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测控技术与仪器的现状与发展
【摘 要】随着信息技术的快速发展，社会对测控技术和仪器专业人才的需求越来越大，而高校作为测控技术与仪器专业人才的主要输出地，其人才培养模式以及教学效果直接影响到该行业的发展。笔者调查了全国多所高校的测控技术与仪器专业现状，分析教学中存在的问题，并提出相应的措施，以期促进高校培养出更多测控技术与仪器专业人才。
【关键词】测控技术与仪器专业；人才培养；现状；问题；措施
进入21世纪以来，计算机技术、互联网技术、微电子技术的快速发展使得测控与仪表技术朝着虚拟化、网络化、微型化方向发展，测控技术与仪器专业的发展速度也非常快，该专业的综合性和集成性越来越强。该专业目标是培养基础知识扎实、知识面广的宽口径人才，以满足社会的人才需求。
1.测控技术与仪器专业现状
测控技术与仪器专业是在精密仪器制造、计量测试技术、光学仪器等多个专业基础上发展起来的一门新兴学科，专为社会培养信息技术人才。该专业的学生就业面向测量与控制技术、电子与计算机技术等领域。从1996年设置该专业开始，该专业的招生人数就在以飞快的速度持续增长，不同的院校有不同的培养目标，绝大部分院校培养的是应用型人才，也有少量院校专门培养技能人才，还有少量院校培养研究型人才。从2005年开始，该专业的招生人数虽然依然在增加，但是增速有所放缓，呈现稳定状态。
2.存在的问题
虽然该专业已经历了十几年的发展，但是在教学中仍然存在许多问题，而信息技术的快速发展使得高校的人才供给无法满足社会的需求，高校培养的人才与社会需求的人才存在一定的差异。那么，从教育上来说，测控技术与仪器专业又存在哪些问题呢？第一，教学理念落后，众多高校仍然采用传统的教学理念，教学内容没能做到与时俱进。尽管多数学校都会组织教务人员进行各专业教学研究与探讨，但其始终是缺乏市场需求指导，还是会将本专业新技术的课目之上搭配许多与之相关的课程，而多数学生在学习的过程中没了主次觉得精力不足学不过来，而追求学分的教学模式也更多的看到的是学生的缺点，没有看到学生的优点，在这种压抑的学习环境中，学生的学习兴趣难以得到提高。第二，师资力量不足。大部分院校师资队伍与人才培养要求存在很大差距，而社会需求缺口又非常大，使得越来越多院校开设了这门专业，一些专业性差、办学能力低、地理位置不好的院校很难招到高素质的专业教师，于是只好拉相近专业的教师来顶替，这样一来，教学效果自然就差了。许多教师对该专业没有深刻的理解，也就无法开展深入的科研活动，无法获得更多有关教学的成果，教学目标难以实现。第三，课程体系。由于该专业面向的是信息技术行业，面向高新技术密集型行业，这使得高校在安排课程时总是面临诸多困扰，课程多、课程难，每门课程都需要学生花费
一、专业介绍
测控技术及仪器(Measuring and Control Technology and Instrumentations)专业是仪器科学与技术和控制科学与技术交叉融合而形成的综合性学科。它是研究信息的获取和处理，以及对相关要素进行控制的理论与技术；是电子、光学、精密机械、计算机、信息与控制技术多学科互相渗透而形成的一门高新技术密集型综合学科。测控技术与仪器是将自动化系统上的信号加以采集、整理、处理、而后进行显示或者发出控制信号的过程。
二、发展背景
测控技术自古以来就是人类生活和生产的重要组成部分。最初的测控尝试都是来自于生产生活的需要，对时间的测控要求使人类有了日晷这一原始的时钟，对空间的测控要求使人类有了点线面的认识。现代社会对测控的要求当然不会停留在这些初级阶段，随着科技的发展，测控技术进入了全新的时代。
随着科学技术的飞速发展，光机电一体化系统的开发研制与应用越来越受到重视。但是由于传统观念的影响，很多考生对本专业存在一个明显的认识误区，以为测控技术就是用三角板、直尺之类的仪器进行吃力劳苦的测量，其实这只是很浅显的认识，也是很浅薄的错误。我们可以听听清华大学测控技术与仪器专业一位同学的话，他说:"进入大学以前，我认为我将来的工作就是拿着大三角板，到处量量，呵呵，谁知开始上专业课了，才知道原来我们的专业是多么尖端，什么激光啦，纳米啊，都是我们测试的手段。现有的电脑硬件和软件，可以让我轻松地模拟实地环境，不仅学起来轻松省事，更提出了各式各样的问题，可以发挥自己的想像，设计更复杂完备的系统。"
中国工业以前很长时间里在国际市场上没有地位，一个重要的原因是大陆货太多，质量太差，没有高质量的产品，无法与其他工业强国相争，这又与我国测控专业人才非常缺乏有关。与世界接轨，中国企业要想提高国际竞争力，产品质量是关键，因此，测控专业的人才变得越来越重要。
三、专业方向
本专业招收理工类学生，学制4年。设3个专业方向。
方向一：检测技术与自动化装置方向；
方向二：测试计量技术及仪器方向；
方向三：工业自动化控制及过程控制方向。
四、技术发展
自从迅猛发展的计算机技术及微电子技术渗透到测控和仪器仪表技术领域，便使该领域的面貌不断更新。相继出现的智能仪器、总线仪器和虚拟仪器等微机化仪器，都无一例外地利用计算机的软件和硬件优势，从而既增加了测量功能，又提高了技术性能。由于信号被采集变换成数字形式后，更多的分析和处理工作都由计算机来完成，故很自然使人们不再去关注仪器与计算机之间的界限。近年来，新型微处理器的速度不断提高，采用流水线、RISC结构和cachE等先进技术，又极大提高了计算机的数值处理能力和速度。在数据采集方面，数据采集卡、仪器放大器、数字信号处理芯片等技术的不断升级和更新，也有效地加快了数据采集的速率和效率。
与计算机技术紧密结合，已是当今仪器与测控技术发展的主潮流。对微机化仪器作一具体分析后，不难见，配以相应软件和硬件的计算机将能够完成许多仪器、仪表的功能，实质上相当于一台多功能的通用测量仪器。这样的现代仪器设备的功能已不再由按钮和开关的数量来限定，而是取决于其中存储器内装有软件的多少。从这个意义上可认为，计算机与现代仪器设备日渐趋同，两者间已表现出全局意义上的相通性。据此，有人提出了“计算机就是仪器”/软件就是仪器”的概念。
总线式仪器、虚拟仪器等微机化仪器技术的应用，使组建集中和分布式测控系统变得更为容易。但集中测控越来越满足不了复杂、远程（异地）和范围较大的测控任务的需求，对此，组建网络化的测控系统就显得非常必要，而计算机软、硬件技术的不断升级与进步、给组建测控网络提供了越来越优异的技术条件。 Unix、WindowsNT、Windows2000、Netware等网络化计算机操作系统，为组建网络化测试系统带来了方便。标准的计算机网络协议，如OSI的开放系统互连参考模型RM、Internet上使用的TCP/IP协议，在开放性、稳定性、可靠性方面均有很大优势，采用它们很容易实现测控网络的体系结构。
在开发软件方面，比如NI公司的Labview和LabWindows/CVI，HP公司的VEE，微软公司的的VB、VC等，都有开发网络应用项目的工具包。软件是虚拟仪器开发的关键，如Labview和LabWindows/CVI的功能都十分强大，不仅使虚拟仪器的开发变得简单方便，而且为把虚拟仪器做到网络上，提供了可靠，便利的技术支持。LabWindows/CVI中封装了TCP类库，可以开发基于TCP/Ip的网络应用。Labview的TCP/IP和UDP网络VI能够与远程应用程序建立通信，其具有的Internet工具箱还为应用系统增加了E-mail、FTP和Web能力；利用远程自动化VI，还可对控制其他设备的分散的VI进行控制。Labview5．1中还特别增加有网络功能，提高了开发网络应用程序的能力。
将计算机、高档外设和通信线路等硬件资源以及大型数据库、程序、数据、文件等软件资源纳入网络，可实现资源的共享。其次，通过组建网络化测控系统增加系统冗余度的方法能提高系统的可靠性，便于系统的扩展和变动。由计算机和工作站作为结点的网络也就相当于现代仪器的网络。计算机已成为现代测控系统的中坚。
当今时代，以Internet为代表的计算机网络的迅速发展及相关技术的日益完善，突破了传统通信方式的时空限制和地域障碍，使更大范围内的通信变得十分容易，Internet拥有的硬件和软件资源正在越来越多的领域中得到应用，比如电子商务、网上教学、远程医疗、远程数据采集与控制、高档测量仪器设备资源的远程实时调用，远程设备故障诊断，等等。与此同时，高性能、高可靠性、低成本的网关、路由器、中继器及网络接口芯片等网络互联设备的不断进步，又方便了Internet、不同类型测控网络、企业网络间的互联。
利用现有Internet资源而不需建立专门的拓扑网络，使组建测控网络、企业内部网络以及它们与Internet的互联都十分方便，这就为测控网络的普遍建立和广泛应用铺平了道路。 把TCP/IP协议作为一种嵌入式的应用，嵌入现场智能仪器（主要是传感器）的ROM中，使信号的收、发都以TCP/IP方式进行，如此，测控系统在数据采集、信息发布、系统集成等方面都以企业内部网络（Intranet）为依托，将测控网和企业内部网及Internet互联，便于实现测控网和信息网的统一。
在这样构成的测控网络中，传统仪器设备充当着网络中独立节点的角色，信息可跨越网络传输至所及的任何领域，实时、动态（包括远程）的在线测控成为现实，将这样的测量技术与过去的测控、测试技术相比不难发现，今天，测控能节约大量现场布线、扩大测控系统所及地域范围。使系统扩充和维护都极大便利的原因，就是因为在这种现代测量任务的执行
和完成过程中，网络发挥了不可替代的关键作用，即网络实实在在地介入了现代测量与测控的全过程。 测控技术与仪器基于Web的信息网络Intranet，是目前企业内部信息网的主流。应用Internet的具有开放性的互联通信标准，使Intranet成为基丁TCP/IP协议的开放系统，能方便地与外界连接，尤其是与Internet连接。借助Internet的相关技术，Intranet给企业的经营和管理能带来极大便利，已被广泛应用于各个行业。Internet也已开始对传统的测控系统产生越来越大的影响。
目前，测控系统的设计思想明显受到计算机网络技术的影响，基于网络化、模块化、开放性等原则，测控网络由传统的集中模式转变为分布模式，成为具有开放性、可互操作性、分散性、网络化。智能化的测控系统。网络的节点上不仅有计算机、工作站，还有智能测控仪器仪表，测控网络将有与信息网络相似的体系结构和通信模型。比如目前测控系统中迅猛发展的现场总线，它的通信模型和OSI模型对应，将现场的智能仪表和装置作为节点，通过网络将节点连同控制室内的仪器仪表和控制装置联成有机的测控系统。
测控网络的功能将远远大于系统中各独立个体功能的总和。结果是测控系统的功能显著增强，应用领域及范围明显扩大。 测控技术与仪器Jini软件技术问世。Jini软件技术旨在使各种电器设备、测量仪器及采用JAVA芯片的各种装置能连接上网，Jini软件连同以Java语言编写的简单程序，可使联网的任何仪器设备实现其自身功能的同时，还能为其他仪器设备加以利用。
网络技术的出现，正在并将极大地改变人们生活的各个方面。具体到计量测试、测控技术及仪器仪表领域，微机化仪器的联网，高档测量仪器设备以及测量信息的地区性、全国性乃至全球性资源共享，各等级计量标准跨地域实施直接的数字化溯源比对，远程数据采集与测控，远程设备故障诊断，电、水、燃气、热能等的自动抄表，等等，都是网络技术进步并全面介入其中发挥关键作用的必然结果。
五、就业方向 适合从事测控仪器、计算机辅助测试、信息处理以及工业过程控制等领域研究、开发、设计和制造的高级工程技术人才。
六、目前发展
(1)高精度。目前半导体工艺的典型线宽为0.25μm，并正向0.18μm过渡，2009年的预测线宽是0.07μm。如果定位要求占线宽的1/3，那么就要求10nm量级的精度，而且晶片尺寸还在增大，达到300mm。这就意味着测量定位系统的精度要优于3×10的-8次方，相应的激光稳频精度应该是10的-9次方数量级。
(2)高速度。目前加工机械的速度已经提高到1m/sec以上，上世纪80年代以前开发研制的仪器已不适应市场的需求。例如惠普公司的干涉仪市场大部分被英国Renishaw所占领，其原因是后者的速度达到了1m/sec。
(3)高灵敏，高分辨，小型化。
(4)标准化。通讯接口过去常用GPIB，RS232，目前有可能成为替代物的高性能标准是USB、IEEE1394和VXI。现在技术领先者设法控制技术标准，参与标准制订是仪器开发的基础研究工作之一。
七、未来趋势
1．发展方向与学科前沿
(1)配合数控设备的技术创新(如主轴速度，精度创成)
数控设备的主要误差来源可分为几何误差（共有21项）和热误差。对于重复出现的系统误差，可采用软件修正；对于随机误差较大的情况，要采用实时修正方法。对于热误差，一般要通过温度测量进行修正。中国机床行业市场萎缩同时又大量进口国外设备的原因之一就是因为这方面的技术没有得到推广应用。为此，需要高速多通道激光干涉仪：其测量速度达60m/min以上，采样速度达5000次/sec以上，以适应热误差和几何误差测量的需要。空气折射率实时测量应达到2×10的-7次方水平，其测量结果和长度测量结果可同步输入计算机。
(2)运行和制造过程的监控和在线检测技术
测控技术与仪器专业的发展历史、现状及未来前景。
答：
测控技术与仪器专业的发展历史： 测控技术自古以来就是人类生活和生产的重要组成部分。最初的测控尝试都是来自于生产生活的需要，对时间的测控要求使人类有了日晷这一原始的时钟，对空间的测控要求使人类有了点线面的认识。现代社会对测控的要求当然不会停留在这些初级阶段，随着科技的发展，测控技术进入了全新的时代。随着科学技术的飞速发展，光机电一体化系统的开发研制与应用越来越受到重视。但是由于传统观念的影响，很多考生对本专业存在一个明显的认识误区，以为测控技术就是用三角板、直尺之类的仪器进行吃力劳苦的测量，其实这只是很浅显的认识，也是很浅薄的错误。大家可以听听清华大学测控技术与仪器专业一位同学的话，他说：“进入大学以前，我认为我将来的工作就是拿着大三角板，到处量量，呵呵，谁知开始上专业课了，才知道原来的专业是多么尖端，什么激光啦，纳米啊，都是测试的手段。现有的电脑硬件和软件，可以让我轻松地模拟实地环境，不仅学起来轻松省事，更提出了各式各样的问题，可以发挥自己的想像，设计更复杂完备的系统。”中国工业以前很长时间里在国际市场上没有地位，一个重要的原因是大陆货太多，质量太差，没有高质量的产品，无法与其他工业强国相争，这又与中国测控专业人才非常缺乏有关。与世界接轨，中国企业要想提高国际竞争力，产品质量是关键，因此，测控专业的人才变得越来越重要。
1949年中华人民共和国宣告成立，新中国进入大规模经济建设时期，工业企业和国防建设急需仪器仪表类专门人才。1952年天津大学、浙江大学率先筹建了“精密机械仪器专业”和“光学仪器专业”。随后，国内其他髙校，如清华大学、北京理工大学、东北大学、哈尔滨工业大学、上海交通大学、南京理工大学等也相继筹建仪器专业。当时借鉴苏联的办学模式，相应于各仪器类别，分别设有计量仪器、光学仪器、计时仪器、分析仪器、热工仪表、航空仪表、电子测量仪器、科学仪器等10多个专业，并有多所院校经国家教委批准设立了测试技术与仪表专业硕士点。一批批由我国自己培养的仪器仪表专门人才跨出校门，成为国民经济建设、国防建设、科学研究方面的中坚技术力量。
1978年后，随着改革开放，我国的经济建设、技术水平飞速发展，苏联办学模式下过细的产品分类式的专业教育已不能适应新时代技术交叉融合的发展需要。我国高等教育的指导思想逐渐定位无面向世界、面向未来、面向现代化、面向市场经济。随后陆续进行专业归并，至1998年教育部颁布新的本科专业目录，把仪器仪表类11个专业(精密仪器、光学技术与光电仪器、检测技术与仪器仪表、电子仪器及测量技术、几何量计量测试、热工计量测试、力学计量测量、光学计量测量、无线电计量测试、检测技术与精密仪器、测控技术与仪器)归并为一个大专业——测控技术与仪器。这是我国髙等教育由专才教育向通才教育转变的重要里程碑。厚基础、宽口径的人才培养模式符合人才市场的需求，也顺应信息技术蓬勃发展的潮流。
测控技术与仪器的现状及未来前景、就业趋势：
测控技术与仪器专业是信息科学技术的源头，是电子、光学、精密机械、计算机、信息与控制技术多学科互相渗透而形成的一门高新技术密集型综合学科。它的专业面广，小到制造车间的检测，大到卫星火箭发射的监控。能够培养从事与计算机、通信、家电、工农业生产、科学实验等相关的光电技术与设备、测控技术与仪器等新产品的研究开发、设计制造、管理营销等的高级工程技术人才。主干课程有传感技术、精密机械设计基础、电路原理等。
进入21世纪以来，仪器仪表专业的发展速度是空前的，测控技术与仪器专业急速扩大，学生规模也快速扩大。在2009年全国高等学校仪器科学与技术教学研讨会上，教学指导委员会主任委员胡小唐教授在题为“以质量工程为抓手，推进仪器科学与技术创新教育”的报告中指出，全国开设测控技术与仪器本科专业的院校从2000年的96所增加到2009年的257所，在校生人数由2000年的27600人增加到2009年的85700人。在近10年内，测控技术与仪器本科专业办学规模翻了近两番，呈现出招生和就业两头热的良好势态。如此高速发展的形势反映了仪器科学与技术教育事业发展的欣欣向荣，反映了我们这个学科的凝聚力和团结精神。 测控技术广泛应用十国民经济建设的电信、民航、石油、化工等许多领域。计算机网络技术的迅速发展，推动着测控技术向着网络化、分布性和开放性的方向发展。这种发展趋势使测控系统功能的扩展更加灵活，性能不断提高，使用更加简便。计算机、微电子、通信和网络等技术是网络化测量技术与仪器产生并迅速发展的强劲支撑。自从迅猛发展的计算机技术及微电子技术渗透到测量和仪器仪表技术领域，便使该领域的面貌不断更新。相继出现的智能仪器、总线仪器和虚拟。仪器等微机化仪器，都无一例外地利用计算机的软件和硬件优势，从而既增加了测量功能，又提高了技术性能。由于信号被采集变换成数字形式后，更多的分析和处理工作都由计算机来完成，故很自然使人们不再去关注 仪器与计算机之间的界限。近年来，新型微处理器的速度不断提高，采用流水线、RISC结构和cachE等先进技术，又极大提高了计算机的数值处理能力和速 度。在数据采集方面，数据采集卡、仪器放大器、数字信号处理芯片等技术的不断升级和更新，也有效地加快了数据采集的速率和效率。与计算机技术紧密结合，已是当今仪器与测控技术发展的主潮流。对微机化仪器作一具体分析后，不难见，配以相应软件和硬件的计算机将能够完成许多仪器、仪表的功能，实质上相当于一台 多功能的通用测量仪器。这样的现代仪器设备的功能已不再由按钮和开关的数量来限定，而是取决于其中存储器内装有软件的多少。从这个意义上可认为，计算机与现代仪器设备日渐趋同，两者间已表现出全局意义上的相通性。
与此同时同时网络技术已越来越成为测控技术满足实际需求的关键支撑。当今时代，以Internet为代表的计算机网络的迅速发展及相关技术的日益完善，突破了传统通信方式的时空限制和地域障碍，使更大范围内的Internet拥有的硬件和软件资源正在越来越多的领域中得到应用，比如电子商务、网上教学、远程医疗、远程数据采集与控制、高档测量仪器设备资 源的远程实时调用，远程设备故障诊断，等等。与此同时，高性能、高可靠性、低成本的网关、路由器、中继器及网络接口芯片等网络互联设备的不断进步，又方便 了Internet、不同类型测控网络、企业网络间的互联。利用现有Internet资源而不需建立专门的拓扑网络，使组建测控网络、企业内部网络以及它 们与Internet的互联都十分方便，这就为测控网络的普遍建立和广泛应用铺平了道路。
当然，我们在毕业前找工作时也要认真的对我们的专业有一个认识。第一、测控是什么 首先，虽然同样都是仪器专业，都叫测控技术与仪器但学校不同的话，专业的方向还是有区别的。通俗一点说有些学校的仪器主攻电子仪器，有些是机械仪器；有些是工业方向，有些是农业方向，有些是生物方向，等等等等。 其次，同样都是仪器专业，全国排名不同，受承认度也不同，比如清华，工大，天大的仪器，工作肯定是没问题的，各大仪器公司都抢着要的，而我所在的农大的就业就差了一些，但毕竟还是不错的，因为仪器专业属于机电类，
有机有电，属于综合类跨专业的学科，现在的公司就喜欢各方面都能懂一些的，知识面广也是就业的一大优点。不过也不要小瞧一些小学校的测控专业，就我所知杭州有个中国计量学院也有测控专业，但它的毕业生工作不比清华难找，因为这个学校跟中国质量监督局等机关有一定的联系，高考成绩不理想的情况下可以考虑这种学校。 第二、本科之后能做什么 我们这一级上研究生的有三分之一强，工作的三分之二中有一些是下的工厂的，进入生产一线。剩下的三分之一零散各种工作。本科之后能做什么，在于你本科的时候都学了些什么，虽然说专业课机电都有，但不同的学校偏重点还是不同的，有些偏电，有些偏机。偏机的基本上是下工厂，偏电的基本上是在各大公司，不一概而论。偏电的各大公司多是电子行业的，需要有一定的电子基础和编程技巧。测控同时也跨在电子和软件两个专业之上，因为在国家关于专业的划分上测控是电类专业。公司里的工作就是做些电路同时为微处理器编一些小应用程序，要不就是对着现成的电路根据需求编程，两者兼而有之。
测控技术与仪器是一门覆盖面很广的专业，其开设目的是为了培养会根据应用需求而设计相应测试仪器的电子工程师。其面向对象相当广，每个学校开设这个专业的侧重点也不同，以成都理工为例，主要以设计和应用核测试仪器为主，而西南交大的测控技术与仪器主要以道路建筑工程方面的测控仪器学习为主。 电测控技术与仪器专业的毕业生要求对电子，计算机，专业软件开发和使用有综合的能力。 强调动手能力和逻辑思维能力。 就业方面。就目前来看，具有良好能力的测控技术与仪器专业毕业生供不应求。随着目前电子科学，嵌入式技术，新型传感器技术的不断发展，测控技术与仪器的就业前景一片大好。
随着现代科学技术日新月异的发展，以信息技术产业为支柱的知识经济也随之迅速发展，人类已经逐渐进人信息社会，各种高新技术也愈来愈多地融合渗入到测量领域和仪器仪表行业。作为测量领域惟一的本科专业，测控技术与仪器已经发展成为当今信息科学技术学科领域的重要分支，是研究信息的获取和预处理，以及对相关要素进行控制的理论与技术;是集光、机、电、自动控制技术、计算机技术与信息技术多学科相互融合和渗透而形成的一门高新技术密集型综合学科。
测控技术与仪器是研究信息的获取和处理，以及对相关要素进行控制的理论与技术；是电子、光学、精密机械、计算机、信息与控制技术多学科互相渗透而形成的一门高新技术密集型综合学科。它是将自动化系统上的信号加以采集、整理、处理、而后进行显示或者发出控制信号的过程。测控技术与仪表是适用于各类不同专业的一门实用性非常强的学科，如工业自动化、生产过程自动化、检测技术及仪表、电子仪器及测量技术、计算机过程控制等等。测控技术与仪器专业是多学科交叉融合的专业，知识面非常的广，涉及测量与测控技术、仪器仪表技术、计算机技术、信息技术、系统与网络技术等多个学科的知识。测控技术自古以来就是人类生活和生产的重要组成部分。最初的测控尝试都是来自于生产生活的需要，对时间的测控要求使人类有了日晷这一原始的时钟，对空间的测控要求使人类有了点线面的认识。现代社会对测控的要求当然不会停留在这些初级阶段，随着科技的发展，测控技术进入了全新的时代。它可以说是一门边缘学科，它和自动控制、工业自动化、仪器仪表以及计算机专业有着密切的联系，它的专业面广，小到制造车间的检测，大到卫星火箭发射的监控。
1.专业特点
本专业以光、机、电、计算机一体化为特色，培养具有现代科学创新意识、知识面宽、基础理论扎实、计算机和外语能力强，可从事计算机应用、电子信息、智能仪器、虚拟仪器、测量与控制等多领域的产品设计制造、科技开发、应用研究、企业管理等多方面的高级工程技术及经营管理人才。同时因为他们专业知识面宽广，具有很强的适应能力和广泛的发展空间，也可从事计量、测试、控制工程、智能仪器仪表、计算机软件和硬件等高新技术领域的设计、制造、开发和应用等工作，转行比较容易。
2.专业的重要性
测控技术自古以来就是人类生活和生产的重要组成部分。最初的测控尝试都是来自于生产生活的需要，对时间的测控要求使人类有了日晷这一原始的时钟，对空间的测控要求使人类有了点线面的认识。现代社会对测控的要求当然不会停留在这些初级阶段，随着科技的发展，测控技术进入了全新的时代。 随着科学技术的飞速发展，光机电一体化系统的开发研制与应用越来越受到重视。
中国工业以前很长时间里在国际市场上没有地位，一个重要的原因是大路货太多，质量太差，没有高质量的产品，无法与其他工业强国相争，这又与我国测控专业人才非常缺乏有关。与世界接轨，中国企业要想提高国际竞争力，产品质量是关键，因此，测控专业的人才变得越来越重要。
3.研究现状
随着自动控制理论的产生和自动控制技术的成熟,以A /D (数字/模拟转换)环节为基础的数字式仪器得到快速发展。 伴随着计算机、通讯、软件和新材料、新技术等的快速发展与成熟,人工智能、在线测控成为可能,使仪器走向智能化、虚拟化、网络化。 数字仪器、智能仪器、个人计算机仪器、虚拟仪器和网络仪器代表了20世纪现代科学仪器发展的主流与方向。
4.教育发展状况
科学史上重大的发现往往是由于新的测量技术的发明而获得。在信息科技时代，测控技术与仪表是实现信息获取、存储、处理的必备工具，也是揭示物质运动的必备工具。在现代化建设中，由于仪器仪表对生产工艺和产品的质量的具有的监测作用，人们在技术上对它有着更
高层次的要求。
测控技术与仪表是适用于各类不同专业的一门实用性非常强的学科，如工业自动化、生产过程自动化、检测技术及仪表、电子仪器及测量技术、计算机过程控制等等。在当今的大学理工科类院校中，几乎都已开设了此专业。由于该专业在国内设立较早，因此现已处于成熟的阶段。
测控技术与仪表可以说是一门边缘学科，它和自动控制、工业自动化、仪器仪表以及计算机专业有着密切的联系。而正是由于测控技术与仪表专业的这种联系，对于该专业的毕业生来说，其就业可以选择的方向十分广泛，既可以进入生产工程自动化企业从事自动控制、自动化检测等方面的工作，也可以在科研单位进行仪器仪表的开发和设计，同时还可以在工程检测领域、计算机应用领域找到适合本专业个人发展的空间。
我国的测试技术与仪表专业的发展经历了漫长的路程，现在已取得了飞快的发展。国内院校中，现开设测试技术与仪表专业，如清华大学、北京理工大学、天津大学、东北大学、哈尔滨工业大学、上海交通大学、浙江大学、南京理工大学等等。其中已有许多院校经国家教委批准设立了测试技术与仪表专业硕士点。目前，每年测试技术与仪表专业的招生人数大约在3000人左右，毕业生广泛的就职于工业自动化类企业、仪器仪表行业以及各类科研机构从事与本专业有关的工作。
5.专业的发展现状【测控技术】
随着科学技术尤其是电子技术的飞速发展， 测量控制与仪器仪 表技术领域也发生了很大变化。其自身结构已从单纯机械结构或机 电结合或机光电结合的结构发展成为集传感技术、计算机技术、电 子技术、现代光学、精密机械等多种高新技术于一身的系统， 其用 途也从单纯的数据采集发展为集数据采集、信号传输、信号处理以及控制为一体的测控过程。特别是进人2 1 世纪以来，随着计算机网 络技术、软件技术、微纳米技术的发展， 测量控制与仪器仪表技术 呈现出虚拟化、网络化和微型化的发展趋势，从而使仪器科学与仪 器学科的多学科综合及多系统集成的属性越来越明显。作为仪器科学与技术学科唯一的本科专业——测控技术与仪器专业的发展速度是空前的。1996年以前，我国设有仪器仪表专业 的高校有3 O 多所，1997年有80多所。截至2004 年 ，我国设有仪器仪表专业的高校已达161 所。在过去近十年的时间内，其办学规模大约翻了两番， 呈现出招生和分配两头热的良好状态。 该专业快速发展的原因既源于较大的社会需求，也源于社会对该专业教育的认同。测控技术与仪器专业以光、机、电、算为学科基础的人才知识结构， 培养基础厚、 知 识面广的宽口径人才， 符合人才市场的需求， 也顺应信息技术蓬勃发展的势头。
随着科技的发展，计算机技术的应用，测试技术与仪表专业的趋势越来越向智能化转变——智能仪表。在现代化建设中，人们对仪器仪表所能起到的监控作用，在技术上有着高层次的要求，因而仪器仪表工业是促进国民经济各部门技术进步，进行技术改造，提高劳动生产力和社会经济效益，开发与节约能源和材料的先导工业。仪器仪表的装备水平在很大程度上反映出一个国家的生产力的发展和科学技术的现代化水平。
6. 测控技术发展前景与发展新阶段---网络化
目前测控系统中迅猛发展的现场总线，它的通信模型和OSI模型对应，将现场的智能仪表和装置作为节点，通过网络将节点连同控制室内的仪器仪表和控制装置联成有机的测控系统。测控网络的功能将远远大于系统中各独立个体功能的总和。结果是测控系统的功能显著增强，应用领域及范围明显扩大。1999年2月，JiNI软件技术问世。Jini软件技术旨在使各种电器设备、测量仪器及采用JAVA芯片的各种装置能连接上网，Jini软件连同以Java语言编写的简单程序，可使联网的任何仪器设备实现其自身功能的同时，还能为其他仪器设备加以利用。网络技术的出现，正在并将极大地改变人们生活的各个方面。具体到计量测试、测控技术及仪器仪表领域，微机化仪器的联网，高档测量仪器设备以及测量信息的地区性、
全国性乃至全球性资源共享，各等级计量标准跨地域实施直接的数字化溯源比对，远程数据采集与测控，远程设备故障诊断，电、水、燃气、热能等的自动抄表，都是网络技术进步并全面介入其中发挥关键作用的必然结果。
4.培养目标及学习内容
在现代化建设中，人们对仪器仪表所能起到的监控作用，在技术上有着高层次的要求，因而仪器仪表工业是促进国民经济各部门技术进步，进行技术改造，提高劳动生产力和社会经济效益，开发与节约能源和材料的先导工业。仪器仪表的装备水平在很大程度上反映出一个国家的生产力的发展和科学技术的现代化水平。
同时，测控对本专业学生的要求也随之增高，在专业知识能力方面，主要学习精密仪器的光学、机械与电子学基础理论，测量与控制理论和有关测控仪器的设计方法，受到现代测控技术和仪器应用的训练，具有本专业测控技术及仪器系统的应用及设计开发能力，能在国民经济各部门从事测量与控制领域内有关技术、仪器与系统的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理等方面的高级工程技术人才；在素质结构方面，具有较扎实的自然科学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力，热爱社会主义祖国，拥护中国共产党，掌握马列主义，毛泽东思想和邓小平理论等重要基本思想。
本专业培养具备精密仪器设计制造以及测量与控制方面基础知识与应用能力，能在国民经济各部门从事测量与控制领域内有关技术、仪器与系统的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理等方面的高级工程技术人才。
本专业学生主要学习精密仪器的光学、机械与电子学基础理论，测量与控制理论和有关测控仪器的设计方法，受到现代测控技术和仪器应用的训练，具有本专业测控技术及仪器系统的应用及设计开发能力。 比如具有较扎实的自然科学基础，较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力；较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识，主要包括机械学、电子学、光学、测量与控制、市场经济及企业管理等基础知识； 掌握光、机、电、计算机相结合的当代测控技术和实验研究能力，具有本专业测控技术、仪器与系统的设计、开发能力；具有较强的外语应用能力；具有较强的自学能力、创新意识和较高的综合素质。
4. 就业
毕业生可以在中外合资、独资企业、科研院所等部门从事检测技术与自动化装置领域的理论研究与技术开发，从事自动化精密科学仪器、自动化监测、控制或生产系统的设计开发、运行管理等工作；从事机电、测控、仪器仪表、通信、家电等行业的商贸工作；在高等院校从事与本专业相关的教学研究工作；也可以考取硕士研究生，在国内外高等院校继续深造。近几年来，大学的招生数量逐年增多，相应地该专业的毕业生每年也都呈上升的趋势。中国的经济状况使得国内相关行业对毕业生的需求量却始终未呈现出增长势头，尤其是曾经是就业主体的国营企业。究其原因，一方面是因为国企改革正处于关键时刻，许多大型企业在这个过渡期不敢大量用人；另一方面，国有企业的市场竞争能力下降，导致其在生产、研究开发方面的能力下降，企业效益下降，使其在招收毕业生方面的需求下降。不过，。在国企需求下降的时候，却有更多的民营企业为毕业生提供了发展的空间。改革开放的20多年来，民营企业的发展取得了非常大的成绩，如像联想集团、TCL集团等高速成长的民营企业。这些企业的发展主要是建立在高科技知识的基础工业上，这使得他们对大学毕业生的需求特别强。所以，对正在就读测控的学生必须充分认识到该专业的发展趋势以及个人的工作方向，立足于现实，着眼于未来，努力学习，才能在新世纪的竞争中立于不败之地，实现自己的理想。
测控技术在高铁上的运用
基本特点
1、高速铁路非常平顺，以保证行车安全和舒适性，高速铁路都是无缝钢轨，而且时速300公里以上的高速铁路采用的是无砟轨道，就是没有石子的整体式道床来保证平顺性。
2、高速铁路的弯道少，弯道半径大，道岔都是可动心高速道岔。
3、大量采用高架桥梁和隧道。来保证平顺性和缩短距离。
4、高速铁路的接触网，就是火车顶上的电线的悬挂方式也与普通铁路不同，来保证高速动车组的接触稳定和耐久性。
5、高速铁路的信号控制系统比普通铁路高级，因为发车密度大，车速快，安全性一定要高。
高铁运用到工业自动化技术，工业自动化技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其他信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的综合性高技术，包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分。 工业自动化技术作为20世纪现代制造领域中最重要的技术之一，主要解决生产效率与一致性问题。无论高速大批量制造企业还是追求灵活、柔性和定制化企业，都必须依靠自动化技术的应用。 自动化系统本身并不直接创造效益，但它对企业生产过程起着明显的提升作用：
（1）提高生产过程的安全性；
（2）提高生产效率；【测控技术】
（3）提高产品质量；
（4）减少生产过程的原材料、能源损耗。
1. 信号与信息控制技术
进入20世纪60年代，随着电子技术的发展，电子设备和电子器件开始引入铁路信号控制系统。车站联锁由电气集中向电子设备集中转化，区间设备也由半自动闭塞向移频(FSK)自动闭塞、相键(PSK)自动闭塞和调幅(ASK)自动闭塞等制式发展，由于电子系统动作速度加快，可靠性提高，并且信息量大，为高速铁路的信号控制系统的电子化、信息化奠定了基础。
随着信息技术的发展，在信息运用技术、信息自动化、信息优化与信息智能化等四个方面的发展。
信息化技术是把客观的物理概念进行数字化处理，输入到计算机进行数据处理，按照优化技术生成某种预定的技术指标，在一定约束条件下求得最优解;信息智能化是信息处理的最高境界，包括信息的理解、推理、分析、判断等方面。信息智能化的重要标志是信息对知识的表述和应用。
2. 高速铁路信号技术的应用
铁路信号控制系统原以继电器为主件的分散控制技术，如电气集中联锁，区间半自动继电器闭塞等，称为信号系统的联锁、闭塞技术。信号联锁和闭塞技术通过信息的逻辑处理，最终以地面信号机给出三种基本颜色——红、黄、绿(进站、出站可以是黄绿组合)的信号显示指挥列车运行。
高速铁路的信号控制技术，是以电子器件或微电子器件的集中处理、分散控制，即所谓集散式控制方法，实现车站、区间信息变换、传递和处理的控制方式，信号控制系统分为行车指挥自动化与列车运行自动化两个方面，控制列车运行的信号显示以车载机车自动信号为主，地面信号为辅的运行方式。由于列车运行速度高、密度大，区间信号机采用——红、黄、黄绿、绿显示，通过数字轨道电路传递列车运行信息，后续列车运行过程中实时了解前行列车的目标距离、目标速度，及安全停车位置信息，并通过列车车载自动控制系统实行列车的正常制动、非常制动，实现列车自动停车控制。【测控技术】
3.高速铁路信号控制系统的特点
分散控制、集中管理的大规模综合列车运行自动控制，信息显示的综合运用系统。 较高的容错控制技术及安全控制能力，调度中心发布控制命令、监督信号系统的运行状态和列车位置信息等，是信号控制和信息管理的上层机构，命令的下达和执行还要通过车站、区间的执行设备才能完成，如果调度中心的计算机故障，可改由人工控制，通过区域信号控制设备实现建立进路、解锁进路、区间闭塞等功能。车站的联锁、闭塞设备通过驱动设备实现就地安全控制。
较强的信息处理能力，较强的系统运用灵活性，能够实现行车调度指挥、运行控制和列车运行信息管理的综合控制。
人机控制，通过调度员输入的控制程序或调度员、车站值班员在控制台的人工控制，运用(带有冗余的)计算机硬件、软件的实现自动、人工逻辑控制。
4 . 高速铁路信号系统的组成及功能
世界各国采用的高速铁路信号控制系统都称为列车自动控制系统(ATCS-Automatic Train Conrol System), 列车自动控制系统(ATCS)包括行车指挥自动化子系统或称列车自动控制与监视(ATS)子系统、列车自动防护(ATP)子系统和列车自动驾驶(ATO)子系统。
行车指挥自动化(ATS)系统。根据运行图计划及列车控制信息，通过控制中心计算机实行输入列车运行程序，实时控制、调整列车运行状态，指挥列车运行。各站的控制计算机实行车站区域进路排列、道岔转换、信号开放等。根据列车的运行情况，中心计算机实时
采集相关数据，在显示屏上集中显示出全线信号设备的运行状态和列车位置信息，列车编号等信息，并将各种数据进行统计、打印，汇成编制报表等。
列车自动防护(ATP)系统。列车自动防护系统是保证列车按照设定速度安全运行，防止列车超速运行，并能防护列车迎面冲突和追尾冲突的系统，系统具有故障一安全技术的特点，主要功能是检测列车当前运行速度和位置信息，并将速度信息实时与区域设定速度比较，决定是否实行制动;通过检测列车位置信息，并发送至控制中心，控制后续列车的运行速度，保证后续列车安全进入指定区域，保证列车安全运行和一定的制动距离。
列车自动驾驶(ATO)系统。通过数字轨道电路或应答器等轨旁设备将调度中心或车站的控制命令传输给车载系统，车载系统接收到控制信息后，经过运算、比较，结合列车自身的控制、制动条件，给出安全、合理的运行速度，列车的运行信息、状态信息、制动性能等技术指标均可在调度中心显示出来，以便对运行的列车实时控制，实现列车的安全、自动驾驶运行。可以设备控制的人工介入，并取得优选择权，实现司机监督、按照设定的速度曲线自动运行，保证进站后定点停车，并可根据调度中心的指令实时调整列车速度，确保列车的最小追踪间隔，提高列车的运行效率。
行车指挥自动化(ATS)系统：
系统的结构与任务。随着计算机应用技术和信息化技术的快速发展，数据通信网络技术的提高，目前，以铁路局、铁道部为行车运营指挥中心的行车自动化体系已经建立，为高速铁路的运行提供了良好的行车自动化指挥平台。
高速铁路列车指挥系统的基本结构：
中心计算机
控制中心计算机是高速铁路指挥控制系统的核心，目前一般采用三取二的冗余系统，三台计算机中有两台计算机用于重要操作，采用交叉比较输出，第三台计算机用于热备份。
控制中心还具有数据传输、处理系统，即用一台高速数据传输设备进行信息处理与传递，与管线车站、区间、列车等进行双向数据传输，实现全线调度监控等。
调度集中采用全线连续自动列车控制，调度中心计算机中固定存有被控制区域的各种数据，如线路坡度、曲线限速数据等;还有轨道电路运用状态、信号机位置、显示等信息，应答器设置位置及工作状态等;运行列车的车辆信息、运行速度、制动效果等都将通过各站计算机传送到中心计算机。
控制中心计算机根据各种数据运算出指挥行车的控制命令，通过数传设备和轨旁单元传送到车载计算机中，通过车载计算机算出运行列车的目标速度、到达下一停车点的目标距离、车载计算机限速运行曲线、实际行驶速度曲线、制动曲线编号等，根据最大允许速度实行自动驾驶。
微机联锁系统。 随着微电子技术及计算机技术的发展，用电子器件及微电子器件代替继电器实现联锁功能，控制信息量大、成本低、提高了系统安全性、可靠性，提高了设备靠性。
微机联锁系统的基本结构。 微机联锁系统由控制台、监视器、联锁逻辑处理机、控制驱动电路和现场设备等组成，如图5-2-5所示。
微机联锁是一个闭环系统，安全控制信息输出和信息输入的局部，以及微机内部的逻辑处理过程，都是按照闭环控制原理设计的，控制监视机与联锁处理机的联系也都遵循闭合工作原理，只要闭环系统中的任何一部分发生故障，系统就能立即诊断出来并采取措施，进行记录报警，直至切断控制输出电源，以便确保安全。
微机
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