• 回答数

    3

  • 浏览数

    104

lclcjunjun
首页 > 论文问答 > 智能仪器在测试技术中的应用论文

3个回答 默认排序
  • 默认排序
  • 按时间排序

实创13720050898

已采纳
电子测量技术的发展及应用 英国科学家A • H • 库克(cook )说:“测量是技术生命的神经系统。我们通过测量认识周围的物质世界,通过测量把这些知识变成数字语言,然后用数学方法把它整理成合乎逻辑的系统;通过测量,可使这种系统性知识借助于工程技术用来改造物质;世界精密的测量是精确的知识和经济的设计所必需,方便的测量是敏捷的通讯和有效的组织所必需。”这一段话深刻地揭示出了测量对于我们人类社会的重要性。人类社会从远古时代发展到物质文明和梢神文明都高度发达的今天,没有测量技术的作用是不可想象的。 一、测量的意义 所谓测量就是借助于专用的技术工具通过实验和(或)计算,对被测对象收集信息的过程。在自然界中,对于任何被研究的对象,若要定量地进行评价,必须通过测量来实现。在电子技术领域中,中肯的分析只能来自正确的测量。通过测量,我们对大自然认识才由感性世界跨入了理性世界,才逐步对大自然有了理性的分析,通过分析和归纳,我们才能得到规律性的知识来改造世界,科学技术才能得以高速发展。牛顿开创的早期自然科学的工作方法可归纳为“观察、实验、理论”,可见,人们是通过观测试验的结果和已经掌握的规律,进行概括、推理,再对所研究的事物取得定量的概念和发现它的规律性,然后上升到理论。因此,测量技术的水平在相当程度上影响着科学技术的发展速度和深度,科学技术上有一些突破是以测试技术的突破为基础的。 这种例子在科学发展史上是不胜枚举的。 在没有显微镜时,人眼只能看清大小为1—2 毫米的东西,这大大限制了人类对自然界中微观世界的认识,在这种情况下,绝对不会有微生物学等技术的产生。16 世纪出现了光学显微镜,它的分辨率可达2000埃,相应的放大率约为1500倍,大大扩展了人的眼力。在显微镜的帮助下,人类发现了构成生物基础的细胞(大小约为10-100微米),使人类对生物界的认识有了一个极大的飞跃,这一发现对推动生物学各方面的研究作出了重要贡献,被恩格斯誉为19世纪三大发现之一。20 世纪30 年代出现了电子显微镜,它的分辨本42领高达2一3 埃,又比光学显微镜提高了约三个数量级。由此可见电子技术引入测量领域的巨大的推动作用。在电子显微镜下,可以洞察小小细胞内的超微机构,连细胞膜也可清晰地辨出是由三个薄层组成的,并发现了致病的病毒、形成了生物科学的又一次飞跃。现代科学技术、生产和国防的重要特点之一,就是要进行大量的观测和统计。现代工业大生产,用到测量上的工时和费用约占整个生产所用的20%一30%。提高测量水平,降低测量成本,减少测量误差,提高测量效率,对国民经济各个领域都是至关重要的。 二、电子测量技术的发展 电子测量技术的发展是建立在测量技术的发展最新电子技术的发展基础之上的。广义地说,凡是利用电子技术进行的测量都称为电子测量。从现存的史料上我们得知古人用漏斗滴水来测量时间,用草绳打结来计数,这可以说是原始的测量方法,以后人们逐渐发明了称、算盘等较为先进的测量和运算工具,到了本世纪20年代,科学技术的发展导致了电子管的出现,即电子技术的出现。由于电子技术独特的优点:频率范围宽,测量快速,易于实现遥控等,使得电子技术迅速被应用并普及到国民经济各个领域,包括测量技术中,开创了测量技术的新天地。但是由于电子管的体积较大,从而造成了电子管做成的测量仪器体积较大,耗电量多,价格贵,工作效率也不是很高,到了本世纪50年代,半导体技术有了飞速的发展,晶体管相对于电子管而言,体积大为减小,功耗降低,稳定性大为提高,同时其应用频率范围更宽,除测直流量外,还可以测高至100GHZ 左右的信号,从而使晶体管迅速取代了电子管的位置,如各种示波器、晶体管测试仪,频谱测试仪等。这些测量仪器仍在国民生产各个领域中发挥着极大的作用。到了本世纪60年代中期,中小规模集成电路问世。所谓集成电路,就是将电阻、电容、二极管、三极管等各种元器件经过半导体工艺或薄膜工艺制作在同一块硅片上,并按某种电路互联起来,制成的具有一定功能的电路,从而打破了半导体元器件组成的传统电路的概念,实现了材料、元件、电路三位一体。由于集成电路的问世,使得原来的电路变得更小,因此,由集成电路做成的电子测量仪器体积更为减小,同时其测量范围更为宽广,测量精度大为提高。现在一些比较先进的电子测量仪器均用集成电路做成,并且有了智能功能,特别是在尖端技术和现代化的工农业生产中,集成电路测量仪器的优势更为明显。例如,一个射程为八千公里的洲际导弹,如果航向误差有03度,也会造成导弹偏离目标5一8公里,那样,导弹的威力将大为降低,甚至起不到作用。制造炸药的甲苯,在生产中测量温度如有一定的误差,也可能造成严重的事故。现代化科学技术和现代化大生产中那些要求精密和准确测量的内容通常都是运用了电子测量的方法来实现的。 三、电子测量的特点及应用 随着电子技术的不断发展,测量的内容愈来愈多,通常包括以下几个方面: ① 电能量的测量,包括对于电流、电压、电功率的测量;② 信号的特性及所受干扰的测量,例如信号的失真度、频率相位、脉冲参数、调制度、信号频谱、信噪比等;③ 元件和电路参数的测量,例如电限、电感、电容、电子器件(电子管、晶体管、扬效应管等)的测量,集成电路的测量,电路频率响应、通频带宽度、品质因数、相位移、延时、衰减和增益等的测量。 随看电子技术的发展,由于电子测量技术的许多无可比拟的优点,许多非电量的测量也可以通过传感器转换成电信号,再利用电子技术进行测量。例如,高温炉中的温度、深海的压力等许多人们不能亲身到的地方或无法直接测量的量,都可以通过这种方式进行测量.电子测量除了对电参数进行稳态测量以外,还可以对自动控制系统的过渡过程及频率特性进行动态测量。例如,对一个轧钢的电气传动系统通过模拟计算机可以自动描绘出动态过程曲线;对于化工系统的生产过程进行自动检测与分析等。与其它的测量相比,电子测量具有以下几个明显的特点: ① 测量频率范围极宽,电子测量能工作在这样宽的频率范围,这就使它的应用范围很广。 ② 量程很广,由于所测量的大小相差极大,要求测量仪器的量程也极宽.同一台电子仪器,经常能做到量程宽达很多数量级。例如一台普通的欧姆表,可以测出几欧姆至几十兆欧姆的电阻,量程宽达六、七个数量级。电子计数器的量程更宽,可达17个数量级。量程宽正是电子仪器的突出优点。 ③ 测量准确度高。电子仪器的准确度通常可比其它测量仪器高很多。特别是对频率和时间的测量,由于采用了原子频标和原子秒作为基准,使误差减小到极小量级,这是目前人类在测量准确度方面达到的最高标准。电子测量准确度高,正是它在现代科技领域得到广泛应用的重要原因。例如发射人造卫星的控制和遥测系统,如果不够准确,最后一级火箭的速度有千分之二的相对误差,卫星就会偏离预定轨道一百公里. ④ 测量速度快.电子测量由于是通过电子运动和电磁波的传播来进行工作的,因此具有其它测量方法通常无法类比的高速度。 ⑤ 易于实现遥测和长期不间断的测量,显示方式又可以做到清晰、直观。由于可以把电子仪器或与它连接的传感器放到人类不便长期停留或无法到达的区域去进行遥测,而且可在被测对象正常工作的情况下进行测量。对于测量结果,电子测量的显示方法也比较清晰、直观,例如发光二极管直接数字显示,便于直接给出结果;荧光屏示波方法,便于形象直观地给出被测量的特征。测量结果还便于打印、绘图或启动指示灯或替铃显示。 ⑥ 易于利用计算机,形成电子测量与计算技术的紧密结合。电子测量的测量结采和它所需的控制信号都是电信号,这非常有利于它宵接或通过A/D、D/A变换与计算机连接,现在随着微型计算机功能的提高和成本的降低,就可以在不增加仪器体积和不明显增加成本的情况下,使测量仪器的性能发生很大的飞跃,使它具有高性能、多功能的特点。由于以上电子测量技术的一系列特点,使它广泛应用于自然科学的一切领域.大到天文观测、宇宙航天,小到物质结构、基本粒子,从复杂深奥的生命、细胞、遗传间题到日常的工农业生产、医学、商业各部门,都越来越多地采用了电子测量技术和设备。电子测量技术的发展是与自然科学特别是电子技术的发展互相促进、互相推动的一方面电子测量技术的发展为自然科学特别是电子学的研究、实验、分析和检验提供了条件,另一方面自然科学的发展特别是电子科学技术的发展向电子测量技术不断提出新课题。同时,近代电子学、计算科学、物理学和材料学等的发展又反过来为电子测量提供了新理论、新技术、新工艺、新材料、新器材,形成了相辅相成不可分割的关系。 目前电子测量设备在性能、测试功能、工艺结构等各方面都取得了很大的进展,其研制和生产正向着自动化、系统化、数字化、高性能、多功能、快速、小型等方面发展.拥有先进的科学实验手段,这是科学技术现代化的一个重要标志,而一个国家电子测量水平的高低,往往是反映这个国家科技水平的重要方面。所以,我们必须努力提高我们的电子测量技术,争取早日达到国际先进水平。
196 评论

candy00606

学位委员会办公室99年学科专业简介—0804仪器科学与技术仪器科学与技术是信息科学与技术的重要组成部分,是信息的源头。仪器科学与技术是对客事物提供检测、计量、监测和控制的重要手段,是为人类社会法制化提供物质技术保障的一门知识密集、技术密集的综合性学科。随着高新技术的研究与发展,各类基础研究与实验工作,国民经济建设中的现代国防、现代工业、现代农业和人类的社会生活,都离不开仪器仪表及其技术,因此,仪器科学与技术在国民经济中起着十分重要的作用。 仪器科学与技术的发展,是和物理学的发展紧密地联系在一起的,它以牛顿力学、热力学、电动力学、量子力量为其理论基础,建立了长度、力学、热工、电磁、光学、声学、电子、时间频率、徽电子、电离辐射等检测仪器为代表的仪器产业。量子力学与电子学的结合,现代科学技术的发展,如原子能、宇航、微电子、计算机、激光和超导技术的应用,不仅使仪器科学与技术进入量子计量学的阶段,而且大大地提高了仪器的精度和测量范围。激光干涉技术、原子频标、光功率的绝对测量、电单位的复现、温度的客观测量以及光电转换、力电转换、磁光效应、量子干涉器件等的发展和电子、计算机技术的应用,促进了许多新的检测方法和仪器的出现。许多新的物理效应,如多普勒效应,超导现象,电子隧道效应和量子化霍尔效应等相继被人们认识后,即被迅速加以利用,发展成为新的测试计量技术和仪器。微电子、航空航天技术的发展与需求推动了微位移、精密瞄准,精密定位、精密导航以及微机械技术的发展,使精密仪器及机械提高到新的技术水平。因此仪器科学与技术巳发展成为以精密机械、电子、光电技术、计算机技术为主,逐步形成为与精密仪器及机械、测试计量技术及仪器、光电工程、电子学、计算机科学、检测技术及自动化等学科相互交叉和相互渗透的综合学科。它包含有许多重要的学科分支,如测控技术及仪器,微型机械与纳米技术,智能仪器与虚拟仪器,测试理论与测试技术,误差理论与数据处理技术,现代传感技术及系统,故障诊断与信号分析和处理,质量工程,惯性测试技术与控制,电磁测量技术与仪器等。 仪器科学与技术包括两个二级学科;即精密仪器及机械和测试计量技术及仪器。两者在培养目标、业务范围和课程设置等方面,既有各自的特色,又有许多相互联系和共同之处。例如,它们都需要掌握精密机械、电子学、光学、计算机技术、自动控制、信息处理技术等方面的专业知识结构和应用技能;但是精密仪器及机械侧重于精密仪器及机械的设计理论与制造技术,微型机电系统的设计理论和制造技术,惯性技术与导航设备,智能仪器与虚拟仪器,智能结构系统等,而测试计量技术及仪器则侧重于测试理论与测试技术,误差理论与数据处理技术,现代传感技术及系统,光电检测技术及系统、信号分析与处理,动态测试、监控与故障诊断技术,质量控制工程和计算机辅助测控技术等。 本学科的相关学科:物理学、光学工程、机械工程、电子科学与技术、信息与通信工程、控制科学与工程、计算机科学与工程等。精密仪器及机械 一、学科概况 本学科是仪器科学与技术学科中的二级学科。随着科学技术的发展,当今社会已进入信息化时代。本学科作为信息的获取、存储、处理、传输和利用的手段和方法,在国防、工农业和科学研究中的应用十分广泛,在国民经济和社会发展中起着重要作用。近年来微机械和微米纳米技术的兴起,也是本学科的重要发展方向和研究内容,将对国国经济的发展具有重要影响。本学科是精密机械、电子技术、光学、自动控制和计算机技术等学科相互交叉的综合学科。 二、培养目标 1.博士学位 应具有精密机械、光学、电子技术、自动控制和计算机技术等方面的知识结构,掌握本学科领域的坚实而宽广的基础理论和系统深入的专门知识,深入了解精密仪器及机械学科的发展方向和国际学术研究前沿;应至少掌握一门外国语,能熟练地阅读本专业的外文资料,具有广定的写作能力和进行国际学术交流的能力;具有较强的独立从事科学研究和专门技术工作的能力,在某一方面取得创造性的研究成果;能胜任本专业及相邻专业的教学、科研、科技开发或管理工作。2硕士学位 应在精密仪器及机械学科领域掌握坚实的基础理论,熟练掌握本学科的专门知识,初步具有本学科的科学研究能力,能熟练地运用计算机和掌握一门外国语,可从事专业及相邻专业的教学、科研、科技开发或管理工作。 三、业务范围 1。科学研究范围 (1)测控技术及仪器 精密仪器及机械的设计理论与制造技术,动态测试、信号分析与故障诊断技术,光电检测技术及系统,无损检测技术,新型传感器技术及其应用,图像处理技术等。(2)微机械与纳米技术 微型机电系统的设计与制造,微执行器、微细工程及纳米技术等。(3)智能结构系统与仪器 智能机器人技术,智能结构系统的设计与制造,测量自动化与智能化,虚拟现实技术与虚拟仪器等。 (4)惯性测试技术与控制 惯性系统与微型陀螺系统,导航定位与测控技术等。 (5)仪器总体技术 仪器工程设计方法,仪器精度、优化及可靠性设计,人机工程和计算辅助设计技术等。2.课程设置(1)博士学位 基础理论课 现代数学基础,非线性分析方法,现代信号处理与分析,测控系统的建模。 专业课 现代测试技术,陀螺仪及惯性导航,振动理论及应用,动态测试技术及应用,数字图象处理,机器视觉,虚拟现实技术与虚拟仪器,微电子机械系统。 (2)硕士学位 基础理论课 工程数学基础,测试信号处理,高等电子学,控制理论,误差理论与数据处理。 专业课 现代传感技术,微机接口原理及应用,计算机网络技术,智能仪器与系统设计,机械系统动态测试与模态分析,微米—纳米技术,惯性导航系统与控制,光电检测技术,仪器CAD技术,人机工程学。 四、主要相关学科 测试计量技术及仪器,光学工程,检测技术与自动化,机械电子工程,生物医学工程。测试计量技术及仪器 一、学科概况 测试计量技术及仪器属仪器科学与技术中的二级学科。在自然科学中;人们是通过测量得到对事物的认识,“没有测量,就没有科学”,而测试仪器为人类认识自然、改造自然的重要手段,在国民经济中起着重要作用。从信息论的观点看,测试计量技术是获取信息的源头,随着科学技术发展,测试技术已逐步发展成为一门涉及数学、物理学、微电子学、精密机械、传感器技术、自动控制技术、计算机技术和通信技术等学科交叉的新型学科,测试仪器制造业也已逐步形成多学科相互渗透、知识高度密集、技术高度综合的新型产业。此外,现代测试计量技术正向两大方向发展,一是测量范围向两端延伸。测量精度进一步提高,二是向动态、实时、在线、遥控、多功能、数字化、智能化方向发展。 二、培养目标1.博士学位 应具有数学、现代光学、微电子学、精密机械、现代传感技术和测试技术、 误差理论与数据处理、控制理论、计算机技术和信号处理等方面的知识结构,掌握本学科领域的坚实而宽广的基础理论和系统深入的专门知识,深入了解测试计量技术及仪器学科的发展方向和国际学术研究前沿。应至少掌握一门外国语;能熟练地阅读本专业的外文资料;具有一定的写作能力和进行国际学术交流的能力。具有较强的独立从事科学研究和专门技术工作的能力,并在某一方面取得创造性的研究成果。能胜任本专业及相邻专业的教学、科研、科技开发或管理工作。2。硕士学位 应在测试计量技术及仪器学科领域掌握坚实的理论基础,熟练掌握本学科系统的专门知识,初步具有本学科的科学研究能力,并能熟练地运用计算机和掌握一门外国语,可从事本专业及相邻专业的教学、科研、科技开发或管理工作。三、业务范围 1.学科研究范围 (1)测试计量理论及其应用 误差理论与数据处理,可靠性理论及其应用,量值标定、传递与校准,仿真测试技术等。 (2)现代传感技术及系统 传感器理论及其应用,现代传感技术及仪器,光学与光电检测技术等。 (3)精密测试与质量工程 现代测试技术及系统,纳米测试技术,智能化仪器仪表,测试信号分析与处理,故障诊断技术,动态与瞬时测试技术,计算机测控技术与质量工程等。(4)电磁测量技术与仪器 电磁测试计量理论,电参数的数字化技术,电测信号的分析与处理,自动测试接口技术与系统等。 2·课程设置 (1)博士学位 基础理论课:现代信号分析与处理,最优控制理论,线性系统,非线性数字分析,现代测控导论,智能材料与结构引论。 专业课 现代测试技术,智能测试系统设计,动态与振动测试与分析,现代时域测量,智能多媒体技术,动态参量计量与测试进展。(2)硕士学位 基础理论课 :工程数学基础,测试信号处理,高等电子学,数字图像处理技术,误差理论与数据处理。 专业课 智能仪器设计,微机接口原理及应用,几何量测控技术,现代传感器原理及应用,激光及光电测试技术,质量工程。四 主要相关学科 精密仪器及机械,机械电子工程,光学工程,检测技术及自动化,计算机应用技术。

304 评论

鼠weakorz

不太清楚你的具体要求,感觉是要把这两个方面综合的学科论文。 对智能仪表看的比较多,现在总体感觉要是想整合这两个学科的话,有几个方向。具体的说,就是我们平时的测试一般都是借助单台仪表测试单个指标,这样的测试一般来讲效率比较低下,而且需要借助人力分析最后的测试结果,而且自动化程度不高,在进行一些重复性测量的时候非常消耗人力。智能仪表的技术主要是可以借助计算机预先编程控制仪表,另外可以将多台仪表进行连接进行复杂的测试,并又计算机处理数据。 红外接受的问题平时涉及不多,但是一直有一个想法。因为有很多测试项目很难使仪表之间进行横向连接,这样就必须将单台仪表的测试数据进行采集之后汇总,但是在一些日常的测试中因为测试比较频繁,很难借助计算机进行串口或其他接口的采集,我在想是不是可以在机器后面的串口上加一个红外模块,借助一些PDA之类的掌上设备,进行数据采集,这样将具有较高的工程实用性,而且其中涉及的技术难度也不是很大。

326 评论

相关问答