仪器科学与技术学科复习课程
0804仪器科学与技术一级学科简介
0804仪器科学与技术一级学科简介一级学科（中文）名称：仪器科学与技术（英文）名称：Instrumentation Science and Technology一、学科概况仪器科学与技术学科是一个古老而又极具生命力的学科。
它伴随着人类最早的生产和社会活动的开始而萌生。
古代的测量器具尽管简单，但也基本具备了测量单位、标准量和标准量与被测量比对过程等测量的基本属性，如我国氏族社会已有“结绳记事”、“契木计时”的记载；大禹治水时使用了准绳与规矩；公元前221年，我国秦朝已形成量值统一的度量衡制度和器具；《汉书·律历志》中用“累黍定尺”和“黄钟律管”对长度进行了定义，其中用发出固定音高的“黄钟律管”之长来定长度标准是我国古代伟大的发明创造，这种方法与几千年后的今天，世界上采用光波波长定义长度基准，从基本原理上有惊人的相似之处；此外还产生了朴素的测量方法，如利用平行光投影的相似现象间接地测量物体的长度；进而产生了以测量单位、标准量、测量量值与被测量值转换关系为基础的测量方法和测量仪器，如日晷和浑天仪等。
在这个漫长的历史过程中，尽管该学科在促进生产力发展与社会进步中发挥了巨大作用，但仍处于学科的萌芽阶段。
直至1898年国际米制公约建立，初步形成了以米和公斤等为基本计量单位、相应的计量标准器与测量仪器、量值溯源方法与测量理论；进而衍生出作为该学科理论基础的测量误差理论和计量学等，学科基本理论框架初步形成。
随着近代测量科学与仪器技术的学术价值和实验价值显著提升，近代测量科学逐渐从近代物理学和化学等基础学科中分离出来，并逐渐形成为一门独立的学科，成为近代科学的重要基础学科之一。
门捷列夫曾有著名论断：“科学是从测量开始的”，“没有测量就没有科学”，“测量是科学的基础”。
现代测量学是前沿科学领域中最活跃和最有生命力的学科之一。
测量科学研究的重大突破性进展和新原理仪器的发明直接或间接地引发了前沿重大科学问题的突破。
仪器科学与技术
仪器科学与技术在当代科技发展迅猛的时代背景下，仪器科学与技术作为一门关键的学科领域，扮演着不可或缺的角色。
仪器科学与技术是指利用各种仪器设备和相关技术进行研究、开发和应用的学科，涉及广泛的领域，如物理学、化学、生物学等。
本文将从仪器科学与技术的定义、发展历程、应用领域等方面进行探讨。
一、仪器科学与技术的定义仪器科学与技术是一门综合性学科，包括仪器设备的设计、制造、调试和使用等方面。
它涉及的领域非常广泛，从简单的测量工具到复杂的科学仪器，都属于仪器科学与技术的范畴之内。
通过仪器科学与技术的研究和应用，可以更准确、更高效地进行科学研究和工程实践。
二、仪器科学与技术的发展历程仪器科学与技术的发展可以追溯到古代，但是它在近代才逐渐形成独立的学科体系。
19世纪末至20世纪初，随着工业革命的兴起和科学技术的进步，仪器科学与技术得到了前所未有的发展。
在近几十年的发展过程中，仪器科学与技术取得了许多重要的成就，为科学研究和工程实践提供了重要支撑。
三、仪器科学与技术的应用领域仪器科学与技术在各个领域都有重要的应用，如生物医学、环境监测、材料研究等。
在生物医学领域，各种生物仪器的发展使得医学诊断更加精确和便捷。
在环境监测领域，通过各种仪器设备可以实时监测大气、水质等环境参数，为环境保护提供重要数据支持。
在材料研究领域，各种材料表征仪器为材料研究提供了有力的工具。
四、未来展望随着科技的不断进步和创新，仪器科学与技术将会继续发展壮大。
未来，随着人工智能、物联网等新技术的广泛应用，仪器科学与技术将更加智能化、自动化，为科学研究和工程实践带来更多便利和创新。
我们期待着仪器科学与技术的明天，它将继续发挥着不可替代的重要作用。
综上所述，仪器科学与技术作为一门重要的学科领域，为科学研究和工程实践提供了重要支撑，具有广阔的发展前景和应用前景。
我们应该加强仪器科学与技术的研究和应用，推动其不断发展壮大，为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。
仪器科学与技术专业介绍
号与系统的时域和频域分析方法。
02
数字信号处理
了解数字信号处理的基本概念、原理和算法，掌握数字滤波、频谱分析
、波形合成等数字信号处理技术。
03
数据分析方法
了解数据分析的基本概念、方法和工具，掌握数据预处理、特征提取、
分类与聚类等数据分析技术，理解其在仪器测量数据处理和故障诊断中
的应用。
03
CATALOGUE
研究领域
仪器科学与技术专业的研究领域广泛，包括传感器技术、测量技术、控制技术、自动化技术、仪器仪 表设计与制造技术等。具体研究方向包括智能传感器设计、微弱信号检测与处理、精密测量技术、复 杂系统控制与优化、工业自动化技术等。
就业前景与市场需求
就业前景
仪器科学与技术专业的毕业生在就业市 场上具有广泛的就业前景。他们可以在 科研机构、高等院校、企事业单位等领 域从事科研、教学、技术开发与管理工 作。随着科技的进步和产业的发展，对 仪器科学与技术专业人才的需求不断增 加。
无线网络化
借助物联网、5G等通信技术，实现仪器的无线网络化，实 现远程监控和数据共享，提高使用便捷性和效率。
行业面临挑战分析
技术更新换代速度快
01
随着科技的不断进步，新技术不断涌现，要求仪器行业不断更
新换代，适应新技术的发展。
高精度、高稳定性需求
02
高端装备制造、航空航天等领域对仪器的精度和稳定性要求极
高，需要不断提高技术水平以满足市场需求。
国际竞争激烈
03
国际知名企业在仪器领域具有较强的技术实力和品牌影响力，
对国内企业形成一定的竞争压力。
创新发展路径探索
加强基础研究和前沿技术探索
加大对基础研究和前沿技术的投入，提升自主创新能力，抢占技术制 高点。
第2章仪器科学与技术学科基础
第第2 2章章仪仪器器科仪学表与基技础术学科基础
静态测量与动态测量
⑴静态测量
测量时被测件表面与测量器具测头处于静止状态。 例如用外径千分尺测量轴径、用齿距仪测量齿轮齿距等。
⑵动态测量
测量时被测零件表面与测量器具测头处于相对运动 状态，或测量过程是模拟零件在工作或加工时的运动状 态，它能反映生产过程中被测参数的变化过程。例如用 激光比长仪测量精密线纹尺，用电动轮廓仪测量表面粗 糙度等。
接地与同类标准量进行比较，取得用数值和单位共同表示的测 量结果。
测量结果＝{测量数值}测量单位，x即：{x} x0
（2）测量结果表示：
第第2 2章章仪仪器器科仪学表与基技础术学科基础
1、测量过程
2).测量过程
1．能量形式的一次或多次转换过程。
2．将被测参数与相应的测量单位进行比较的过程
• 测量的第一过程是指能量的形式进行一次或多次转换的过 程。在这一过程中，一般包含四个环节。即：一次敏感元 件的感受过程，能量变换过程，信息处理过程和信号传输 过程。
I1 R1
` K2
得：
D
R0 B
Rx
R1 R2 Rx R0 则
E
K1
电桥平衡条件
第第2 2章章仪仪器器科仪学表与基技础术学科基础
单项测量与综合测量
⑴单项测量
单独地、彼此没有联系地测量零件的单项参数。如分 别测量齿轮的齿厚、齿形、齿距等。这种方法一般用于量 规的检定、工序间的测量，或为了工艺分析、调整机床等 目的。
第第2 2章章仪仪器器科仪学表与基技础术学科基础 接触式测量
第第2 2章章仪仪器器科仪学表与基技础术学科基础
天津大学仪器科学与技术专业考研复习指导资料
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第 5 页 10 月： 再详细把全书理解两遍，搞懂课本。 11 月初至考研初试： 集中精力攻克习题、真题，遇到不懂的内容，再追溯课本。 《传感器》应从 9 月份起，保持每月一遍的复习。这样的强度已经够了。在最后一个月， 适当做一些习题即可。 对于课程的复习，可以参考天津考研网《测控电路和传感器》的红宝书以及真题解析、 红宝卷。这几项服务将包含历年课程重点和真题，是考取天大测控研究生的必备利器。 最后祝愿各位圆梦天大测控！ 【主讲人】天津大学本专业在读高分研究生学长 【适用对象】报考对应院系且对应初试科目的不了解的跨校、跨专业、在职考生 【适用专业】精密仪器与光电子工程学院：仪器科学与技术专业 【授课内容】 1．深度解析目标专业： 透析目标院系专业的学院信息动态、学科概况、导师信息、近年考研形势、报录比及分 数线、就业情况等，帮助考生了解内幕权威信息，迈出考研成功的第一步； 2．宏观分析科目考试情况，制定合理复习计划： 分析近年目标专业科目考试情况，从宏观角度对考研专业课进行解析，对考生进行入门 指导。制定最优的全程高效学习计划，帮助您规划专业课的复习安排，指出建议参考书目、 指出复习重点、复习进度及其他复习注意要点。
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第 4 页 共 6 页
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五、参考书目 官方教材： 《传感器(第 4 版)》 唐文彦主编 机械工业出版社出版
《测控电路(第 4 版)》 张国雄主编，李醒飞副主编 机械工业出版社出版 推荐书目： 《基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计(第 3 版) 》 作者：(美国)赛尔吉欧·佛朗哥 (Franco.S) 刘树棠 译者：朱茂林 荣玫 西安交通大学出版社出版 另： 《模拟电子技术》 、 《电路基础》 、 《信号与系统》等。 复习方法与建议 《测控电路》相对于《传感器》难度要大的多，复习应当把主要精力放在《测控电路上》 。 暑假： 《测控电路课本》啃读一遍，遇到看不懂的内容，可以回看电路基础、模拟电子技术、 信号系统等内容。这是打好基础的关键。
仪器科学与技术学科主要课程
仪器科学与技术学科主要课程仪器科学与技术学科是研究仪器设备的设计、制造、应用及其相关技术的学科。
在这个学科中，学生需要学习一系列的课程，以掌握核心知识和技能。
下面将对仪器科学与技术学科的主要课程进行详细介绍。
一、基础课程1.数学基础：包括高等数学、线性代数、概率论与数理统计等课程，为后续专业课程打下基础。
2.物理基础：涵盖力学、热学、电磁学、光学等基本物理原理，培养学生解决实际问题的能力。
3.计算机基础：学习计算机组成原理、操作系统、计算机网络、编程语言等，为后续仪器控制和数据处理奠定基础。
二、专业核心课程1.仪器科学与技术导论：介绍仪器科学与技术的发展历程、研究内容、应用领域及相关技术体系。
2.测量与控制原理：阐述测量与控制的基本原理、方法和应用，包括传感器、信号处理、执行器等。
3.精密仪器与装置：研究精密仪器的设计、制造及应用，包括光学仪器、电子仪器、精密机械等。
4.仪器系统设计与实践：通过实际项目训练，培养学生进行仪器系统设计、调试和优化的能力。
5.自动化控制系统：学习自动化控制系统的基本原理、设计方法和应用，包括工业自动化、楼宇自动化等。
6.智能化仪器仪表：探讨智能化仪器仪表的设计原理、关键技术及应用，如嵌入式系统、人工智能等。
三、实践与创新能力培养课程1.工程训练：通过实际操作，培养学生动手能力和工程实践能力。
2.课程设计：结合理论教学，进行系统性、综合性的课程设计，锻炼学生解决实际问题的能力。
3.科技创新与竞赛：鼓励学生参加各类科技创新竞赛，培养创新意识和团队协作精神。
四、跨学科选修课程1.机器人技术：学习机器人的设计、控制和应用，包括工业机器人、服务机器人等。
2.物联网技术：探讨物联网体系结构、关键技术及应用，培养学生在物联网领域的创新能力。
3. 大数据与人工智能：介绍大数据处理技术、机器学习、深度学习等，为学生在人工智能领域的进一步发展奠定基础。
通过以上课程的学习，学生将具备扎实的理论基础、丰富的实践经验和较强的创新能力，为我国仪器科学与技术领域的发展贡献自己的力量。
仪器科学与技术精密仪器与测量技术速学指南
仪器科学与技术精密仪器与测量技术速学指南仪器科学与技术是研究和应用仪器的原理、设计、制造和应用的学科。
精密仪器与测量技术是仪器科学与技术中的重要分支，涉及到各个领域的测量和控制。
本文将为您介绍仪器科学与技术中的精密仪器与测量技术，并提供一个速学指南，帮助您快速了解和掌握相关知识。
第一部分：精密仪器的基本概念精密仪器是指那些用于实现高精度、高稳定性和高灵敏度测量的仪器。
它们通常由多个部分组成，包括传感器、信号处理器、数据显示器等。
这些仪器广泛应用于科学研究、工业生产和医疗保健等领域。
第二部分：测量技术的基本原理测量是仪器科学与技术中的核心内容之一。
测量技术的基本原理包括测量目标的选择、数据采集和处理、误差分析等。
精密测量技术则更加注重测量的精度和可靠性。
第三部分：常用的精密仪器与测量技术1. 光学测量技术：包括激光干涉测量、激光光栅测量等，广泛应用于长度、角度和形状等测量中。
2. 电子测量技术：包括电流、电压和电阻等的测量，常用于电子电路的测试和控制。
3. 声学测量技术：包括声压级、声音频率等的测量，常用于声学工程和音频设备的测试。
4. 温度测量技术：包括接触式和非接触式温度传感器的使用，广泛应用于热力学和材料科学等领域。
第四部分：精密仪器与测量技术的发展趋势随着科学技术的进步，精密仪器与测量技术也在不断发展。
未来的发展趋势包括仪器的小型化、智能化和多功能化，以及新的测量原理和方法的引入。
结语仪器科学与技术精密仪器与测量技术是一门应用广泛且不断发展的学科。
本文通过介绍精密仪器的基本概念、测量技术的基本原理、常用的精密仪器与测量技术以及其发展趋势，希望能为读者提供一个简明扼要的速学指南。
希望读者在学习和应用仪器科学与技术中的精密仪器与测量技术时能够有所启发和帮助。
仪器科学与技术
仪器科学与技术（学科代码：0804 授予工学硕士学位）一、学科简介仪器科学与技术是信息领域的重要组成部分，是获取信息的源头。
仪器科学与技术学科作为工程性学科，具有与众多学科紧密交叉与融合的特点。
其理论体系主要由应用物理科学、传感技术科学、测量科学、计量科学、信息处理科学、仪器技术和工程实验科学等构成。
有关仪器运行及应用的理论研究，新技术、新器件、新材料、新工艺的研究，集中体现在新型仪器仪表的传感器、元器件和材料等领域的研究和开发中。
本学科现有博士生导师2人，硕士生导师14人，其中拥有博士学历教师12人，承担国家自然基金项目3项，国家科技重大专项2项，省部级项目20余项；聘请企业兼职教师6人，其中教授级高级工程师1人，高级工程师5人已经形成一支校企联合培养的导师团队。
目前，与大庆油田测试技术服务分公司合作共建“黑龙江省高校校企共建测试计量技术及仪器仪表工程研发中心”和黑龙江省重点实验室“油气田控制与动态监测实验室”。
拥有传感器实验室、虚拟仪器实验室及大量仪器仪表和教学设备，能够满足仪器仪表工程硕士学位研究生的实践教学环节的需要。
此外，还在大庆油田测试技术服务分公司、辽河油田钻采工艺研究院仪器仪表所、大庆市质量技术监督局质检所建立了3个研究生创新教育实践基地，实现研究生校企联合培养。
二、培养目标本专业培养的硕士研究生应坚定地拥护党的路线、方针、政策，热爱祖国，遵纪守法；具有高尚的职业道德和理想情操；具有健康的体魄和健全的心智；具有科学严谨的学习态度和求真务实的工作作风。
具有一定创新能力的应用型、复合型高层次工程技术和工程管理人才。
本学科培养的硕士生应掌握仪器科学的基本理论和相关工程技术，了解本学科的历史、现状和国际上的学术动态。
较熟练地掌握一门外语并能阅读本专业的外文资料。
具有较好的专业理论基础，能熟练运用光电检测技术、现代传感技术、智能信息处理技术、光学传感材料及生产测试技术、生物识别技术、仿生测试技术和先进的检测设备，从事某一方向的理论研究、工程开发或实际应用，具有初步的独立从事本专业或交叉学科领域前沿课题的科学研究能力，或者具有解决该领域工程实践问题的先进技术方法和现代技术手段。
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仪器科学与技术学科2012年攻读硕士学位研究生
复试指导
仪器科学与技术学科2012年攻读硕士学位研究生复试指导如下：
1．复试由笔试和面试两部分组成，外国语听力水平考核在面试中进行。
复试的总成绩为280分，其中笔试200分，面试80分。
2．复试笔试科目
3．复试笔试内容：见附件
4．面试主要内容。
（1）从事科研工作的基础与能力；
（2）综合分析与语言表达能力；
（3）外语听力及口语；
（4）大学学习情况及学习成绩；
（5）专业课以外其他知识技能的掌握情况；
（6）特长与兴趣；
（7）身心健康情况。
考生应自行提供相关内容的证明材料。
附件
仪器科学与技术学科硕士研究生入学复试大纲
课程名称：信号与系统
一、考试要求
要求考生全面系统地掌握信号与系统的概念、基本原理和分析方法，并且能灵活运用，具有较强的系统分析的能力。
二、考试内容
1．信号与系统基本概念;
•冲激信号的定义及性质；
•信号的运算及波形变换：平移、反褶、尺度变换、相乘、相加、微积分等；
•信号的分解：奇、偶分量，交、直流分量的求法；
•功率信号、能量信号的定义及其确定方法；
•系统特性的判定：线性、时不变性、因果、稳定。
2．连续时间系统的时域分析
•零输入与零状态响应：二者待定系数的确定条件，与自由响应和强迫响应的关系；
•起始状态与线性时不变性的关系；
•冲激响应和阶跃响应；
•求卷积的方法；
•利用卷积求零状态响应。
3．傅立叶变换
•利用傅立叶级数的性质或借助傅立叶变换简化周期信号频谱分析；
•灵活运用傅立叶变换的有关性质对信号进行正、反变换；
•掌握抽样信号频谱的计算及抽样定理；
•掌握典型信号的傅立叶级数展开系数和傅立叶变换。
4．傅立叶变换应用于通信系统
•系统无失真传输的条件；
•系统的物理可实现性；
•调制解调、带通滤波器、抽样信号恢复模拟信号。
5．拉普拉斯变换
•求拉氏逆变换的几种方法；
•拉氏变换的基本性质；
•利用拉氏变换求系统的零输入和零状态响应；
•零极点与时域波形的关系；
•由零极点与自由响应、强迫响应、瞬态响应和稳态响应的关系；
•零极点与系统稳定性的关系，系统稳定性判定方法；
•系统频率特性的几何确定方法。
6．离散时间系统的时域分析
•离散信号的运算；
•正弦序列周期的判定；
•离散卷积的求法。
7．Z变换与离散系统的Z域分析
•求序列的Z变换：定义法；Z变换的性质；
•求逆Z变换：留数法；幂级数展开；部分分式展开；长除法；
•Z变换的主要性质；
•离散系统的系统函数，单位样值响应与频响的关系；
•频响特性的求法及正弦稳态响应的求解方法；
•系统稳定性、因果性与系统函数收敛域的关系。
三、试卷结构
1．题型结构
•填空题
•选择题
•判断题
2．内容结构
•基本概念
•傅立叶变换及其应用
•拉氏变换及其应用
•离散时间信号及其运算
•Z变换及其应用
四、参考书目
郑君里等编著，信号与系统(第二版上、下册)，高等教育出版社, 2000年
课程名称：应用光学
一、考试要求：
理解、掌握几何光学的基本概念、基本理论、基本作图、基本计算方法；掌握理想光组的基本概念、基本形式、基本性质及实现形式；了解成像原理、光学元器件性质与成像特点、光学系统的概念与实现；理解典型光学仪器的光路结构与光学性质；并运用像差原理及光度学理论进行光学系统外形尺寸结构设计及计算。
二、
三、
四、考试内容：
1）几何光学的基本定律
a．光的描述；b. 光的四个基本定律及应用；c. 光学系统及成像的概念。
2）共轴球面系统的物像关系
a: 符号规则b: 近轴区单个折射球面物象关系公式及成像性质；c. 理想光学系统的理论及表示；d. 理想
光学系统的图像与解析求像及成像性质；d. 光组的组合与光焦度；e. 摄远物镜及薄透镜。
3) 平面成像理论
a: 单平面与双平面镜的成像特性；b: 反射棱镜成像(包括与折射光组的组合)方向的确定及展开；c: 平行平面板近轴区成像特点。
4) 光束限制
a: 孔径光阑、入瞳、出瞳; 视场光阑、入窗、出窗的基本概念及判定b: 远心光路及应用。
5) 光度学
a. 立体角及其计算；
b. 光度学中的五个基本概念及单位；
c. 光学系统中光束的光亮度。
6) 像差
球差、彗差、像散、像面弯曲、场曲、畸变、位置色差、倍率色差的成因、影响因素、克服途径（不要求像差计算，只作概念性考察）
7) 典型光学系统
a 眼睛：视度，近视眼及远视眼的成因和矫正，明视距离，分辨本领和瞄准精度；b放大镜的放大原理、放大倍数、线视场的确定；c. 显微镜的放大原理、放大倍数、成像特点、光束限制；d. 照明系统的要求及两种典型照明的光学特点；e. 望远系统的放大原理及光学特点，两种典型望远系统的组成及光学特性；f. 照相系统及投影系统的分辨能力、光学特性。
三、试卷的题型结构
（1）填空
(2) 选择
（3）作图
（4）计算
四、参考书目
（1）工程光学基础（第三版），徐家骅主编，机械工业出版社
（2）应用光学（第三版），张以谟主编，电子工业出版社
(3) 计量光学李小亭、胡金敏主编中国计量出版社。