我兒子被上海理工大學測控技術與儀器專業錄取就業情況怎么樣？

測控技術與儀器是研究信息的獲取和處理，以及對相關要素進行控制的理論與技術；是電子、光學、精密機械、計算機、電力及自動控制技術等多學科互相滲透而形成的一門高新技術密集型綜合學科。

專業介紹

測控技術及儀器專業是儀器科學與技術和控制科學與技術交叉融合而形成的綜合性學科。

方向一以集電子技術、先進控制理論、計算機控制技術、自動檢測技術、光電技術以及網絡技術于一體為特色，以生產過程的機電裝備運行狀態及其信息為研究對象。本方向旨在培養基礎理論扎實、實踐能力強、知識面廣，外語綜合能力和計算機應用能力較強，人文社會科學綜合素質較高，具有開拓創新意識，能夠從事工業過程控制理論與裝備、計算機輔助測試系統、信息處理與狀態識別等領域的研究開發、設計制造和運行管理的復合型高級工程技術人才。

方向二以光—機—電—儀器—計算機技術一體化為特色，以傳感器技術、信息獲取與處理技術、自動化精密機械以及智能儀器儀表為主要研究對象。本方向旨在培養基礎理論扎實、實踐能力強、知識面廣，外語綜合能力和計算機應用能力較強，人文社會科學綜合素質較高，具有開拓創新意識，能夠從事測控儀器、信息技術以及測試計量技術等方面的研究開發、設計制造和運行管理方面的復合型高級工程技術人才。

測控技術與儀器是將自動化系統上的信號加以采集、整理、處理、而后進行顯示或者發出控制信號的過程。

主要環節

采集

在信號采集環節，主要是采集對象發出的各種信號，再將這種信號轉換成電信號，以便于后續的處理。對象發出的信號大多數是通過傳感器來采集的，包括物理信號（如溫度、流量、壓力等）和化學信號（如濕度、氣味等）兩大類，當然還包括不能歸為這兩類的一些信號，如可靠性、價格等。而開關量信號（帶有數字信號的特征）則主要是靠帶有單片機電路的儀器，如無紙記錄儀，進行采集。此外，圖像信號自然是由攝像裝置來進行采集。

整理

在信號的整理階段，主要是對采集到的電信號進行平整、濾波、模數轉換等，轉換成便于處理的數字信號。上述三種信號類型在整理階段的內容有所不同，比如對傳感器傳來的信號主要是進行信號放大、平整、濾波和模數轉換的過程；而對于開關量信號通過無紙記錄儀的采集之后一般都能夠轉換成所需要的數字信號以待輸出到下一個處理環節；對于圖像信號，經采集之后主要是用于顯示，若還需對圖像進行處理，再顯示，或者發出控制信號，那么也必須將圖像信號轉換成數字信號，進行處理，這就是一個復雜的問題。

處理

在信號的處理階段，主要是對數字信號進行處理以便顯示，或者發出控制信號。我們通過顯示出來的信號來判斷自動化系統上對象的運轉是否正常，如果信號顯示不正常，就需要對信號進行計算與處理，得到控制信號發送給對象，使對象調整運轉的狀態以復歸正常。

顯示控制

在顯示與控制環節，顯示主要是指將數字信號通過便于我們觀察的形式顯示出來以便我們進行判斷，控制主要是指將控制信號傳送給并作用于對象的過程。上面的四個環節就構成了整個測控的過程，如果包括控制的過程，則剛好形成了一個閉環，即信號從對象開始，經過采集、整理、處理，最后又將控制信號作用于對象的閉環。

就業方向

適合從事測控儀器、計算機輔助測試、信息處理以及工業過程控制等領域研究、開發、設計和制造的高級工程技術人才。

本專業招收理工類學生，學制4年。

設3個專業方向。

方向一：檢測技術與自動化裝置方向；

方向二：測試計量技術及儀器方向；

方向三：工業自動化控制及過程控制方向。

專業方向介紹：

測控技術與儀器專業是儀器科學與技術和控制科學與工程交叉融合而形成的綜合性學科。

方向一

以集電子技術、先進控制理論、計算機控制技術、自動檢測技術、光電技術以及網絡技術于一體為特色，以生產過程的機電裝備運行狀態及其信息為研究對象。本方向旨在培養基礎理論扎實、實踐能力強、知識面廣，外語綜合能力和計算機應用能力較強，人文社會科學綜合素質較高，具有開拓創新意識，能夠從事工業過程控制理論與裝備、計算機輔助測試系統、信息處理與狀態識別等領域的研究開發、設計制造和運行管理的復合型高級工程技術人才。

方向二

以光—機—電—儀器—計算機技術一體化為特色，以傳感器技術、信息獲取與處理技術、自動化精密機械以及智能儀器儀表為主要研究對象。本方向旨在培養能夠從事測控儀器、信息技術以及測試計量技術等方面的研究開發、設計制造和運行管理方面的復合型高級工程技術人才。

測控技術與儀器是將自動化系統上的信號加以采集、整理、處理、而后進行顯示或者發出控制信號的過程。

技術發展

自從迅猛發展的計算機技術及微電子技術滲透到測控和儀器儀表技術領域，便使該領域的面貌不斷更新。相繼出現的智能儀器、總線儀器和虛擬儀器等微機化儀器，都無一例外地利用計算機的軟件和硬件優勢，從而既增加了測量功能，又提高了技術性能。由于信號被采集變換成數字形式后，更多的分析和處理工作都由計算機來完成，故很自然使人們不再去關注儀器與計算機之間的界限。近年來，新型微處理器的速度不斷提高，采用流水線、RISC結構和cachE等先進技術，又極大提高了計算機的數值處理能力和速度。在數據采集方面，數據采集卡、儀器放大器、數字信號處理芯片等技術的不斷升級和更新，也有效地加快了數據采集的速率和效率。與計算機技術緊密結合，已是當今儀器與測控技術發展的主潮流。對微機化儀器作一具體分析后，不難見，配以相應軟件和硬件的計算機將能夠完成許多儀器、儀表的功能，實質上相當于一臺多功能的通用測量儀器。這樣的現代儀器設備的功能已不再由按鈕和開關的數量來限定，而是取決于其中存儲器內裝有軟件的多少。從這個意義上可認為，計算機與現代儀器設備日漸趨同，兩者間已表現出全局意義上的相通性。據此，有人提出了“計算機就是儀器”/軟件就是儀器”的概念。

計算機就是測控系統的中堅

總線式儀器、虛擬儀器等微機化儀器技術的應用，使組建集中和分布式測控系統變得更為容易。但集中測控越來越滿足不了復雜、遠程（異地）和范圍較大的測控任務的需求，對此，組建網絡化的測控系統就顯得非常必要，而計算機軟、硬件技術的不斷升級與進步、給組建測控網絡提供了越來越優異的技術條件。 Unix、WindowsNT、Windows2000、Netware等網絡化計算機操作系統，為組建網絡化測試系統帶來了方便。標準的計算機網絡協議，如OSI的開放系統互連參考模型RM、Internet上使用的TCP/IP協議，在開放性、穩定性、可靠性方面均有很大優勢，采用它們很容易實現測控網絡的體系結構。在開發軟件方面，比如NI公司的Labview和LabWindows/CVI，HP公司的VEE，微軟公司的的VB、VC等，都有開發網絡應用項目的工具包。軟件是虛擬儀器開發的關鍵，如Labview和LabWindows/CVI的功能都十分強大，不僅使虛擬儀器的開發變得簡單方便，而且為把虛擬儀器做到網絡上，提供了可靠，便利的技術支持。LabWindows/CVI中封裝了TCP類庫，可以開發基于TCP/Ip的網絡應用。Labview的TCP/IP和UDP網絡VI能夠與遠程應用程序建立通信，其具有的Internet工具箱還為應用系統增加了E-mail、FTP和Web能力；利用遠程自動化VI，還可對控制其他設備的分散的VI進行控制。Labview5．1中還特別增加有網絡功能，提高了開發網絡應用程序的能力。

將計算機、高檔外設和通信線路等硬件資源以及大型數據庫、程序、數據、文件等軟件資源納入網絡，可實現資源的共享。其次，通過組建網絡化測控系統增加系統冗余度的方法能提高系統的可靠性，便于系統的擴展和變動。由計算機和工作站作為結點的網絡也就相當于現代儀器的網絡。計算機已成為現代測控系統的中堅。

網絡技術已越來越成為測控技術滿足實際需求的關鍵支撐

當今時代，以Internet為代表的計算機網絡的迅速發展及相關技術的日益完善，突破了傳統通信方式的時空限制和地域障礙，使更大范圍內的通信變得十分容易，Internet擁有的硬件和軟件資源正在越來越多的領域中得到應用，比如電子商務、網上教學、遠程醫療、遠程數據采集與控制、高檔測量儀器設備資源的遠程實時調用，遠程設備故障診斷，等等。與此同時，高性能、高可靠性、低成本的網關、路由器、中繼器及網絡接口芯片等網絡互聯設備的不斷進步，又方便了Internet、不同類型測控網絡、企業網絡間的互聯。利用現有Internet資源而不需建立專門的拓撲網絡，使組建測控網絡、企業內部網絡以及它們與Internet的互聯都十分方便，這就為測控網絡的普遍建立和廣泛應用鋪平了道路。 把TCP/IP協議作為一種嵌入式的應用，嵌入現場智能儀器（主要是傳感器）的ROM中，使信號的收、發都以TCP/IP方式進行，如此，測控系統在數據采集、信息發布、系統集成等方面都以企業內部網絡（Intranet）為依托，將測控網和企業內部網及Internet互聯，便于實現測控網和信息網的統一。在這樣構成的測控網絡中，傳統儀器設備充當著網絡中獨立節點的角色，信息可跨越網絡傳輸至所及的任何領域，實時、動態（包括遠程）的在線測控成為現實，將這樣的測量技術與過去的測控、測試技術相比不難發現，今天，測控能節約大量現場布線、擴大測控系統所及地域范圍。使系統擴充和維護都極大便利的原因，就是因為在這種現代測量任務的執行和完成過程中，網絡發揮了不可替代的關鍵作用，即網絡實實在在地介入了現代測量與測控的全過程。基于Web的信息網絡Intranet，是目前企業內部信息網的主流。應用Internet的具有開放性的互聯通信標準，使Intranet成為基丁TCP/IP協議的開放系統，能方便地與外界連接，尤其是與Internet連接。借助Internet的相關技術，Intranet給企業的經營和管理能帶來極大便利，已被廣泛應用于各個行業。Internet也已開始對傳統的測控系統產生越來越大的影響。目前，測控系統的設計思想明顯受到計算機網絡技術的影響，基于網絡化、模塊化、開放性等原則，測控網絡由傳統的集中模式轉變為分布模式，成為具有開放性、可互操作性、分散性、網絡化。智能化的測控系統。網絡的節點上不僅有計算機、工作站，還有智能測控儀器儀表，測控網絡將有與信息網絡相似的體系結構和通信模型。比如目前測控系統中迅猛發展的現場總線，它的通信模型和OSI模型對應，將現場的智能儀表和裝置作為節點，通過網絡將節點連同控制室內的儀器儀表和控制裝置聯成有機的測控系統。測控網絡的功能將遠遠大于系統中各獨立個體功能的總和。結果是測控系統的功能顯著增強，應用領域及范圍明顯擴大。Jini軟件技術問世。Jini軟件技術旨在使各種電器設備、測量儀器及采用JAVA芯片的各種裝置能連接上網，Jini軟件連同以Java語言編寫的簡單程序，可使聯網的任何儀器設備實現其自身功能的同時，還能為其他儀器設備加以利用。

測控技術與儀器

網絡技術的出現，正在并將極大地改變人們生活的各個方面。具體到計量測試、測控技術及儀器儀表領域，微機化儀器的聯網，高檔測量儀器設備以及測量信息的地區性、全國性乃至全球性資源共享，各等級計量標準跨地域實施直接的數字化溯源比對，遠程數據采集與測控，遠程設備故障診斷，電、水、燃氣、熱能等的自動抄表，等等，都是網絡技術進步并全面介入其中發揮關鍵作用的必然結果。

目前發展

(1)以自然基準溯源和傳遞，同時在不同量程實現國際比對。如果自己沒有能力比對就要依靠其它國家。

(2)高精度。目前半導體工藝的典型線寬為0.25μm，并正向0.18μm過渡，2009年的預測線寬是0.07μm。如果定位要求占線寬的1/3，那么就要求10nm量級的精度，而且晶片尺寸還在增大，達到300mm。這就意味著測量定位系統的精度要優于3×10的-8次方，相應的激光穩頻精度應該是10的-9次方數量級。

(3)高速度。目前加工機械的速度已經提高到1m/sec以上，上世紀80年代以前開發研制的儀器已不適應市場的需求。例如惠普公司的干涉儀市場大部分被英國Renishaw所占領，其原因是后者的速度達到了1m/sec。

(4)高靈敏，高分辨，小型化。如將光譜儀集成到一塊電路板上。

(5)標準化。通訊接口過去常用GPIB，RS232，目前有可能成為替代物的高性能標準是USB、IEEE1394和VXI。現在，技術領先者設法控制技術標準，參與標準制訂是儀器開發的基礎研究工作之一。

未來趨勢

1．發展方向與學科前沿

(1)配合數控設備的技術創新(如主軸速度，精度創成)

數控設備的主要誤差來源可分為幾何誤差（共有21項）和熱誤差。對于重復出現的系統誤差，可采用軟件修正；對于隨機誤差較大的情況，要采用實時修正方法。對于熱誤差，一般要通過溫度測量進行修正。中國機床行業市場萎縮同時又大量進口國外設備的原因之一就是因為這方面的技術沒有得到推廣應用。為此，需要高速多通道激光干涉儀：其測量速度達60m/min以上，采樣速度達5000次/sec以上，以適應熱誤差和幾何誤差測量的需要。空氣折射率實時測量應達到2×10的-7次方水平，其測量結果和長度測量結果可同步輸入計算機。

(2)運行和制造過程的監控和在線檢測技術

綜合運用圖像、頻譜、光譜、光纖以及其它光與物質相互作用原理的傳感器具有非接觸、高靈敏度、高柔性、應用范圍廣的優點。在這個領域綜合創新的天地十分廣闊，如振動、粗糙度、污染物、含水量、加工尺寸及相互位置等。

(3)配合信息產業和生產科學的技術創新

為了在開放環境下求得生存空間，沒有自主創新技術是沒有出路的。因此應該根據有專利權、有技術含量、有市場等原則選擇一些項目予以支持。根據當前發展現狀，信息、生命醫學、環保、農業等領域需要的產品應給予優先支持。如醫學中介入治療的精密儀器設備、電子工業中的超分辨光刻和清潔方法和機理研究等。

2．優先領域

在基礎研究的初期，對于能否有突破性進展是很難預測的。但是，當已經取得突破性進展時，則需要有一個轉化機制以進入市場。

（1）納米溯源技術和系統。

測控技術與儀器

(2)介入安裝和制造的坐標跟蹤測量系統。

關鍵理論和技術：超半球反射器(n=2或在機構上創新)，快速、多路干涉儀(頻差3～5兆)，二維精密跟蹤測角系統(0.2″～0.5″)，通用信號處理系統(工作頻率5兆)，無導軌半導體激光測量系統(分辨率1μm)，熱變形仿真，力變形仿真。

這些內容不局限于一種技術方案，而是幾種不同技術方案中概括出來的共同點。如采用無導軌干涉儀，對跟蹤系統的要求可以降低；采用二維精密跟蹤測角系統在1M3測量范圍內可以得到高精度；有了超半球反射鏡可以提高4路跟蹤方案的精度。在現場進行介入制造和裝配不能等待很長時間，力和熱變形的補償是必須的而且需要足夠快，現在的技術還有相當大的差距，所以這些進展是關鍵性的。

應用范圍：新型并行機構機床的鑒定，飛機裝配型架的鑒定，大型設備安裝，用于生物芯片精密機器人校準等。

(3)非接觸測頭以及各種掃描探針顯微鏡。

測控技術與儀器

航空航天行業對此已經提出迫切要求，這是今后坐標測量機發展的關鍵技術。目前接觸式測頭已完全被國外所壟斷，非接觸測頭還沒有發展成熟，我們有參與競爭的機遇。以前較多采用的激光三角法原理受到很多限制，難以有突破性進展，但可在原理創新上下功夫。應該突破0.1～0.5μm分辨率。

4)計算機輔助測量理論。

信號處理系統的標準化、模塊化、兼容和集成。例如，目前多數采用ISA總線、IEEE488口，今后計算機可能取消ISA總線，用于筆記本電腦的USB接口將廣泛應用。過去，中國生產的儀器滿足于數字顯示，沒有數據交換接口，難以進入國際市場。國外生產的儀器普遍配備IEEE488(GPIB)口。RS232：目前有可能成為替代物的高性能標準是USB、IEEE1394和VXI。在此轉折期為我們提供了機遇。目前虛擬儀器的工作頻段在千赫數量級，對于干涉信號處理顯得太低，可以采取聯合互補的方法形成模塊系列，同時降低成本，從總體上提高研發工作的效率。根據已有基礎，發展特長，有利于克服重復研究。

(5)新器件，新材料。

過去，科研評價體系存在偏重于整機和系統，忽視材料和器件的趨向。新的突破點可能出現在新光源、新型高頻探測器。目前探測器的響應頻率只有10的9次方，而光頻高達10的14次方，目前干涉儀實際上是起著混頻器的作用，適應探測器的不足(如果探測器的響應果真能超過光頻，干涉儀也就沒有用了)。如果探測器的性能得到顯著提高，對于通訊也是很大的突破。

(6)半導體激光器計量特性的研究和創新。

半導體激光器用于計量需要解決很多問題(如線寬、定標、變頻等)。但如果解決了諸多問題以后，半導體激光系統比氣體激光系統更復雜，就不會有競爭力。有些問題在物理層面上也沒有完全解決。例如半導體激光器如果能形成雙頻，無疑是一種十分重要的特性，如果既能掃頻又有兩個相近的頻率掃描，就會成為一種新的無導軌測量工具。

培養方案

業務培養目標

本專業培養具備精密儀器設計制造以及測量與控制方面基礎知識與應用能力，能在國民經濟各部門從事測量與控制領域內有關技術、儀器與系統的設計制造、科技開發、應用研究、運行管理等方面的高級工程技術人才。