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North China Electric Power University 测控技术与仪器概论(一) 吕跃刚 华北电力大学 控制与计算机工程学院 信息科学技术 信息工程 通信工程 电子信息工程 自动化 电气工程及其自动化 电子科学与技术 测控技术与仪器 计算机科学与技术 生物医学工程 软件工程 电子信息科学与技术 光信息科学与技术 。。。。 当今社会起主导作用的科学技术 测控技术与仪器 测控技术与仪器专业是教育部根据21世纪信息时代的市场要求，于98年确立的仪器仪表类较宽口径专业。 研究的对象——信号的测量与自动控制。 相关学科 ——电子信息工程、自动化、通信工程等。 测控专业主要课程 专业基础：电路理论、模拟电子技术、数字电子技术、数字信号处理、微机原理及应用、误差理论与数据处理、自动控制理论 专业必修：传感器原理与应用、过程参数检测及仪表、过程控制系统、计量测试技术、智能仪表设计。 专业选修：测控专题、单片机原理及应用、电厂热力设备及运行、电磁测量 、电子测量原理及仪器、分散控制系统及现场总线技术、工程光学、工程力学、流体力学、核电站参数检测与控制、火电厂顺序控制与保护、计算机测量与显示技术、检测新技术、控制电机。 物理对象 电厂、工业生产过程 参数检测 电压、电流、温度、 压力、流量、水位 信号处理 模拟、数字电信号 传感器 滤波、放大、A/D 微弱信号 计算与控制 作用于控制对象 信息传输 传感器原理与应用 过程参数检测及仪表 单片机原理及应用 智能仪表设计 电子测量原理及仪器 电磁测量 电子测量原理及仪器 电厂热力设备及运行 过程控制系统、火电厂顺序控制与保护、核电站参数检测与控制、分散控制系统及现场总线技术 计算机测量与显示技术 控制电机 人机接口 控制作用 I/O驱动、PID 信息技术——即有关信息的获取、传递、处理和控制技术。 信息获取技术： 如传感技术、检测技术等； 信息处理技术： 即计算机软件和硬件技术； 信息传输技术： 如网络通信技术、微波通信技术、卫星通信技术； 信息控制技术： 如反馈控制技术、现代控制技术。 计算机技术 1946年世界上第一台计算机诞生 提高速度、增大容量——第一台计算机结构体积达3000立方英尺、18800个电子管、1500个电器、70000个电阻、10000个电容、6000个开关，重30吨；运算速度5000次/秒加法，乘法为3秒作一次，存贮容量为20个字长的10位二进制数；功耗25KW； 减小体积、降低能耗——1971年，Intel公司推出的第一台微处理器4004，只有2300上晶体管，运算速度每秒达6万条指令，随后个人微型机相继问世。 语言和软件系统的高级化——各种高级语言及其软件系统的开发和应用。二进制机器程序——汇编语言——c语言——组态软件模块化编程 从单机到多机网络——20世纪90年代后的计算机通信网络 从增加功能到智能化——20世纪90年代以后，计算机朝智能化方向发展，到今天计算机的速度已达每秒几十亿次，内存容量达几百兆字节，体积小到只有一本书的大小。其功能不只是数值运算，还可以进行逻辑判断等多种功能，称其为第五代计算机。 通信技术 （1）数字化 通信、计算机和多媒体三位合一，使得文字、语音、图像、视频和数据都实现了数字化，称为数字融合，因特网就是数字融合的典型产物。 （2）高速化 目前通信传输正在向高速、大容量、长距离方向发展。常规的光纤通信、卫星通信、无线通信等技术日臻完善，网络与通信技术正朝着超高速多功能方向发展。 （3）宽带化 由于多媒体技术在通信领域的应用，通常都要占用较宽的带宽。以至于有人把WWW戏称为“全球等待”（World Wide Wait）。为此，世界各国都在研究提高带宽的新技术。 （4）综合化 电话、电视、广播、计算机网络综合业务数字网（ISDM）在全球范围内获得广泛使用。 信息存储技术 （1）半导体存储技术 ROM、RAM、EEPROM、FLASH等 高技术半导体芯片:小型化、低能耗、高精度、高可靠性. ※美国英特尔公司半导体芯片技术处于世界领先地位 （2）光学存储技术 CD-ROM（只读光盘）、 DVD（数字化视频光盘）等 嵌入式系统 定义：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。 系统组成：1、嵌入式微处理器 2、存储器 3、通用设备接口和I/O接口 特点：1、系统内核小。 2、专用性强。 3、系统精简。 4、高实时