一、精密仪器专业简介
众所周知,科技是第一生产力,而当技术经过长年累月的积累和实践,拥有具备引领时代的力量时,这样的技术就被称为全球最顶尖的技术。而精密仪器,恰恰又是开展前沿科学研究、推动技术发展必不可少的科研工具。
精密仪器属于仪器类专业,精密仪器专业是面向高端制造装备、生物医学工程和航天国防等重大科学前沿领域,以精密机械、光学、电子、量子技术、计算机等相关学科前沿技术为手段,探索、研究、设计和研制新原理高端仪器,并实现其自动化、信息化和智能化,以多学科交叉融合为显著特征的综合性和前沿性学科。
二、精密仪器专业学什么
主要专业课程:
传感器
精密仪器设计
精密仪器电路
精密机械零件
工程光学
激光物理
光电子技术
几何量计量
机械量计量
误差理论与数据处理
光组设计
......
三、精密仪器的分类
按照测量对象的不同,精密仪器可以划分为以下几类
(1)几何量精密仪器
主要包括检测各种几何量的精密仪器,如立式测角仪、激光干涉比长仪、经纬仪、三坐标测量机、圆度仪、轮廓仪和扫描隧道显微镜等测量仪器。
(2)热工量精密仪器
主要包括温度、湿度、压力、流量检测精密仪器,如各种气压计、真空计、多波长测温仪表、流量计和高度表等。
(3)机械量精密仪器
主要包括各种测力仪器、应变仪、加速度与速度测量仪、转矩测量仪、振动测量仪、万能材料实验机和布氏硬度计等。
(4)时间频率精密仪器
主要包括各种计时仪器与仪表、原子钟、时间频率测量仪等。
(5)电磁精密仪器
主要用于测量各种电量和磁量,如电流表、电压表、功率表、电阻测量仪、电容测量仪、静电仪和磁参数测量仪等。
(6)无线电精密仪器
主要包括示波器、信号发生器、相位测量仪、频谱分析仪和动态信号分析仪等。
(7)光学与声学精密仪器
主要包括光谱仪、光度计、色度计、激光参数测量仪、光学传递函数测量仪、噪声测量仪和声呐测量仪等。
(8)电离辐射精密仪器
主要包括各种放射性、核素计量、X和λ等射线计量仪器等。
四、精密仪器的技术组成
1、机械技术
仪器各部分的安装固定,仪器测量精度、定位精度和运动精度的保证,由精密机械系统来实现和完成。精密仪器的测量控制对象也通常为机械结构的运动量。
2、电子技术
主要用于实现信号的转换、传输、放大。研究对象包括:
(1)测量电路:实现信号的转换。
(2)计算机控制:包括信号处理分析,以及在此基础上的自动控制(发出控制指令)。
(3)伺服驱动:电子与机械部分的接口,按控制指令的要求控制被控对象实现预定的动作。
3、光学技术
利用各种光学原理,实现对被测量的转换、放大、投影、显示、传输等。传统的光学系统是与机械技术相结合实现其功能的,现代的光学系统又结合了电子技术,实现光学信息的处理和控制。
五、精密仪器的发展趋势
1、精密仪器的结构向光机电整合方向发展
光机电整合本质上是一个高度跨领域整合的工程技术,包括机电整合、光电技术、光机整合乃至微机电或微光机电系统等几大领域,光电、机电或光机组件(或系统)皆是现代精密仪器的基本构成要素。
2、精密仪器的尺寸向微型化方向发展
纳米级的精密机械研究成果、基因层次的生物学研究成果、新型微型传感器研究成果,以及特种功能材料研究成果不断涌现,为精密仪器向微型化方向发展提供了技术支持。
3、精密仪器的通信向网络化方向发展
以因特网为代表的网络技术的出现以及与其他高新科技的互相融合,不仅已开始将智能互联网产品带入现代生活,而且也为精密仪器技术带来了前所未有的发展空间和机遇,具备网络功能的新型精密仪器应运而生。
4、精密仪器的功能向虚拟化方向发展
美国国家仪器公司最先提出了“软件就是仪器”的设计思想,虚拟精密仪器技术突破了传统精密仪器的概念框架,得到了很快的发展。相比而言,虚拟精密仪器对被测量的处理和计算可以更复杂,速度更快,测试结果的表达方式更加丰富多样,能更方便地存储和交换测试数据,价格低并且技术更新越来越快。
六、报考须知
1、测控技术与仪器专业和精密仪器专业的区别
精密仪器专业是测控技术与仪器专业的一个方向。因为在2017年之前是没有精密仪器这个专业的,那个时候在所有开设测控技术与仪器的学校里,精密仪器都只是作为测控技术与仪器专业的一个研究方向来开设的。
2、不同高校的研究方向不同
这两个专业虽然很多大学都有,但是不同大学针对的研究方向都是不一样的,比如哈工大和北航侧重的是航天方向,北理工、南理工和中北大学侧重于军工方向,华北电力和上海电力学院侧重于电力方向。因此,同学们在报考的时候需要认真考虑。
七、升学方向
1、仪器科学与技术
仪器科学与技术专业是有关仪器运行应用的理论研究的工程性学科。是为研究事物变化规律提供信息获取手段,并加以控制的一门学科。本学科以传感技术、电子技术、计算机技术、信息处理技术、显示技术、控制技术为基础,对各种信息进行检测、显示或控制。本学科可以与工业生产、农业生产、医疗仪器、医药化工、电力能源、国防环保、信息通讯、交通运输等多个领域相结合。对人们的生产、生活、高新技术的发展和国民经济建设有重大促进作用。
2、测试计量技术及仪器
测试计量技术及仪器专业是一门涉及数学、物理学、精密机械、传感器技术、计算机自动控制技术、信息及通讯技术等学科交叉的新兴学科。它是有机融合而形成的综合性学科。本学科与精密仪器与机械、机械电子工程、检测技术与自动化装置、计算机应用技术、光学工程等诸多学科相互联系、相互渗透、相互推动而发展。
3、仪器仪表工程
仪器仪表是人类获取信息、认识自然、改造自然的重要工具。广泛涉及到国民经济、科学研究和与人们日常生产相关的各个方面,是提供检测、计量、监测和控制装置、设备与技术的综合性工程领域,为人类社会提供了重要的物质技术保障。仪器仪表在学科分类上属于“信息获取”技术的范畴,它与信息传输技术和信息处理技术共同构成当代信息科学技术的三大组成部分。如何获得自然界的信息,是人类在认识世界、改造世界的过程中需要解决的首要问题,“信息获取”是“信息传输”、“信息处理”工作的重要基础,而仪器仪表则是人类获得自然界信息的工具,是对物质世界的信息进行测量与控制的基础手段和设备,因此仪器仪表是信息产业的源头和组成部分。
4、控制工程
控制工程硕士是从事自动化设备设计、制造、开发、管理和维护的专业人员。控制工程广泛存在于工业、农业、交通、环境、军事、生物、医学、经济、金融和社会等多个领域,运用控制理论和技术实现繁复的工作自动化,智能化,大大节约了人力成本,解放生产力,使人类从机械的劳动中解脱出来。
八、精密仪器专业的知名高校
北京航空航天大学
哈尔滨工业大学
天津大学
北京航空航天大学
上海交通大学
东南大学
重庆大学
吉林大学
中北大学
中国科学技术大学
合肥工业大学
电子科技大学
西安交通大学
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