包括远程）的线上测控成为现实，将这样的测量技术与过去的测控、测试技术相比不难发现，今天，测控能节约大量现场布线、扩大测控系统所及地域範围。使系统扩充和维护都极大便利的原因，就是因为在这种现代测量任务的执行和完成过程中，网路发挥了不可替代的关键作用，即网路实实在在地介入了现代测量与测控的全过程。基于Web的信息网路Intranet，是目前企业内部信息网的主流。套用Internet的具有开放性的互联通信标準，使Intranet成为基丁TCP/IP协定的开放系统，能方便地与外界连线，尤其是与Internet连线。藉助Internet的相关技术，Intranet给企业的经营和管理能带来极大便利，已被广泛套用于各个行业。Internet也已开始对传统的测控系统产生越来越大的影响。目前，测控系统的设计思想明显受到计算机网路技术的影响，基于网路化、模组化、开放性等原则，测控网路由传统的集中模式转变为分布模式，成为具有开放性、可互操作性、分散性、网路化。智慧型化的测控系统。网路的节点上不仅有计算机、工作站，还有智慧型测控仪器仪表，测控网路将有与信息网路相似的体系结构和通信模型。比如目前测控系统中迅猛发展的现场汇流排，它的通信模型和OSI模型对应，将现场的智慧型仪表和装置作为节点，通过网路将节点连同控制室内的仪器仪表和控制装置联成有机的测控系统。测控网路的功能将远远大于系统中各独立个体功能的总和。结果是测控系统的功能显着增强，套用领域及範围明显扩大。Jini软体技术问世。Jini软体技术旨在使各种电器设备、测量仪器及採用JAVA晶片的各种装置能连线上网，Jini软体连同以Java语言编写的简单程式，可使联网的任何仪器设备实现其自身功能的同时，还能为其他仪器设备加以利用。

测控技术与仪器

网路技术的出现，正在并将极大地改变人们生活的各个方面。具体到计量测试、测控技术及仪器仪表领域，微机化仪器的联网，高档测量仪器设备以及测量信息的地区性、全国性乃至全球性资源共享，各等级计量标準跨地域实施直接的数位化溯源比对，远程数据採集与测控，远程设备故障诊断，电、水、燃气、热能等的自动抄表，等等，都是网路技术进步并全面介入其中发挥关键作用的必然结果。

(1)以自然基準溯源和传递，同时在不同量程实现国际比对。如果自己没有能力比对就要依靠其它国家。

(2)高精度。目前半导体工艺的典型线宽为0.25μm，并正向0.18μm过渡，2009年的预测线宽是0.07μm。如果定位要求占线宽的1/3，那幺就要求10nm量级的精度，而且晶片尺寸还在增大，达到300mm。这就意味着测量定位系统的精度要优于3×10的-8次方，相应的雷射稳频精度应该是10的-9次方数量级。

(3)高速度。目前加工机械的速度已经提高到1m/sec以上，上世纪80年代以前开发研製的仪器已不适应市场的需求。例如惠普公司的干涉仪市场大部分被英国Renishaw所占领，其原因是后者的速度达到了1m/sec。

(4)高灵敏，高分辨，小型化。如将光谱仪集成到一块电路板上。

(5)标準化。通讯接口过去常用GPIB，RS232，目前有可能成为替代物的高性能标準是USB、IEEE1394和VXI。现在，技术领先者设法控制技术标準，参与标準制订是仪器开发的基础研究工作之一。

数控设备的主要误差来源可分为几何误差（共有21项）和热误差。对于重複出现的系统误差，可採用软体修正；对于随机误差较大的情况，要採用实时修正方法。对于热误差，一般要通过温度测量进行修正。中国工具机行业市场萎缩同时又大量进口国外设备的原因之一就是因为这方面的技术没有得到推广套用。为此，需要高速多通道雷射干涉仪：其测量速度达60m/min以上，採样速度达5000次/sec以上，以适应热误差和几何误差测量的需要。空气折射率实时测量应达到2×10的-7次方水平，其测量结果和长度测量结果可同步输入计算机。

(2)运行和製造过程的监控和线上检测技术

综合运用图像、频谱、光谱、光纤以及其它光与物质相互作用原理的感测器具有非接触、高灵敏度、高柔性、套用範围广的优点。在这个领域综合创新的天地十分广阔，如振动、粗糙度、污染物、含水量、加工尺寸及相互位置等。

为了在开放环境下求得生存空间，没有自主创新技术是没有出路的。因此应该根据有专利权、有技术含量、有市场等原则选择一些项目予以支持。根据当前发展现状，信息、生命医学、环保、农业等领域需要的产品应给予优先支持。如医学中介入治疗的精密仪器设备、电子工业中的超分辨光刻和清洁方法和机理研究等。

在基础研究的初期，对于能否有突破性进展是很难预测的。但是，当已经取得突破性进展时，则需要有一个转化机制以进入市场。

关键理论和技术：超半球反射器(n=2或在机构上创新)，快速、多路干涉仪(频差3～5兆)，二维精密跟蹤测角系统(0.2″～0.5″)，通用信号处理系统(工作频率5兆)，无导轨半导体雷射测量系统(解析度1μm)，热变形仿真，力变形仿真。

这些内容不局限于一种技术方案，而是几种不同技术方案中概括出来的共同点。如採用无导轨干涉仪，对跟蹤系统的要求可以降低；採用二维精密跟蹤测角系统在1M3测量範围内可以得到高精度；有了超半球反射镜可以提高4路跟蹤方案的精度。在现场进行介入製造和装配不能等待很长时间，力和热变形的补偿是必须的而且需要足够快，现在的技术还有相当大的差距，所以这些进展是关键性的。

套用範围：新型并行机构工具机的鉴定，飞机装配型架的鉴定，大型设备安装，用于生物晶片精密机器人校準等。

航空航天行业对此已经提出迫切要求，这是今后坐标测量机发展的关键技术。目前接触式测头已完全被国外所垄断，非接触测头还没有发展成熟，我们有参与竞争的机遇。以前较多採用的雷射三角法原理受到很多限制，难以有突破性进展，但可在原理创新上下功夫。应该突破0.1～0.5μm解析度。

信号处理系统的标準化、模组化、兼容和集成。例如，目前多数採用ISA汇流排、IEEE488口，今后计算机可能取消ISA汇流排，用于笔记本电脑的USB接口将广泛套用。过去，中国生产的仪器满足于数字显示，没有数据交换接口，难以进入国际市场。国外生产的仪器普遍配备IEEE488(GPIB)口。RS232：目前有可能成为替代物的高性能标準是USB、IEEE1394和VXI。在此转折期为我们提供了机遇。目前虚拟仪器的工作频段在千赫数量级，对于干涉信号处理显得太低，可以採取联合互补的方法形成模组系列，同时降低成本，从总体上提高研发工作的效率。根据已有基础，发展特长，有利于克服重複研究。

过去，科研评价体系存在偏重于整机和系统，忽视材料和器件的趋向。新的突破点可能出现在新光源、新型高频探测器。目前探测器的回响频率只有10的9次方，而光频高达10的14次方，目前干涉仪实际上是起着混频器的作用，适应探测器的不足(如果探测器的回响果真能超过光频，干涉仪也就没有用了)。如果探测器的性能得到显着提高，对于通讯也是很大的突破。

半导体雷射器用于计量需要解决很多问题(如线宽、定标、变频等)。但如果解决了诸多问题以后，半导体雷射系统比气体雷射系统更複杂，就不会有竞争力。有些问题在物理层面上也没有完全解决。例如半导体雷射器如果能形成双频，无疑是一种十分重要的特性，如果既能扫频又有两个相近的频率扫描，就会成为一种新的无导轨测量工具。

本专业培养具备精密仪器设计製造以及测量与控制方面基础知识与套用能力，能在国民经济各部门从事测量与控制领域内有关技术、仪器与系统的设计製造、科技开发、套用研究、运行管理等方面的高级工程技术人才。 业务培养要求：

本专业学生主要学习精密仪器的光学、机械与电子学基础理论，测量与控制理论和有关测控仪器的设计方法，受到现代测控技术和仪器套用的训练，具有本专业测控技术及仪器系统的套用及设计开发能力。

毕业生应获得以下几方面的知识和能力：

1．具有较扎实的自然科学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力；

2．较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识，主要包括机械学、电子学、光学、测量与控制、市场经济及企业管理等基础知识；

3．掌握光、机、电、计算机相结合的当代测控技术和实验研究能力，具有本专业测控技术、仪器与系统的设计、开发能力；

4．具有较强的外语套用能力；

5．具有较强的自学能力、创新意识和较高的综合素质。

主干学科：光学工程、仪器科学与技术。

主要课程：电路原理度、EDA技术及套用、感测器与检测技术、自动控制原理、单片机原理及套用、程式设计、精密机械与仪器设计、精密机械製造工程、模拟电子技术基础、数字电子技术基础、微型计算机原理与套用、控制工程基础、信号分析与处理、精密测控与系统、工程光学。

主要实践性教学环节：包括军训，金工、电工、电子实习，认识实习，生产实习，社会实践，课程设计，毕业设计（论文）等，一般应安排40周以上。

主要专业实验：测试与检测、微型计算机与接口、控制、光学光电等专业实验。

修业年限：四年。

授予学位：工学学士。

中国科教评价网2017-2018年测控技术与仪器专业排名_中国大学本科教育专业排名

专升本

主要专业课有：工程光学、精密机械与仪器、电路基础、模拟与数字电路、微机原理与接口技术、计算机网路、嵌入式系统、自动控制原理、光电检测技术、信号分析与处理、公路智慧型测控系统设计、智慧型仪器等。同时，还要完成金工实习、外场实践、创新性实验和综合课程设计等实践环节。