測控專業(yè)概論

前言

　　測控技術(shù)與儀器專業(yè)屬儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科領(lǐng)域，是研究信息的獲取和預(yù)處理，以及對(duì)相關(guān)要素進(jìn)行控制的理論與技術(shù)；是電子、光學(xué)、精密機(jī)械、計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息技術(shù)多學(xué)科互相滲透而形成的一門高新技術(shù)密集型綜合學(xué)科。它作為信息的源頭技術(shù)和核心高新技術(shù)之一，是一個(gè)國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志，是信息技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)，廣泛用于制造業(yè)、能源、環(huán)保、航空、航天、國防工業(yè)以及科學(xué)研究等部門，是對(duì)物質(zhì)世界的信息進(jìn)行測量與控制的技術(shù)基礎(chǔ)，是觀察、測量、計(jì)算、記錄和控制自然現(xiàn)象與生產(chǎn)過程的工具?，F(xiàn)代儀器儀表的發(fā)展水平，是國家科技水平和綜合國力的重要體現(xiàn)，儀器儀表制造水平反映出國家的文明程度?！　?duì)于廣大意欲進(jìn)入大學(xué)深造的高中畢業(yè)生和剛跨入大學(xué)校門的新生而言，選擇自己有興趣的專業(yè)，了解專業(yè)的內(nèi)涵，對(duì)確定今后人生努力的方向是至關(guān)重要的。而非常多的大學(xué)一年級(jí)新生對(duì)本專業(yè)在思想和心理上一般均準(zhǔn)備不足，雖有學(xué)好本專業(yè)的愿望，卻又有對(duì)專業(yè)的困惑。大學(xué)生進(jìn)校后，迫切要求了解本專業(yè)在畢業(yè)后干些什么，本專業(yè)的學(xué)生在大學(xué)里學(xué)習(xí)什么，怎樣學(xué)。為了使剛進(jìn)大學(xué)的一年級(jí)學(xué)生盡快了解專業(yè)，我校在大學(xué)一年級(jí)開設(shè)了專業(yè)概論課程，本書是配合大學(xué)測控技術(shù)與儀器專業(yè)概論肯程而編寫的一本介紹專業(yè)概況的教材。編寫本書的目的是為了使測控技術(shù)與儀器專業(yè)一年級(jí)大學(xué)生了解本專業(yè)，給學(xué)生一把專業(yè)入門的鑰匙，主動(dòng)打開大學(xué)學(xué)習(xí)之門，發(fā)揮學(xué)生在大學(xué)時(shí)代學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性與創(chuàng)造性，成為大學(xué)時(shí)代學(xué)習(xí)的主人。　　本書共分4章。第l章緒論，主要介紹測控技術(shù)與儀器專業(yè)的歷史和現(xiàn)狀，其在社會(huì)發(fā)展與國民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用，所依托的工程技術(shù)學(xué)科的研究內(nèi)容與發(fā)展趨勢，并介紹了專業(yè)常用的術(shù)語；第2章主要介紹測控專業(yè)在大學(xué)本科階段的培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)模式、學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)與素質(zhì)要求、課程體系與相關(guān)課程的教學(xué)內(nèi)容；第3章是本書的重點(diǎn)內(nèi)容，主要介紹測控專業(yè)在鋼鐵冶金、電力、機(jī)械制造、化工、航空航天、大眾生活、醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測、軍事等領(lǐng)域的應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)測控專業(yè)的應(yīng)用背景以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣、擴(kuò)展學(xué)生的視野；第4章就大學(xué)一年級(jí)新生進(jìn)入大學(xué)后，在大學(xué)學(xué)習(xí)階段要注意的問題、自學(xué)為主的學(xué)習(xí)方法、主要課程的學(xué)習(xí)重點(diǎn)、理論聯(lián)系應(yīng)用實(shí)際等提出建議，并就學(xué)生關(guān)心的就業(yè)問題作了簡要介紹。從長遠(yuǎn)來看，大學(xué)本科大眾化教育的學(xué)習(xí)應(yīng)該是打基礎(chǔ)的階段，專業(yè)方向應(yīng)盡可能寬泛，應(yīng)該多學(xué)習(xí)通識(shí)知識(shí)。一方面，大學(xué)進(jìn)行寬口徑招生，入學(xué)后應(yīng)先打基礎(chǔ)，培養(yǎng)通才；另一方面在高年級(jí)實(shí)行窄專業(yè)劃分，培養(yǎng)目的明確，專才更有優(yōu)勢?！　”緯梢宰鳛榇髮Ｔ盒y控技術(shù)與儀器專業(yè)新生的教材，也可供從事自動(dòng)化、機(jī)電一體化、電子信息工程和電氣工程與自動(dòng)化等專業(yè)的師生與工程技術(shù)人員參考?！　∮捎诰幷叩乃接邢?，書中難免存在錯(cuò)誤和不足之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)和指正。

內(nèi)容概要

　　《測控專業(yè)概論》編寫的目的主要是針對(duì)大學(xué)一年級(jí)新生迫切需要了解測控技術(shù)與儀器專業(yè)，提高對(duì)專業(yè)的興趣，了解專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)，掌握合適的學(xué)習(xí)方法，盡早進(jìn)入專業(yè)領(lǐng)域，為學(xué)生提供一個(gè)集中學(xué)習(xí)和了解專業(yè)、擴(kuò)展視野的平臺(tái)。測控技術(shù)與儀器專業(yè)屬儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科領(lǐng)域，是研究信息的獲取和預(yù)處理，以及對(duì)相關(guān)要素進(jìn)行控制的理論與技術(shù)；是電子、光學(xué)、精密機(jī)械、計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息技術(shù)多學(xué)科互相滲透而形成的一門高新技術(shù)密集型綜合學(xué)科?！稖y控專業(yè)概論》較為詳細(xì)地介紹了測控技術(shù)與儀器專業(yè)的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展方向；測控專業(yè)在大學(xué)本科階段的培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)模式、知識(shí)結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)與素質(zhì)要求，課程體系與相關(guān)課程的教學(xué)內(nèi)容；測控專業(yè)在鋼鐵、冶金、制造業(yè)、能源、化工、環(huán)保、航空、航天、國防、大眾生活等領(lǐng)域的應(yīng)用；測控專業(yè)學(xué)習(xí)和就業(yè)的建議?！　　稖y控專業(yè)概論》也可供從事自動(dòng)化、機(jī)電一體化、電子信息工程和電氣工程與自動(dòng)化等行業(yè)員工，以及相關(guān)專業(yè)的高校師生參考，還可以作為關(guān)心測控技術(shù)與儀表行業(yè)讀者的科普讀物。

書籍目錄

前言第1章 緒論1.1 測控專業(yè)教育的歷史和現(xiàn)狀1.1.1 測控專業(yè)的歷史沿革1.1.2 測控技術(shù)在當(dāng)代社會(huì)中的地位與作用1.2 儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科的發(fā)展方向和前景1.2.1 發(fā)展科學(xué)儀器是國家的戰(zhàn)略措施1.2.2 我國儀器儀表的現(xiàn)狀1.2.3 儀器儀表的發(fā)展方向1.2.4 未來10年儀器儀表的關(guān)鍵技術(shù)1.3 儀器傳統(tǒng)觀念的演變1.3.1 儀器結(jié)構(gòu)的演變1.3.2 虛擬儀器開辟了儀器領(lǐng)域的新時(shí)代1.3.3 軟測量技術(shù)1.4 測控專業(yè)常用的術(shù)語1.4.1 檢測和檢測技術(shù)1.4.2 檢測儀器及性能指標(biāo)1.4.3 自動(dòng)控制常用的術(shù)語思考題參考文獻(xiàn)第2章 測控專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)2.1 學(xué)科與專業(yè)2.1.1 學(xué)科2.1.2 專業(yè)2.1.3 儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科屬性2.1.4 測控專業(yè)的相關(guān)學(xué)科2.2 測控專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)2.2.1 素質(zhì)結(jié)構(gòu)方面2.2.2 能力結(jié)構(gòu)方面2.2.3 知識(shí)結(jié)構(gòu)方面2.3 培養(yǎng)方案的知識(shí)構(gòu)成2.4 課程的設(shè)置及體系2.5 專業(yè)課程知識(shí)結(jié)構(gòu)2.5.1 課程2.5.2 專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)2.5.3 測控專業(yè)知識(shí)體系2.6 各相關(guān)課程的主要內(nèi)容2.6.1 學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)課程2.6.2 專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)課程2.6.3 專業(yè)知識(shí)課程2.6.4 專業(yè)核心知識(shí)點(diǎn)思考題參考文獻(xiàn)第3章 測控技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域舉例3.1 鋼鐵冶金3.1.1 冶金3.1.1.1 冶金方法3.1.1.2 主要冶金過程簡介3.1.2 鋼鐵工業(yè)3.1.2.1 鋼與生鐵的區(qū)別3.1.2.2 鋼鐵工業(yè)的發(fā)展方向3.1.3 我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展3.1.4 鋼鐵生產(chǎn)工藝流程3.1.5 冶金鋼鐵生產(chǎn)中的測控舉例3.1.5.1 原料場生產(chǎn)與測控3.1.5.2 焦化生產(chǎn)與測控3.1.5.3 燒結(jié)生產(chǎn)與測控3.1.5.4 球團(tuán)生產(chǎn)與測控3.1.5.5 石灰生產(chǎn)與測控3.1.5.6 煉鐵生產(chǎn)與測控3.1.5.7 煉鋼生產(chǎn)與測控3.1.5.8 軋鋼生產(chǎn)與測控3.1.5.9 鋁的冶煉過程與測控3.1.5.10 銅的冶煉過程與測控3.2 電力工業(yè)3.2.1 電力工業(yè)概述3.2.1.1 常見的發(fā)電方式3.2.1.2 電力工業(yè)的發(fā)展方向3.2.2 火力發(fā)電系統(tǒng)與測控3.2.2.1 鍋爐與測控3.2.2.2 汽輪機(jī)與測控3.2.2.3 電力系統(tǒng)與測控3.2.2.4 輔助系統(tǒng)與測控3.2.3 變電系統(tǒng)與測控3.2.4 電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)與測控3.2.5 配電網(wǎng)系統(tǒng)與測控3.3 機(jī)械工業(yè)3.3.1 機(jī)械工業(yè)發(fā)展概述3.3.2 機(jī)械工程3.3.3 機(jī)械制造3.3.3.1 機(jī)械制造過程3.3.3.2 機(jī)械加工表面成形3.3.3.3 機(jī)械加工所需運(yùn)動(dòng)與切削用量3.3.3.4 機(jī)械零件的互換性與零件加工質(zhì)量3.3.3.5 機(jī)械加工3.3.4 機(jī)械制造與測控3.3.4.1 機(jī)械加工中的檢測3.3.4.2 數(shù)控機(jī)床3.3.4.3 機(jī)械制造自動(dòng)化3.3.4.4 現(xiàn)代制造技術(shù)3.4 化學(xué)工業(yè)3.4.1 化學(xué)工業(yè)概述3.4.1.1 化學(xué)工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用3.4.1.2 化學(xué)工業(yè)的行業(yè)范疇與產(chǎn)品分類3.4.1.3 化學(xué)工業(yè)的原料及其選擇原則3.4.1.4 化學(xué)工業(yè)的特點(diǎn)3.4.2 化學(xué)工業(yè)的發(fā)展與現(xiàn)狀3.4.2.1 化學(xué)工業(yè)發(fā)展的歷史3.4.2.2 我國的化學(xué)工業(yè)3.4.2.3 國外的化學(xué)工業(yè)3.4.3 化學(xué)工程3.4.3.1 化學(xué)工程主要內(nèi)容3.4.3.2 化學(xué)工程研究對(duì)象的特點(diǎn)3.4.4.化學(xué)工業(yè)與測控3.4.4.1 化工過程檢測3.4.4.2 化工過程控制3.5 航空航天3.5.1 航空發(fā)展簡史3.5.1.1 遠(yuǎn)古的神話與傳說3.5.1.2 氣球和飛艇的出現(xiàn)與發(fā)展3.5.1.3 重于空氣的航空器3.5.1.4 我國的航空發(fā)展史3.5.2 航天發(fā)展簡史3.5.2.1 火箭技術(shù)3.5.2.2 衛(wèi)星時(shí)代3.5.2.3 空間探測3.5.2.4 載人航天3.5.2.5 我國航天史3.5.3 航空機(jī)載設(shè)備3.5.3.1 航空儀表3.5.3.2 飛機(jī)導(dǎo)航技術(shù)3.5.3.3 其他機(jī)載設(shè)備3.5.3.4 飛機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)3.5.4 航天工程技術(shù)3.5.4.1 航天器3.5.4.2 航天發(fā)射場3.5.4.3 航天測控網(wǎng)3.5.4.4 有效載荷管理系統(tǒng)3.5.4.5 用戶終端／應(yīng)用系統(tǒng)3.5.4.6 著陸場3.5.4.7 航天員系統(tǒng)3.6 大眾生活3.6.1 居家生活3.6.1.1 家電傳感器3.6.1.2 家電的自動(dòng)控制3.6.2 家用轎車3.6.2.1 汽車傳感器3.6.2.2 車輛控制系統(tǒng)3.6.3 智能建筑3.6.3.1 智能建筑傳感器3.6.3.2 建筑物智能化系統(tǒng)3.7 其他領(lǐng)域3.7.1 醫(yī)學(xué)儀器3.7.1.1 醫(yī)學(xué)儀器發(fā)展簡史3.7.1.2 醫(yī)學(xué)儀器的作用3.7.1.3 醫(yī)學(xué)儀器發(fā)展趨勢3.7.2 環(huán)境監(jiān)測3.7.2.1 環(huán)境監(jiān)測的基本概念3.7.2.2 環(huán)境監(jiān)測的主要項(xiàng)目3.7.2.3 環(huán)境自動(dòng)在線監(jiān)測3.7.3 武器裝備3.7.3.1 精確制導(dǎo)技術(shù)3.7.3.2 軍民兩用儀器思考題參考文獻(xiàn)第4章 學(xué)習(xí)與就業(yè)4.1 本科學(xué)生的學(xué)習(xí)觀4.1.1 學(xué)習(xí)觀問題的提出4.1.2 不正確學(xué)習(xí)觀產(chǎn)生原因的分析4.1.3 樹立積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)觀4.2 學(xué)好基礎(chǔ)理論課4.2.1 大學(xué)英語的學(xué)習(xí)4.2.2 高等數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)4.2.3 大學(xué)物理的學(xué)習(xí)4.3 學(xué)好專業(yè)課4.3.1 計(jì)算機(jī)類課程的學(xué)習(xí)4.3.2 信號(hào)與系統(tǒng)課程的學(xué)習(xí)4.3.3 傳感器技術(shù)與應(yīng)用課程的學(xué)習(xí)4.4 實(shí)踐技能的培養(yǎng)4.5 就業(yè)觀念與就業(yè)方向4.5.1 社會(huì)需要怎樣的畢業(yè)生4.5.2 影響大學(xué)生就業(yè)的“軟性”因素4.5.3 測控專業(yè)主要就業(yè)方向思考題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　國內(nèi)生產(chǎn)尚有困難。采用虛擬儀器技術(shù)便可以自己設(shè)計(jì)高檔儀器系統(tǒng)?！　×硪环矫?，用戶可以將一些先進(jìn)的數(shù)字信號(hào)處理算法應(yīng)用于虛擬儀器的設(shè)計(jì)，提供傳統(tǒng)硬件化儀器不具備的功能，而且完全可以通過軟件配置實(shí)現(xiàn)多功能集成的儀器設(shè)計(jì)。因此，可以說虛擬儀器代表了未來測量儀器設(shè)計(jì)的方向，我們必須多加關(guān)注?！　?.3.3 軟測量技術(shù)　　軟測量通常是在成熟的傳感器硬件基礎(chǔ)上，以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心，通過軟測量模型運(yùn)算處理來完成的。這類方法具有功能強(qiáng)、通用性好、響應(yīng)迅速、測量準(zhǔn)確、工程適用范圍寬、維護(hù)方便、性能價(jià)格比低等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)?！　?.什么是軟測量技術(shù)　　軟測量技術(shù)也稱為軟儀表技術(shù)（softSensorTechnique）。概括地講，所謂軟測量技術(shù)就是利用易測過程變量[常稱輔助變量或二次變量（SecondarvVariable），如工業(yè)中容易獲取的壓力、溫度等過程參數(shù)]，依據(jù)這些易測過程變量與難以直接測量的待測過程變量[常稱為主導(dǎo)變量（PrimaryVariable），如濃度、反應(yīng)速率…]之間的數(shù)學(xué)關(guān)系（軟測量模型），通過各種數(shù)學(xué)計(jì)算和估計(jì)方法，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)待測過程變量的測量參考?！　≤洔y量技術(shù)是一種間接測量技術(shù)。軟測量技術(shù)的基本思想就是將自動(dòng)控制理論與被控制對(duì)象的工藝、設(shè)備有機(jī)地結(jié)合起來，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)于一些難于測量或暫時(shí)不能測量的重要變量（即主導(dǎo)變量），選擇另外一些容易測量的變量（即輔助變量），通過某種數(shù)學(xué)關(guān)系的計(jì)算來推斷和估計(jì)出重要變量，以軟件計(jì)算的形式來代替硬件（傳感器）功能?！　‰S著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的性能參數(shù)越來越高，價(jià)格成本越來越便宜，在工業(yè)過程自動(dòng)控制上的應(yīng)用也越來越普及。利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)和已用的傳統(tǒng)檢測儀表，就能實(shí)現(xiàn)以往不能實(shí)現(xiàn)的檢測、診斷、推斷等功能，這就是軟測量技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢所在。

編輯推薦

　　《測控專業(yè)概論》可以作為大專院校測控技術(shù)與儀器專業(yè)新生的教材，也可供從事自動(dòng)化、機(jī)電一體化、電子信息工程和電氣工程與自動(dòng)化等專業(yè)的師生與工程技術(shù)人員參考。　　由于編者的水平有限，書中難免存在錯(cuò)誤和不足之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)和指正。

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