测控技术与仪器专业摘要：简述仪器仪表与高新技术、网络信息技术的关系；简述MEMS技术与微型力学传感器；展望智能传感器与网络智能哈的应用；阐述计量科学与本专业的联系关键词：仪器，高新技术，网络信息技术；MEMS技术，微型力学传感器；智能传感器，网络智能化；计量科学，量子单位制。1.仪器与高新技术、网络信息技术的联系仪器是认识物质世界的工具，它的主要作用在于测量和控制两方面。测量是为了确定量值，而控制是指在精准测量的基础上跟踪对象，传送信息，反馈状态并由此控制对象的动作。著名科学家钱学森曾指出，“发展高新技术信息技术是关键，信息技术包括测量技术、计算机技术和通信技术。而测量技术是关键和基础。”科学是从测量开始的，而测控技术与仪器专业所代表的仪器科学与技术学科，在经济和科技发展中的作用是不可估量的。仪器仪表是工业生产的“倍增器”，科学研究的“先行官”，军事作战的“战斗力”，社会生活的“物化官”，这些无一不体现仪器仪表的在各个领域中的地位。仪器科学与技术学科最显著的技术特征就是“精确”。所谓精确，即信息属性完整、量值准确。仪器技术主要研究信息转换、处理、控制、传输、储存、显示与应用等技术，并达到最终获取信息的目的。所以仪器科学是多学科理论为基础，多学科交叉的一门边缘科学。所以，仪器科学对各种高新技术都相当敏感，并且集各种高新技术于一身的应用型技术。早期仪器多为机械机构，而后又逐渐引入光学技术，形成光、机一体结构。随着电子技术的发展，电子技术也逐渐成为仪器科学中的重要部分，于是仪器设计中又不断引进先进的光学、激光技术，使得仪器向光、机、电结合的方向发展。随着计算机技术的发展，仪器仪表更加智能化，同时尖端现代仪器还结合了生物技术、材料科学等。仪器也不再是单纯的采集数据的工具，它同时兼备信号传输、信号处理以及控制。随着计算机网络技术、软件技术、纳米技术的发展，测量控制与仪器技术有虚拟化、远程化和微型化的发展趋势。各种高新技术为仪器技术提供了新原理、新材料、新工艺，使仪器技术学科交叉性与边缘学科属性的特点越来愈鲜明。为什么把仪器科学与技术定位成信息技术，而且是信息技术中的源头技术呢？信息获取是靠一起来实现的。一条完整的信息链的构成是“信息获取——信息处理——信息传输”，如果不能获取准确的信息，那么信息的各种处理如存储、传输等都失去了意义。因此，信息的准确获取是信息技术的基础。而仪器正起到了不可或缺的信息源的作用。仪器仪表发展的核心在于提高测量控制的技术指标和功能。具体而言，包括：（1）技术指标不断提高（检测范围，测量精度，测量速度，环境适应度等）；（2）测量单元的微型化、智能化；（3）测控范围的立体化、全球化，测量控制的系统化、网络化；（4）便携式、手持式以及适应各种不同的特殊需要的仪表的大量发展。在以信息技术和网络思想来指导仪器仪表的设计与应用的情况下，传统仪器的结构在不断演变并产生了新的突破。现在，仪器仪表本身的硬件和软件的界限已经模糊化了，仪器仪表设计的主要基础是它的软件，而不是传统仪器仪表的硬件，这就是所谓的“虚拟仪表”。可以说，这是一起领域内的一次革命！实际上，它是一种基于计算机的数字化测量测试的仪器，利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化的应用。而其最大的特点，就是用户能根据自己的应用需求，设计自己的仪器系统。另外，虚拟仪器能够与网络技术结合，将虚拟仪器实时测量的数据上传。当然，虚拟仪器本身不完全脱离硬件。如采集的本身是以硬件作为基础。虚拟仪器只是更为强调于计算机的融合度。而且相比传统仪器，虚拟仪器在测量速度、测量精度上也有一定差距。2.MEMS技术那么，是什么直接决定了获取信息的质量，关系到整个测试系统精度？答案是传感器。传感器作为现代测试系统中的首要环节而占有重要地位；而在基础科学研究中，传感器具有突出地位，许多重大的科学发现往往都源于一种新的传感测试手段的发明。在某些极端技术领域，如超高温、超低温、超强磁场、超弱磁场等，要获取大量的感官无法获取的信息，没有相应的传感器是不可能的。军事领域中，传感器是决定武器的性能和实战能力的重要因素，如洲际导弹惯性制导用的加速计传感器，其精度可达万分之一，保证了高精度命中能力。MEMS技术即微电子机械，又称微机电系统。它是在微电子技术的基础上发展起来的，但又区别于微电子技术。在21世纪，MEMS技术将对人类社会产生革命性的影响，是关系国民经济建设和国家安全保障的战略高科技。MEMS时美国建立在半导体技术基础上的称谓，而更强调系统概念的欧洲称之为为系统，在精密机械加工方面有传统优势的日本则称之为微机械。MEMS是一种典型的多学科交叉的前沿性的高科技研究领域，它设计自然科学和工程技术的方方面面，如电子工程、