(完整版)0804仪器科学与技术一级学科简介
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仪器科学与技术专业介绍仪器科学与技术是一门研究和应用仪器设备的学科,它的发展与现代科学技术的进步密切相关。
仪器科学与技术专业培养具备仪器与测控技术的实践能力和理论水平的专门人才,包括仪器设计与制造、仪器控制与自动化、仪器测试与校准等方面的知识和技能。
仪器科学与技术专业的学科基础主要包括物理学、数学、电子技术、机械工程等。
学生在学习过程中,将掌握电子电路、信号处理、传感器原理、自动控制原理等方面的知识,并通过实验课程加强对仪器设备的操作和维护能力。
同时,学生还需要学习工程制图、材料力学、机械设计等相关课程,以提高仪器设计和制造能力。
在仪器科学与技术专业中,学生将学习到现代仪器设备的基本原理和操作方法。
他们将了解仪器的结构和工作原理,学会使用各种仪器设备进行测量、分析和控制。
此外,他们还将学习到仪器的维护和校准技术,以确保仪器设备的准确性和可靠性。
仪器科学与技术专业的毕业生可以应用于多个领域,如科研机构、制造企业、医疗机构、环境监测等。
他们可以从事仪器设备的设计、制造、维护、测试和校准工作。
他们可以开发新型仪器设备,改进现有仪器设备的性能,提高生产效率和产品质量。
在实际工作中,仪器科学与技术专业的人才需要具备扎实的理论基础和丰富的实践经验。
他们需要熟悉各种仪器设备的原理和操作方法,能够准确地进行测量和分析。
他们还需要具备解决仪器设备故障的能力,能够进行仪器设备的维护和修理。
仪器科学与技术专业的学生在学习过程中,不仅需要掌握专业知识和技能,还需要培养创新思维和团队合作能力。
他们需要不断学习和掌握新的技术和方法,以适应科技发展的需求。
仪器科学与技术专业是一门综合性强、实践性强的学科,它涵盖了多个学科领域的知识和技能。
通过学习这门专业,学生将掌握仪器设备的原理和操作方法,具备仪器设计和制造的能力,成为适应科技发展需求的专业人才。
0804仪器科学与技术一级学科简介一级学科(中文)名称:仪器科学与技术(英文)名称:Instrumentation Science and Technology一、学科概况仪器科学与技术学科是一个古老而又极具生命力的学科。
它伴随着人类最早的生产和社会活动的开始而萌生。
古代的测量器具尽管简单,但也基本具备了测量单位、标准量和标准量与被测量比对过程等测量的基本属性,如我国氏族社会已有“结绳记事”、“契木计时”的记载;大禹治水时使用了准绳与规矩;公元前221年,我国秦朝已形成量值统一的度量衡制度和器具;《汉书·律历志》中用“累黍定尺”和“黄钟律管”对长度进行了定义,其中用发出固定音高的“黄钟律管”之长来定长度标准是我国古代伟大的发明创造,这种方法与几千年后的今天,世界上采用光波波长定义长度基准,从基本原理上有惊人的相似之处;此外还产生了朴素的测量方法,如利用平行光投影的相似现象间接地测量物体的长度;进而产生了以测量单位、标准量、测量量值与被测量值转换关系为基础的测量方法和测量仪器,如日晷和浑天仪等。
在这个漫长的历史过程中,尽管该学科在促进生产力发展与社会进步中发挥了巨大作用,但仍处于学科的萌芽阶段。
直至1898年国际米制公约建立,初步形成了以米和公斤等为基本计量单位、相应的计量标准器与测量仪器、量值溯源方法与测量理论;进而衍生出作为该学科理论基础的测量误差理论和计量学等,学科基本理论框架初步形成。
随着近代测量科学与仪器技术的学术价值和实验价值显著提升,近代测量科学逐渐从近代物理学和化学等基础学科中分离出来,并逐渐形成为一门独立的学科,成为近代科学的重要基础学科之一。
门捷列夫曾有著名论断:“科学是从测量开始的”,“没有测量就没有科学”,“测量是科学的基础”。
现代测量学是前沿科学领域中最活跃和最有生命力的学科之一。
测量科学研究的重大突破性进展和新原理仪器的发明直接或间接地引发了前沿重大科学问题的突破。
仪器科学与技术仪器科学与技术学科是专门研究、开发、制造、应用各类仪器以使人的感觉、思维、和体能器官得以延伸的科学技术学科,从而使人类具有更强的感知和操作工具的能力来面对客观物质世界,能以最佳或接近最佳的方式发展生产力、进行科学研究、预防和诊疗疾病及从事社会活动。
仪器科学与技术学科作为工程性学科,有关仪器运行、应用的理论研究,新技术、新器件、新材料、新工艺的研究和应用,是电子、光学、精密机械、计算机、材料、信息与控制等多学科互相渗透而形成的一门高新技术密集型综合性学科。
主要探讨和研究测量理论和测量方法、各种类型测量仪器、测控系统的工作原理、设计方法和应用技术。
本学科点于1981年获我国首批硕士学位授予权,2002年被列为辽宁省重点学科,2009年被列为国家重点学科培育学科。
2010年获得仪器科学与技术一级学科工学博士学位授予权,2014年获批仪器科学与技术学科博士后科研流动站。
2017年被列为辽宁省一流重点建设学科,2016年第四轮学科评估为B级、位列15,支撑该学科的测控技术与仪器专业为国家一类特色专业建设点、辽宁省一流本科教育示范专业。
本学科拥有辽宁省输油气管道内检测重点实验室,辽宁省机器视觉重点实验室,辽宁省油气长输管道内检测技术工程研究中心,辽宁省高校先进在线检测技术实验室,辽宁省磁医学检测与治疗专业技术创新中心,沈阳市计算机视觉重点实验室,沈阳工业大学-中石化油气长输管道联合实验室,沈阳工业大学-美国德州仪器DSP联合实验室,沈阳工业大学-美国物理声学公司声发射技术联合实验室,辽宁(丹东)仪器仪表产业基地技术分中心等多个省、市级实验室。
本学科现有博士研究生导师44名,其中包括学校内交叉学科博士生导师14人和其他高校或研究所兼职博士生导师13人。
师资队伍中有中国工程院院士候选人提名1人,辽宁省百千万人才工程百人层次3人、千层次1人,辽宁省创新人才1人,高校优秀人才6人,辽宁省优青1人。
近年来本学科点连续20次获得国家自然科学基金(包括2次仪器专项110和120万元)的资助,以及国家科技部科技攻关项目、教育部博士点专项基金以及多项省基金资助,获得国家科技进步二等奖及省科技进步奖多项。
(完整版)0804仪器科学与技术一级学科简介0804仪器科学与技术一级学科简介一级学科(中文)名称:仪器科学与技术(英文)名称:Instrumentation Science and Technology一、学科概况仪器科学与技术学科是一个古老而又极具生命力的学科。
它伴随着人类最早的生产和社会活动的开始而萌生。
古代的测量器具尽管简单,但也基本具备了测量单位、标准量和标准量与被测量比对过程等测量的基本属性,如我国氏族社会已有“结绳记事”、“契木计时”的记载;大禹治水时使用了准绳与规矩;公元前221年,我国秦朝已形成量值统一的度量衡制度和器具;《汉书·律历志》中用“累黍定尺”和“黄钟律管”对长度进行了定义,其中用发出固定音高的“黄钟律管”之长来定长度标准是我国古代伟大的发明创造,这种方法与几千年后的今天,世界上采用光波波长定义长度基准,从基本原理上有惊人的相似之处;此外还产生了朴素的测量方法,如利用平行光投影的相似现象间接地测量物体的长度;进而产生了以测量单位、标准量、测量量值与被测量值转换关系为基础的测量方法和测量仪器,如日晷和浑天仪等。
在这个漫长的历史过程中,尽管该学科在促进生产力发展与社会进步中发挥了巨大作用,但仍处于学科的萌芽阶段。
直至1898年国际米制公约建立,初步形成了以米和公斤等为基本计量单位、相应的计量标准器与测量仪器、量值溯源方法与测量理论;进而衍生出作为该学科理论基础的测量误差理论和计量学等,学科基本理论框架初步形成。
随着近代测量科学与仪器技术的学术价值和实验价值显著提升,近代测量科学逐渐从近代物理学和化学等基础学科中分离出来,并逐渐形成为一门独立的学科,成为近代科学的重要基础学科之一。
门捷列夫曾有著名论断:“科学是从测量开始的”,“没有测量就没有科学”,“测量是科学的基础”。
现代测量学是前沿科学领域中最活跃和最有生命力的学科之一。
测量科学研究的重大突破性进展和新原理仪器的发明直接或间接地引发了前沿重大科学问题的突破。
南昌航空大学仪器科学与技术专业介绍一级学科代码:0804所含二级学科代码及名称:080401 精密仪器与机械080402 测试计量技术及仪器本学科的主要研究方向有:1.图像检测与模式识别:主要从事检测图像采集与处理技术,模式识别等方面的研究工作;2.智能测试技术与仪器:主要研究仪器智能测试与故障诊断、仪器研制等方面的研究工作;3.电磁检测技术与仪器:主要研究涡流检测、金属磁记忆检测、交流场检测的检测原理和检测技术及检测仪器;4.超声检测技术与仪器:研究超声检测根底理论、检测技术及仪器研制;(5) 光电检测技术与仪器。
为适应我国国民经济开展和社会主义建立的需要,培养德、智、体全面开展的仪器科学与技术学科高层次研究型专门技术人才,本学科培养的硕士研究生应到达以下要求:1.热爱祖国,遵纪守法,道德品质好,愿为社会主义现代化建立效劳。
2.在仪器科学与技术学科领域内掌握坚实的根底理论和系统的专业知识;研究论文具有创新性。
3.具有从事科学研究工作或独立担负专门技术工作的能力;具有实事求是、科学严谨的治学态度和工作作风。
4.能比拟熟练地运用一种外国语阅读仪器科学与技术学科的外文资料,并能撰写论文摘要,具有初步的听说能力。
三、主要研究方向1.电磁检测技术与仪器2.超声检测技术与仪器3.图像检测与模式识别4.智能测试技术与仪器5.光电检测技术及仪器四、培养方式1.结合硕士研究生的特点进行政治思想教育和党的方针政策教育,进行爱国主义、革命传统和道德的教育,进行社会主义与法制教育。
2.培养方式实行导师负责制。
在指导上采取导师负责和学科团队集体培养相结合的方法。
3.硕士研究生的培养采取课程学习、与学位论文并重的方式,分为课程学习和学位论文工作两个阶段,二者在时间上应有一定穿插,论文阶段有效时间均不得少于一年。
4.为了活泼学术气氛,硕士生应积极参加由硕士生组织、硕士生自己做报告的学术报告会。
5.培养时间:2.5年。
仪器科学与技术0804(一级学科:仪器科学与技术)仪器科学与技术学科下设测试计量技术及仪器和信息传感技术及仪器(精密仪器及机械)两个二级学科,本学科1986年获得硕士学位授予权,2000年获得博士学位授予权,2003年设有博士后流动站,是我校“211工程”和“985工程”的重点建设学科点之一。
该学科基础研究与应用基础研究并重,注重军民两用技术的结合,已发展成为一门涉及测试计量技术及仪器、信息传感技术及仪器、精密仪器及机械、光学工程、机械电子工程、检测技术及自动化装置、计算机应用等多学科交叉的新型综合学科。
主要研究方向有:1.光机电一体化技术研究:主要从事仪器工程设计方法,仪器精度、优化及可靠性设计,智能仪器与虚拟仪器,虚拟设计与虚拟现实等方面的研究工作。
2.近代光学与光电检测技术及仪器研究:主要从事干涉与偏振测量,光学非球面检测,激光多普勒及光散射测量,紫外测量,三维检测等方面的研究工作。
3.微小型光机电系统技术:主要从事微机电系统的设计、制造与检测,微小型机器人及其有效载荷技术,微小型运动及传感仿生技术等方面的研究工作。
4.微纳米测试与测控技术:主要从事微观形貌检测、纳米测量技术,纳米计量学等方面的研究工作。
5.精密测试与计量:主要从事几何量测试与仪器,远程、在线及智能化测试,计量专家系统与计算机精度仿真,误差理论与数据处理等方面的研究工作。
6.光电信息传感与处理技术:主要从事光学遥感技术,图像采集与处理技术,光学信息处理新方法与新技术等方面的研究工作。
7.瞬态、动态测试技术:主要从事动态与瞬态参数测试与标定技术,动态信号采集与信号分析、处理技术等方面的研究工作。
8.传感器技术及实验仿真:主要从事传感器技术及其应用,传感器特性测试,多传感器监控系统,近感探测技术等方面的研究工作。
一、培养目标热爱祖国,有社会主义觉悟和较高道德修养,掌握坚实宽广的仪器科学与技术及所属相关专业的基础理论和系统深入的专门知识,深入了解本学科的发展状况和发展趋势,具有应用实验/工程/数值模拟手段进行研究的能力,独立从事本学科领域科学研究、技术开发和工程设计等工作的能力,在科学研究或专门技术上做出创造性成果。
仪器科学与技术(一级学科)硕士研究生培养方案学科代码:0804一、培养目标及要求1、认真学习和领会马克思列宁主义、毛泽东思想、邓小平理论、“三个代表”重要思想和科学发展观,拥护党的基本路线和各项方针、政策,热爱祖国,遵纪守法;具有良好的职业道德和敬业精神,以及科学严谨、求真务实的治学态度和工作作风。
2、掌握仪器科学与技术学科坚实的基础理论和系统的专门知识,了解本学科相关理论和技术的发展水平以及所从事研究方向的国内外发展动态。
3、比较熟练地掌握一门外国语,能顺利阅读本学科领域的科技资料及文献,并具备一定的听、说和写作能力。
4、具有独立担负本学科及相关领域专门技术工作和从事科学研究的能力;培养从事仪器科学与技术及相关领域的科学研究、技术开发、生产制造、检测、管理等工作的创新型、应用型高层次工程技术人才和高级管理人才;身体健康。
二、研究方向仪器科学与技术(一级学科)硕士学位研究生培养方案设以下4个研究方向,各研究方向简介详见附表1。
1、智能测试技术及仪器2、激光与光电精密测量技术3、成像探测与机器视觉4、精密检测与质量控制技术三、学习年限全日制学术型硕士研究生学习年限一般为3年(含学位论文答辩时间),科学研究和撰写论文时间不少于一年(从开题报告通过之日开始计算)。
在满足论文工作时间要求的前提下,经指导教师同意,少数品学兼优的学生提前完成学业,可申请提前毕业。
四、课程设置及学分要求课程教学实行学分制,课程分为必修课和选修课,研究生在规定的时间内至少应完成不少于26学分的学习任务。
同等学历或跨专业攻读全日制学术型硕士学位研究生,应补修本学科本科阶段主干课程2门及导师指定的其它课程,经考试成绩及格(不计学分),方可申请答辩。
课程设置详细情况见附表2。
学生选课人数达到四人或四人以上,方可开课。
五、必修的培养环节1、学术交流硕士研究生在学期间,应听取学术报告或参加学术会议不少于6次,公开做学术报告不少于1次,填写“硕士生参加学术活动记录册”,经导师签字后交学院核定存档以备核查。
考研工学类专业介绍仪器科学与技术0804 仪器科学与技术080401 精密仪器及机械本学科隶属于仪器科学与技术一级学科与信息科学与技术密切相关。
主要研究现代精密仪器及智能、微小型机电系统,包括测控技术、微系统理论与应用、智能结构系统与技术、误差理论、信号分析与数据处理等。
现代科学仪器及设备是机、电、光、计算机、材料科学、物理、化学、生物学等先进技术的高度综合,它既是知识创新和技术创新的前提,也是创新研究的主体内容之一。
目前本学科技术的发展趋向智能化、微型化、集成化和系统工程化,其发展及应用与现代科技的各个领域的发展密切相关,在生物、医学、材料、航天、环保和国防等领域尤其突出,就业领域极其广泛。
080402 测试计量技术及仪器测试计量技术及仪器是仪器科学与技术中的二级学科之一。
1.制定详细周密的学习计划。
这里所说的计划,不仅仅包括总的复习计划,还应该包括月计划、周计划,甚至是日计划。
努力做到这一点是十分困难的,但却是非常必要的。
我们要把学习计划精确到每一天,这样才能利用好每一天的时间。
当然,总复习计划是从备考的第一天就应该指定的;月计划可以在每一轮复习开始之前,制定未来三个月的学习计划。
以此类推,具体到周计划就是要在每个月的月初安排一月四周的学习进程。
那么,具体到每一天,可以在每周的星期一安排好周一到周五的学习内容,或者是在每一天晚上做好第二天的学习计划。
并且,要在每一天睡觉之前检查一下是否完成当日的学习任务,时时刻刻督促自己按时完成计划。
方法一:规划进度。
分别制定总计划、月计划、周计划、日计划学习时间表,并把它们贴在最显眼的地方,时刻提醒自己按计划进行。
方法二:互相监督。
和身边的同学一起安排计划复习,互相监督,共同进步。
方法三:定期考核。
定期对自己复习情况进行考察,灵活运用笔试、背诵等多种形式。
2.分配好各门课程的复习时间。
一天的时间是有限的,同学们应该按照一定的规律安排每天的学习,使时间得到最佳利用。
仪器科学与技术一级学科仪器科学与技术是一个集测量、控制、测试、仿真、机器学习和大数据处理于一体的学科。
其研究范围广泛,应用领域广泛,涉及军工、航空航天、医疗、能源等多个领域,在现代化建设中有着重要作用。
第一步,了解仪器科学与技术的基本知识。
仪器科学与技术的基本知识包括测量原理、信号处理、控制原理、传感器、仪器的自动化控制等知识点。
其中,测量原理是仪器科学与技术中的基础,对于仪器的精度、稳定性等性能有着至关重要的影响。
第二步,了解仪器科学与技术的应用领域。
仪器科学与技术的应用领域十分广泛,例如测量检测领域,涉及到的测试对象包括电子元器件、机械零件、化学物质等。
在医疗领域,仪器科学和技术逐渐成为医疗诊断、治疗的工具之一。
在军工航空领域,仪器科学和技术被广泛应用于飞行控制系统、机载雷达等方面。
在国家能源领域,仪器科学和技术的应用越来越广泛,如核燃料测量、能源市场监测等。
第三步,了解仪器科学与技术的发展历程。
仪器科学与技术的发展历程可以追溯到古代。
如中国古代已经产生了很多仪器,如浑仪、水钟、火钟等。
到了现代,仪器科学和技术得到了迅速发展,其中最重要的因素是电子技术和计算机技术在仪器科学与技术中的广泛应用。
目前,随着微纳旋转、光子学、模态分析等技术的快速发展,仪器科学和技术也在不断地推进。
第四步,介绍仪器科学与技术的未来发展。
仪器科学与技术的未来发展趋势主要是多学科交叉、多指标监测、多参数控制、多参数预测和精细化管理。
未来,仪器科学与技术将继续发展,以实现更高的精度、更稳定的性能、更快的响应速度和更高的自动化程度。
综上所述,仪器科学与技术是一个十分重要的一级学科,其在多个领域中都发挥着关键性的作用。
了解仪器科学与技术的基本知识和应用领域,并关注仪器科学与技术的发展历程和未来发展,将促进仪器科学与技术的进一步发展。
0804仪器科学与技术一级学科简介一级学科(中文)名称:仪器科学与技术(英文)名称:Instrumentation Science and Technology一、学科概况仪器科学与技术学科是一个古老而又极具生命力的学科。
它伴随着人类最早的生产和社会活动的开始而萌生。
古代的测量器具尽管简单,但也基本具备了测量单位、标准量和标准量与被测量比对过程等测量的基本属性,如我国氏族社会已有“结绳记事”、“契木计时”的记载;大禹治水时使用了准绳与规矩;公元前221年,我国秦朝已形成量值统一的度量衡制度和器具;《汉书·律历志》中用“累黍定尺”和“黄钟律管”对长度进行了定义,其中用发出固定音高的“黄钟律管”之长来定长度标准是我国古代伟大的发明创造,这种方法与几千年后的今天,世界上采用光波波长定义长度基准,从基本原理上有惊人的相似之处;此外还产生了朴素的测量方法,如利用平行光投影的相似现象间接地测量物体的长度;进而产生了以测量单位、标准量、测量量值与被测量值转换关系为基础的测量方法和测量仪器,如日晷和浑天仪等。
在这个漫长的历史过程中,尽管该学科在促进生产力发展与社会进步中发挥了巨大作用,但仍处于学科的萌芽阶段。
直至1898年国际米制公约建立,初步形成了以米和公斤等为基本计量单位、相应的计量标准器与测量仪器、量值溯源方法与测量理论;进而衍生出作为该学科理论基础的测量误差理论和计量学等,学科基本理论框架初步形成。
随着近代测量科学与仪器技术的学术价值和实验价值显著提升,近代测量科学逐渐从近代物理学和化学等基础学科中分离出来,并逐渐形成为一门独立的学科,成为近代科学的重要基础学科之一。
门捷列夫曾有著名论断:“科学是从测量开始的”,“没有测量就没有科学”,“测量是科学的基础”。
现代测量学是前沿科学领域中最活跃和最有生命力的学科之一。
测量科学研究的重大突破性进展和新原理仪器的发明直接或间接地引发了前沿重大科学问题的突破。
这在历届诺贝尔奖的研究成果中得到集中体现。
到2011年为止,诺贝尔物理学奖、化学奖、生理学和医学奖获奖项目总数为352项,获奖总人数为547名,直接因测量科学研究成果或直接发明新原理仪器而获奖的项目总数为37(占 1 0.5%),总人数为50(占9.1%),如电子显微镜、质谱仪、CT断层扫描仪、扫描隧道显微镜和原子力显微镜等;同时69%的物理学奖、75%的化学奖、92%的生理学和医学奖都是借助于各种先进的高端仪器完成的。
仪器科学与技术的发展,一直与和物理学、化学、生理学和医学等基础学科和前沿学科的发展与重大前沿科学问题的突破紧密地联系在一起。
每次科学技术研究取得的重大进展都会推动仪器科学与技术产生跨越式发展。
传统仪器科学与技术以牛顿力学、电磁学、经典光学、热力学、化学等为理论基础,建立了长度、力学、热工、电磁、光学、声学、电子、时间频率、电离辐射等计量测试专业与相应的测量仪器技术产业。
现代仪器科学与技术以电动力学、量子力学、现代光学、电子学等为理论基础,同时借助于现代新技术的突破性进展,如微电子技术、计算机技术、激光技术、光子技术、光电子技术和超导技术等,使仪器科学与技术进入以量子计量为标志的新阶段,如激光干涉测量技术、原子频标计量技术、基于电子隧道效应的扫描隧道显微仪器技术、基于量子化霍尔效应的电参量计量技术研究等相继迅速取得突破,并发展成为新的仪器技术,进而促进仪器科学与技术的迅速发展。
仪器科学与技术学科具有与众多相关学科紧密交叉与融合的特点,而且这种学科间的紧密交叉与融合越来越成为现代仪器技术,特别是高端仪器技术发展的趋势。
一方面,仪器科学与技术学科的发展必须借助于相关学科的新技术成果,如研制新原理仪器必须采用光学新技术、精密机械新技术、电磁新技术、电子新技术和控制新技术等;另一方面,相关学科发展过程中遇到的难题与需求也会为新原理仪器的发明提供了机遇。
如生命学科领域的前沿问题之一是基因结构和活体细胞三维结构及形态与病理学、药理学之间的关系,这一需求导致高空间分辨率层析共焦显微镜的发明与发展。
又如分子物理学的前沿问题之一是分子及原子结构的真实性与可操作性,这一需求导致了扫描隧道显微镜和原子力显微镜的发明与广泛应用。
目前,仪器科学与技术学科与大部分工科和理科学科都形成了密切的交叉与融合关系。
二、学科内涵1.研究对象仪器是认识世界的工具,是对物理、化学和生物量以及各类工程量等进行观测、测量、测试、检测、计量、监测及控制的重要手段,是信息的源头。
仪器科学与技术学科的研究对象可分为四个层面:第一个是通过测量方法和仪器的发明,发现自然现象,认识自然规律,即从量的属性这一角度揭示客观世界的内在规律,以认识世界为目的;第二个是对物理、化学和生物量以及各类工程量等进行精确测量,并对仪器的量值进行溯源和传递,以获取准确一致和可靠的数据,为改造世界建立基础与前提;第三个是对生产和工作过程进行监测和控制,保证生产和工作过程的可靠性与效率;对产品质量进行测量,指导工艺水平提升,控制产品质量的可靠性与水平的提升;第四个是对人类健康状况进行检测,对生存环境状况和安全状况以及各类社会活动进行监测,作为人类自身健康、环境与社会安全保障的基础与前提。
仪器科学与技术学科是为人类认识自然现象,发现自然规律提供科学手段,为人类健康、环境安全、以及生产和社会活动法制化提供物质技术保障的一个跨学科的、知识密集和技术密集的综合性学科。
2.理论仪器科学与技术学科是一门典型的交叉性学科,其理论体系尚处于不断发展和完善的过程之中。
从总体上概括,仪器科学与技术学科的理论体系主要由应用物理科学、传感技术科学、测量科学、计量科学、信息处理科学、仪器技术科学和工程实验科学等构成。
根据仪器科学与技术学科各个分支领域的研究成果,并综合考虑仪器科学与技术学科各个分支领域分类的复杂性、差异性以及共同属性,仪器科学与技术学科的主要理论包括:传感理论、测量方法与测量仪器模型、仪器系统协同设计理论、仪器性能协同控制理论、仪器精度理论、测量误差与不确定度理论、仪器误差补偿理论、测量误差修正理论、量值传递与溯源方法、信号与图像及信息理论、多传感器数据融合理论、过程测控理论等。
3.知识基础仪器科学与技术学科的知识基础仍处于不断地发展与完善之中。
支撑仪器科学与技术学科理论体系的知识基础由四大部分构成,即:(1)测量方法学的概念、基本原理及运用测量方法学包括关于测量的概念、测量理论、测量原则和测量方法论;运用上述概念、理论、原则和方法论,针对处于一定被测对象和被测环境下的被测量的具体特性,建立测量方法,主要解决可测性问题;在此基础上,建立优化的测量误差分配模型与误差补偿模型,建立优化的测量方法、测量模型和仪器模型,主要解决测量方法构成与测量的准确性问题。
(2)传感器理论与技术传感器理论与技术包括对物理、化学和生物量以及工程量等的感知或传感机理与技术、信号或信息转换与放大技术、传感器设计方法,主要解决传感模型和传感系统的建立问题。
(3)仪器工程学与测控系统工程学仪器工程学与测控系统工程学包括仪器精度理论与设计方法,新原理核心技术基础、仪器核心单元设计方法,仪器集成技术与方法,仪器误差补偿技术与理论,仪器性能测试与校准技术等;还包括利用相关技术对信号、图像和信息等进行直接显示、输出和对外部设备进行反馈控制等;主要解决仪器或测控系统构成和测量手段与能力的实现问题。
(4)信号、图像和信息处理理论与技术信号、图像和信息处理理论与技术包括信号与系统理论、数字信号处理理论与技术、图像和信息处理理论与技术、以及信号、图像或信息的利用技术等,主要解决信号、图像和信息的提取、处理和利用问题。
(5)测量误差理论与数据处理技术测量误差理论与数据处理技术包括测量误差与不确定度理论、仪器误差补偿理论与技术、测量误差修正理论与技术、数据处理理论与技术等,主要解决测量结果的可靠性与准确性问题。
(6)计量学的概念、基本原理及应用计量学包括计量的概念、计量理论、计量体系和计量法规等。
运用上述概念、理论、体系和法规等,针对科学研究、生产活动、经济活动、社会活动和国际交流等需求,建立科学的计量单位制、量值溯源与传递方法和体系、以及计量基准装置和计量标准装置等。
计量学是仪器科学与技术的基础,主要解决在全国范围内和国际范围内测量单位的统一与量值的准确一致等问题。
支撑上述知识基础的学科专业知识,主要包括:测量误差与不确定度理论、互换性与测量技术基础、信号与系统、数字信号处理、光学图像处理、传感技术、测控电路技术为专业基础知识;测量技术、仪器设计、测控系统设计、仪器精度理论等为专业技术知识。
专业技术知识在专业体系的构建上根据各自专业方向的内涵不同有所侧重。
仪器科学与技术学科注重能力的培养,即主动获取知识的能力,独立分析问题与解决问题的能力,以及创新研究能力。
仪器科学与技术学科具有显著的多学科交叉特点与学科自身可持续创新的优势。
这些特点与优势得益于仪器科学与技术学科具备不断吸取相邻学科与相关学科的最新研究成果的能力。
相邻学科与相关学科的最新研究成果的不断融入,使仪器科学与技术学科知识基础不断拓展和深化。
相关知识基础主要由三大类构成,即自然科学基础知识类:包括数学、物理学、化学、生物学等;技术科学知识基础类:包括应用光学、物理光学、制图学、精密机械学、电子技术基础、计算机技术和控制理论与技术等;人文社会科学基础知识类:包括科学技术史、哲学、政治经济学等。
4.研究方法仪器科学与技术学科伴随着科学技术的整体发展,不断在实验科学、技术科学和工程科学中存在的大量测量科学问题和测量技术问题等方面深化认识,在解决这些问题的过程中进行理论和方法创新,逐渐构建了学科的理论体系,形成了具有本学科特点的研究方法,大致可归纳为如下方法学:(1)仪器与测量系统测量学特性的系统分析方法。
大型高端精密测量仪器和系统是一个多测量参量、多误差源、多种变化规律和多重复合作用的复杂系统,具有不可控干的扰源多、难补偿误差多、多变量耦合问题多和难建模问题多等特征,无法用现有典型方法分析,必须针对具体的仪器与测量系统问题,采用多学科手段,综合运用系统分析、分类归纳、分层解耦、以及直接监测与间接测算结合、精确补偿与经验数据结合、误差分离与误差抑制结合等方法,获取大量的相关数据,精确估算各个不确定度分量,判断各个测量学特性的偏移量,经多次测算与权衡,最终提出最优测量方案。
(2)仪器与测量系统的协同设计方法。
为达到高精度、多参量和高效率的设计目标,大型高端仪器和精密测量系统的设计无法由常规的仪器设计方法实现,必须采用协同设计方法。
该方法首先采用多学科技术与方法,如光学、精密机械学、电子学、电磁学、控制理论、计算机等技术与方法,完成仪器系统的原理设计;然后采用多学科方法与理论逐一分析与估算各测量特性的满足度和偏差。