现代测控与仪器仪表技术75页PPT

. 传感器技术 （1）课程特点
是测控技术与仪器专业的一门专业基础课程。 它以各类传感器的工作机理为线索，详细介绍了各 类传感器的工作原理、基本结构、相应的测量电路 和在各个领域中的应用，使学生掌握传感器的使用 方法和设计要点的基本技能。
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（2）主要内容 了解在各个领域中的传感器的作用，掌握传感器的
信息与通讯工程学科是该专业的应用基础，主要研究 信息通讯的基础理论和相关技术，为测量与控制信息的传 输提供必要的理论和技术支持。
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二．专业教学内容和知识体系
仪器仪表学科是一个综合性、边缘性的交叉学科， 它从系统工程的角度出发，以检测理论和误差分析理论 为指导，合理应用机械、电子、光学、计算机、自动化、 通信等各专业领域的知识，构建精确、稳定、可靠、经 济，并具有小型化、集成化、智能化、网络化、自动化 特征的测试、计量和控制系统，成为信息链中必不可少 的环节，组成一个完整的仪器科学与技术学科。
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1.本专业人才培养的教育内容及知识结构的总体框架
C语言、Matlab 语言、数据库技 术、计算机文化 基础等课程
计算机技术类课程
电工电子技术类课程
电路、模电、 数电、电子 EDA、测控电 路等课程
信息流
学科公共 基础课
获取
处理
传输
控制
传感器技术 电子测量技术
等课程
数字信号处理 信号与系统、
虚拟仪器等课程
计算机网 络等课程
机电传动控制、计算机控制、 可编程控制器、单片机原理 及应用、检测仪表与过程控制 等课程
特色专业 课程
机械设计基础、工程光学、测控电路、测控仪器设计、智 能仪表设计与虚拟仪器技术、流体传动与控制、机电传动 控制、互换性与技术测量、微机原理与接口、单片机及应 用、嵌入式系统、DSP原理及应用、无损检测、冶金过程 检测与控制等课程

在高精度微纳米尺寸来认识，形体热变形时其组成各形面不是严格保持原有面素而变化，在微观上均改变了原有面素，变化前后的面素不具相似性，即具有非相似性，如直线变为非直线，平面变为非平面，方体变为非方体，外方的内圆孔变为非圆孔，渐开面变为非渐开面等，这种在微观上不按原有形体变化的现象可称为热改变性，它对于低精度的精密技术的影响可以忽略，但对现代精密技术则有较大影响，需给予重视。
圆柱体尺寸热变形曲线
孔形零件的热变形曲线
材料热膨胀系数
德国物理学家格律乃森（Grueneisen）从热力学理论出发，提出了材料热膨胀系数的理论表达式，它能科学地反映物体材料热膨胀系数的物理本质，但公式复杂，且包含的众多未知参量难以确定，因此该理论表达式不具有实用性。
热膨胀系数
同材料不同长度试件热膨胀系数与温度变化关系
长光栅测量系统动态精度实验装置
位移传感器动态精度实验装置
动态测角仪实时误差修正系统
动态测角仪原理图
动态测角仪结构图
谢 谢 ！
韩国研制的恒温仓
热变形误差实验系统
实验箱内部三维工作台与测量部件
热变形误差实验系统原理图
不同尺寸圆环零件热变形规律实验
热变形误差模型
不同温度时方体截面形状
温度升高时正方体表面变形
形体结构对热变形误差影响
复杂系统结构热变形误差测定
精度理论及应用
（1）动态精度理论 （2）误差分离与修正技术 （3）测量不确定度原理及应用
研究热点前沿技术主要有 1. 微纳米测量及微系统（MEMS & NEMS） 2. 空间数字化测量技术 3. 远距离遥测技术 4. 光纤分布式网络测试技术与智能结构系统 5. 全球定位系统（GPS）应用 6. 非常规与恶劣环境下的测量 7. 环境对测试的影响与控制 8. 现代精度理论及实用方法 9. 生物传感技术与仿生测量 10. 生物医学无创伤检测和OCT

五、现代工程测控技术的工程案例
1、南京南站屋盖网架滑移施工测控
滑移施工过程监测主要内容包括： （1）网架顶升时屋盖杆件应力及温度的监测； （2）网架滑移时屋盖杆件应力及温度的监测； （3）网架落架时屋盖杆件应力及温度的监测； （4）各片网架连接带连接时杆件应力及温度的监测； （5）各片网架连接成整体时杆件应力及温度的监测； （6）各片网架滑移过程中4条轨道之间同步性的监测与控制。
核物理学
物理量
距离、位移、速度、加速度、角位移、角 速度、角加速度、挠度、沉降量 轴力、应力、应变 温度、热导率、热容 波长、光强、折射率、透射率、反射率 电压、电流、功率、功率因数
磁场强度、磁感应强度、磁通量、磁化强 度、磁矩、磁化率、磁势、磁阻、磁导 辐射强度、辐射量
三、现代工程测控技术相关传感器
3、通讯技术： 通讯技术是测控系统的神经网络，如今的通讯技术有：卫星通讯、 INTERNET、微波通讯、移动通讯、无线电、激光通讯、光纤通讯等等。 工程测控系统可以根据情况选择合适的通讯方式进行集成。
一、现代工程测控技术发展概要
3、通讯技术： 通讯技术是测控系统的神经网络，如今的通讯技术有：卫星通讯、 INTERNET、微波通讯、移动通讯、无线电、激光通讯、光纤通讯等等。 工程测控系统可以根据情况选择合适的通讯方式进行集成。
是以载波相位观测量为基础的实时差分GPS测量技术，其基本
思想是：在基准站上设置1台GPS接收机，对所有可见GPS卫星
进行连续地观测，并将其观测数据通过无线电传输设备，实
时地发送给用户观测站。在用户站上，GPS接收机在接收GPS
卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接收基准站传输的
观测数据，然后根据差分定位原理，实时地解算整周模糊度

测量电路
测量电路的作用 测量电路是将传感器输出的电信号进行 放大、滤波、转换等处理，以便进行后
续的信号处理和显示。 测量电路的设计要点
包括选择合适的放大器、滤波器等器 件，以及进行精确的参数匹配和调整，
以确保测量精度和稳定性。
测量电路的类型
根据传感器的输出特性和信号处理需 求，测量电路可分为电压型、电流型、 频率型等多种类型。
网络化测控技术
总结词
网络化测控技术是指利用互联网、物联 网等技术，实现远程、分布式测控的技术。
VS
详细描述
网络化测控技术可以实现远程监控、数据 共享和协同工作，提高测控系统的灵活性 和可扩展性。同时，通过网络化测控技术， 可以实现大规模、跨地域的测控应用，为 工业自动化、智能家居等领域提供有力支 持。
测控系统的稳定性
指系统在长时间运行过程中保持稳定性的能力。稳定的测 控系统能够提供更加可靠和准确的数据，减少误差和故障 的发生。
测控系统的实时性
指系统对实时变化的测量数据进行快速响应和处理的能力。 实时性好的测控系统能够更好地满足动态测量和控制的需 求。
测控系统的可扩展性
指系统能够方便地扩展和升级的能力。可扩展性好的测控 系统能够更好地适应不断变化和发展的应用需求。
高精度测量与误差补偿
• 总结词：误差补偿技术是提高测量精度的关键，通过分析误差源，采取相应的 补偿措施，可以有效减小测量误差。
无线测控技术
• 总结词：无线测控技术以其灵活、便捷的优点在现代工程中得到广泛应用，尤 其在远程监测和控制方面具有显著优势。
云计算与大数据技术在测控中的应用
• 总结词：云计算与大数据技术在现代工程测控中发挥着越来越重要的作用，为 数据处理和分析提供了强大的支持。

准确测量，保障了设备的稳定运行。
信号处理技术
02 通过对信号处理技术的研究，我在项目B中成功滤除
了噪声干扰，提高了数据采集的精度。
控制理论与技术
03
在项目C中，我运用控制理论与技术，优化了设备的
控制策略，提高了生产效率。
技能提升及实践经验积累
熟练掌握仪器使用
通过实践，我熟练掌握了示波器、频谱分析仪等仪器的使用，为 项目调试提供了有力支持。
无线通信距离短
针对无线通信距离短的问题，对无线通信模块进行了升级 和优化，选用了高性能天线和功放，提高了无线通信的距 离和质量。
系统功耗较高
针对系统功耗较高的问题，对硬件电路和软件程序进行了 优化和调整，降低了系统的功耗和发热量，提高了系统的 稳定性和可靠性。
03
成果展示与评价
项目成果展示
自动化测试系统开发
01
成功开发了一套自动化测试系统，实现对各类传感器、仪器设
备的自动测试与校准，提高了工作效率和测试准确性。
智能监控平台搭建
02
搭建了一套智能监控平台，实现对生产线上设备、环境等参数
的实时监控与预警，保障了生产安全和设备稳定运行。
精密测量技术应用
03
将精密测量技术应用于产品质量检测中，实现了对产品尺寸、
跨部门沟通协作
在项目中，我积极与其他部门沟通协调，推动跨部门合作，确保项 目顺利进行。
书面表达能力提升
通过撰写项目文档、报告等材料，我的书面表达能力得到了锻炼和 提升。
对团队协作和沟通的反思
01
团队协作中的不足
在团队协作过程中，我有时过于关注自己的任务，忽略了与其他成员的
交流和协作，导致项目进度受到影响。

主要内容
一. 测控专业简介 二. 专业教学内容和知识体系 三. 主要课程简介 四. 课程与就业的关系 五. 考研的相关学校简介
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一、测控专业简介
测控技术与仪器隶属于仪器科学与技术一级学科。
1998年教育部颁布新的本科专业目录，把仪器仪表 类11个专业（精密仪器、光学技术与光电仪器、检测 技术与仪器仪表、电子仪器及测量技术、几何量计量 测试、热工计量测试、力学计量测量、光学计量测量、 无线电计量测试、检测技术与精密仪器、测控技术与 仪器）归并为一个大专业——测控技术及仪器。
嵌入式系统设计
8/2/2024
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实践环节
智能仪器课程设计 电气控制综合实验 嵌入式系统设计实验 控制系统仿真实验
凌阳及PIC单片机应用 Proteus 软件及应用
必修 选修
8/2/2024
金工实习
计算机技能培训 计算机组装
英语翻译与写作 电工电子设计
认识实习 传感器课程设计 单片机课程设计
生产实习 控制原理仿真实验 单片机应用电路设计 测控专业综合实验
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本专业人才培养的教育内容及知识结构的总体框架
C语言、Matlab 语言、数据库技 术、计算机文化 基础等课程
计算机技术类课程
电工电子技术类课程
电路、模电、 数电、电子 EDA、测控电 路等课程
信息流
获取
处理
传输
控制
学科公共 基础课
传感器技术 电子测量技术
等课程
数字信号处理 信号与系统、
文献检索
8/2/2024
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知识体系
工程技术 基础
主干 非主干
课程体系
画法几何与工程制图 电路

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古代测量技术
从古代的天文测量到土地测量的起源， 探索测量技术的起源。
现代测量技术
了解现代测量技术的发展和通过科技 进步带来的创新。
常用的测量仪器和设备
光电测量仪器
使用光学和电子技术测量物理量，如激光测距仪和光电编码器。
机械测量仪器
通过机械原理进行物理量的测量，如游标卡尺和测厚仪。
电子测量仪器
使用电子技术进行物理量的测量，如数字多用表和示波器。
测量误差和校准方法
1 误差分类
2 校准概念
了解测量误差的来源，如系统误差和随机 误差，并学习如何进行误差的分类。
掌握校准的基本概念，为准确测量提供可 靠的仪器和设备。
现代测量技术的发展趋势
新兴测量技术的应用和创新
探索新兴测量技术在科学、工程和医学领域的应 用和创新。
绿色测量技术的发展
了解绿色测量技术的发展趋势，包括能源节约和 环境保护。
课程目标
通过本课程，学生将:
1 了解现代测量技术
明白测量技术在现代社会中的重要性和应用。
2 掌握基本概念
学会测量仪器和设备的分类、测量误差的认知以及校准的方法。
3 了解发展趋势
熟悉新兴测量技术的创新和绿色测量技术的发展。
测量技术的发展历程
1
工业革命时期
2
随着工业革命的兴起，测量仪器和设
备迎 课程内容概述 现代测量技术简述 - 测量技术的发展历程 - 现代测量技术的定义和应用领域 常用的测量仪器和设备 - 仪器分类和特点 - 常见测量仪器的原理和用途 测量误差和校准方法 - 误差产生的原因和分类 - 校准的概念和方法 现代测量技术的发展趋势 - 新兴测量技术的应用和创新 - 绿色测量技术的发展

01
学习重点
02 掌握各种现代测量技术的基本原理和应用领域；
03
熟悉测量误差分析和数据处理方法；
学习重点与难点解析
• 了解现代测量技术的发展趋势和前沿技术 。
学习重点与难点解析
学习难点
测量误差的来源和减小误 差的方法；
各种现代测量技术的实际 应用和集成；
数据处理和分析的复杂性 和技巧性。
学习方法与技巧分享
05
现代测量技术在各领 域的应用前景
工业生产领域
自动化生产
工业物联网
现代测量技术能够实现生产过程中的 精确测量和实时监控，提高生产效率 和产品质量。
测量技术是实现工业物联网的重要基 础，能够实时监测设备的运行状态和 生产过程，提高工业安全和可靠性。
智能制造
通过测量技术对生产过程中的各种参 数进行精确控制，实现智能制造和个 性化生产。
医疗卫生
在医学领域，现代测量技术用 于诊断、治疗和监测病情等。
军事侦察
在军事领域，现代测量技术用 于侦察和监测敌情，保障国家 安全。
02
现代测量技术的基本 原理
测量系统的基本构成
传感器
负责将待测物理量转换为可测量的电 信号。
信号调理器
对传感器输出的电信号进行放大、滤 波、线性化等处理，以适应后续的测 量设备。
遥感测量技术
遥感测量技术是一种利用卫星、飞机 等平台搭载的传感器对地球表面进行 观测和测量的技术。它具有大面积覆 盖、高分辨率、多光谱等特点，广泛 应用于资源调查、环境监测、城市规 划等领域。
VS
遥感测量技术的基本原理是通过传感 器接收地球表面反射或发射的电磁波 信号，然后对这些信号进行处理和分 析，提取出有关地表特征的信息。随 着遥感技术的不断发展，其观测范围 、分辨率和准确性不断提高，已经成 为现代测量技术的重要补充。