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君子忧道不忧贫。——孔丘

测控技术与仪器专业介绍

本专业以光、机、电、计算机一体化为特色，培养具有现代科学创新

意识、知识面宽、基础理论扎实、计算机和外语能力强，可从事计算机应

用、电子信息、智能仪器、虚拟仪器、测量与控制等多领域的产品设计制

造、科技开发、应用研究、企业管理等多方面的高级工程技术及经营管理

人才。同时因为他们专业知识面宽广，具有很强的适应能力和广泛的发展

空间，也可从事计量、测试、控制工程、智能仪器仪表、计算机软件和硬

件等高新技术领域的设计、制造、开发和应用等工作，转行比较容易。测

控技术自古以来就是人类生活和生产的重要组成部分。最初的测控尝试都

是来自于生产生活的需要，对时间的测控要求使人类有了日晷这一原始的

时钟，对空间的测控要求使人类有了点线面的认识。现代社会对测控的要

求当然不会停留在这些初级阶段，随着科技的发展，测控技术进入了全新

的时代。

一、测控的几个重要过程及其新技术

1.信号采集

在信号采集环节，主要是采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传感器来

采集的，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（带有数字信号的特征）则主要是靠带有单片机电路

的仪器，如无纸记录仪，进行采集。此外，某某某像信号自然是由摄像装

置来进行采集。

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传感器是一种将物理量，化学量，生物量等转换成电信号的器件。输

出信号有不同形式，如电压、电流、频率、脉冲等，能满足信息传输、处

理、记录、显示、控制要求，是自动检测系统和自动控制系统中不可缺少

的元件。光导纤维的应用是传感器材料的重大突破，其最早用于光通信技

术。光纤传感器与传统传感器相比，灵敏度高，结构简单，体积小，耐腐

蚀，电绝缘性好，光路可弯曲，便于实现遥测等。光纤传感器与集成光路

技术相结合，加速光纤传感器技术的发展。将集成光路器件代替原有光学

元件和无源光器件，使光纤传感器有高的带宽低的

信号处理电压，可靠性高，成本低。半导体技术中的加工方法有氯化，

光刻，扩散，沉积和平面电子工艺。各向导性腐蚀及蒸镀，溅射薄膜等，

这些都已引进到传感器制造。因而产生了各种新型传感器，如利用半导体

技术制造出硅微传感器，利用薄膜工艺制造出快速响应的气敏湿敏传感器，

利用溅射薄膜工艺制压力传感器等。

集成传感器的优势是传统传感器无法达到的，它不仅仅是一个简单的

传感器，其将辅助电路中的元件与传感元件同时集成再一块芯片上，使之

具有校准，补偿，自诊断和网络通信的能力，它可降低成本，增加产量。

智能化传感器是一种带微处理器的传感器，是微型计算机和传感器相

结合的成果，它兼有检测，判断和信息处理功能，与传统传感器相比有很

多特点：具有判断和信息处理能力，能对测量值进行修正，误差补偿，因

而提高测量精度，可实现多传感器多参数测量，有自诊断和自校准功能，

提高可靠性。

2.信号整理

在信号的整理阶段，主要是对采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字信号。上述三种信号类型在整理阶段的内

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容有所不同，比如对传感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采集之后一般都

能够转换成所需要的数字信号以待输出到下一个处理环节；对于某某某像

信号，经采集之后主要是用于显示，若还需对某某某像进行处理，再显示，

或者发出控制信号，那么也必须将某某某像信号转换成数字信号，进行处

理，这就是一个复杂的问题。

我们通常使用的模数转换器大多为积分型和逐次逼近型，积