仪器仪表工程(代码085203)

仪器仪表工程（代码085203）攻读硕士学位研究生培养方案一．学科专业简介仪器仪表是人类获取信息、认识自然、改造自然的重要工具。

仪器仪表工程是提供检测、计量、监测和控制装置、设备与技术的综合性工程领域，通过精密机械、电子技术、光电技术、计算机技术、测试计量技术等学科相互交叉和渗透为人类社会提供了重要的物质技术保障，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。

仪器仪表工程领域涉及：产品研制、工艺开发、装备设计、技术改造、质量控制、计量测试、企业管理、新装置建设、项目规划、引进装置消化吸收、工程可行性研究等。

随着仪器仪表领域的技术发展，新型传感器及信息获取、过程测控系统、装备及集成技术、微系统测量控制仪器仪表及制造技术、新型计量测试仪器及计量基准研究等逐渐成为本领域的重要技术发展趋势。

仪器仪表工程领域适用于国民经济建设中各个领域从事计量、测试、控制工程、智能仪器、计算机软件和硬件、工程建设、企业管理及专业教育等领域高层次人才的培养。

二.研究方向1.测控技术与智能系统该研究方向以测控技术、智能检测与控制系统设计与实现为研究对象，基于自动控制原理、模式识别、最优化、光学检测等理论与技术，开展生产线智能制造的在线检测、信号处理、模式匹配、优化控制及自动化控制技术等的研究。

2.地球探测仪器该研究方向以地球物理勘探和工程地球物理勘探技术与实现为研究对象，基于嵌入式系统、信号处理、物探解释方法等原理，开展高密度电法地层构造层析成像系统、弹性波CT成像无损检测、地震方法检测系统等的研究与实现。

3.复杂过程参数检测该研究方向以复杂工业现场生产过程难测参数为研究对象，基于电子、计算机、嵌入式等技术，开展复杂过程参数检测和基于多参数的生产过程建模的新方法、新理论的研究。

目前该方向主要针对钢铁企业连续铸造生产过程的温度、液位、多参数融合生产预测模型等展开研究；对烟草企业物流运输、堆垛机仓储系统等的生产线安全检测展开研究。

4.质谱分析与生物医学仪器以质谱分析理论与仪器研制相结合，发展新型离子化方式和无标样质谱定量分析测试技术，构建多维分离-质谱联用检测平台，拓展质谱分析方法在生命科学、医学、食品等领域中的应用。

目前该方向主要开展了化学电离新方法和新型质谱离子源的研究、小型质谱仪研制、微波等离子体质谱创新应用基础研究、分子闻诊技术研究、快速判断恶性肿瘤切除完全与否的质谱学方法研究。

三．培养目标1.热爱祖国，遵纪守法，品德高尚，学风严谨，具有强的事业心和团结协作精神，积极为国家建设服务，有社会责任感。

2.以行业对仪器仪表工程高层次应用型人才特殊需求为导向，坚持面向地方经济社会和仪器仪表工程领域重大实际应用，以职业素养和工程实践能力的提高为主线与企业共建人才培养体系；依托工程项目，确定工程硕士研究生研究方向，侧重培养核电子学与智能仪器、检测技术与自动化仪表、新能源技术与装备、半导体材料与器件、地球物理勘探仪器等方向的高层次应用型人才；逐步形成以实际工程项目或技术研发项目为载体，工学结合、校企联合的高层次应用型人才培养特色。

3.具有良好的素质、严谨的科学态度、实事求是的学风和理论联系实际的工作作风。

4.身心健康状况良好。

四．课程设置类别课程编号课程名称学时学分学期备注一二三学位课程公共基础课10001001中国特色社会主义理论与实践研究36 2 √必修6个学分1000100210001003英语（Ⅰ、Ⅱ）1444 √√专业必修课12100052 数值分析40 2 √4门课必修8个学分120601041微弱信号检测与处理40 2 √120603011现代传感器技术40 2 √120603021智能仪器原理与设计40 2 √非学位课程专业选修课120603031 仪器仪表工程与学术前沿40 2 √原则上提供不超过10门课程供学生选择学生根据研究方向选修至少10个学分（5-6门课）（学制为2年的6个学分）120601031嵌入式系统原理与应用40 2 √120601021 光电检测理论及方法40 2 √120601081 机器人技术与应用40 2 √120602021 物联网技术40 2 √120601131 先进控制技术40 2 √120603041现代图像处理40 2 √120203011 地球探测技术及仪器40 2 √120501041 现代仪器分析40 2 √120603051 虚拟仪器40 2 √公共选修课素质教育课（第二外国语60学时2学分；科研技能类、人文素养类课程为20学时1学分；体育30学时1学分）和跨学科选修课（30学时1学分）至少4学分补修课程针对跨专业录取的研究生，由研究生指导教师指定不计学分必修培养环节生产实践 6 任一环节未完成将不能申请答辩至少8个学分文献综述 1 √开题报告 1√毕业总学分36五．课程简介（一）数值分析1.课程目标：⑴要求学生牢固掌握数学分析、高等代数等基础数学中常用的、行之有效的数值计算方法；⑵掌握从实际问题出发，建立数学模型，将数学模型问题转换成数值问题，进而研究求解数值问题的数值方法，并设计出相应的数值算法。

⑶了解以计算机和数学软件为工具，以数学模型为基础进行模拟计算研究的工作方法。

2.课程内容：《数值分析》是电子科学技术专业的一门重要基础课程，属核心必修课。

其任务在于研究用计算机求解各种数学问题的数值方法及其理论，是程序设计和对数值结果进行分析的依据。

本课程理论严谨，实用性强。

为学生毕业后从事与电路系统理论分析及系统设计等相关工作提供一定的数理分析和方法基础。

本课程主要包括：绝对误差、相对误差和有效数字的概念及其对数值计算的影响；拉格朗日、三次样条、正交多项式、曲线拟合的最小二乘法等多种插值与逼近计算；数值积分与数值微分；非线性方程的数值解法；线性代数方程组的数值解法以及蒙特卡罗模拟方法等。

要求理论学习与实验教学相结合，插值法、函数逼近、数值积分与数值微分、常微分方程初值问题的数值解法、方程求根、解线性方程组的直接方法、解线性方程组的迭代法、矩阵的特征值与特征向量计算、蒙特卡罗模拟等环节开设上机编程实验。

3.教学方式：集中授课+上机实验+讨论。

4.考核方式：闭卷考试+实验报告。

5.预修课程：《高等数学》、《线性代数》、《C语言程序设计》6.教材及参考书目：[1]沈剑华编.2006.数值计算基础.上海：同济大学出版社.[2]白峰杉编.2004.数值计算引论.北京：高等教育出版社.[3]丁丽娟编.1997.数值计算方法.北京：北京理工大学出版社.（二）现代传感器技术1.课程目标：通过学习典型传感技术和实际应用中传感系统的组成、结构，掌握传感器及测试系统的原理、结构和应用的一般规律。

2.课程内容：学习现代传感技术的数字化、微型化、智能化、集成化、网络化。

熟悉先进传感器的基础效应和敏感原理；基于先进传感基础效应与机理的先进传感器，掌握集成式传感器、谐振式传感器、光电传感器、纳米传感器、智能化传感器等；无线传感器网络以及现代传感技术的典型应用。

3.教学方式：集中授课（36学时）+课堂讨论（4学时）4.考核方式：闭卷考试+读书报告（或小论文）5.预修课程：电子技术基础、随机过程、单片机原理及应用6.教材及参考书目：[1]林玉池.2009.现代传感器技术与系统.北京：机械工业出版社.[2]樊尚春.2011.现代传感技术.北京：北京航空航天大学出版社.（三）智能仪器原理与设计1.课程目标：学习智能仪器中数字量的输入、输出；智能仪器中模拟量的输入、输出；智能仪器的人机对话通道；智能技术；智能仪器中的通信技术；智能仪器的抗干扰技术；智能仪器的系统设计。

2.课程内容：学习智能仪器的基本工作原理和各部分的设计方法，内容包括：智能仪器的组成结构、原理与设计方法；基于Keil C的C51编程技术；开关量信号输入/输出设计及应用举例、模拟信号输入/输出接口电路就程序设计及其应用举例；微处理器系统设计；人机接口设计；实时时钟设计；通信接口设计；监控程序设计；数据处理程序设计；智能仪器应用设计举例及其可靠性设计等。

3.教学方式：集中授课（28学时）+课堂讨论（4学时）+实验与实践（8学时）。

4.考核方式：读书报告（或小论文）。

5.预修课程：电子技术基础、传感器原理与应用、微机原理与接口技术6.教材及参考书目：[1] 朱欣华等.2011. 智能仪器原理与设计.北京：中国计量出版社.[2] 李昌禧.2005.智能仪表原理与设计.北京：化学工业出版社.（四）仪器仪表工程学术前沿1.课程目标：学习测量控制与仪器仪表的发展现状与趋势，全面熟悉有关测量控制与仪器仪表在信息传感与测试、模拟信号调理、数字信号处理、智能控制与系统、现代仪器仪表设计与制造五个方面的前沿技术，并对测量控制与仪器仪表在工业过程参数检测与控制系统、科学仪器、电子与电工测量仪器等应用领域的发展现状和趋势。

2.课程内容：学习测量控制与仪器仪表的作用与地位、量值的传递与朔源；学习现代产品几何技术规范标准体系的研究与展望、现代测量控制与仪器仪表发展趋势；学习传感与测试前沿技术、模拟信号调理技术、数字信号处理中的前沿技术；学习智能控制与系统新技术，包括新型微控制器、仪器仪表与系统控制网络总线、虚拟仪器及嵌入式系统、智能控制技术；学习现代仪器仪表设计与制造新技术，包括现代设计制造技术对仪器仪表的作用、仪器仪表的现代设计技术与前沿技术、微米纳米制造技术与现代仪器科学；学习典型电子与电工测量仪器的发展趋势。

3.教学方式：集中授课（36学时）+课堂讨论（4学时）。

4.考核方式：读书报告（或小论文）。

5.预修课程：电子技术基础、随机过程、单片机原理及应用6.教材及参考书目：[1]林玉池.2008.测量控制与仪器仪表前沿技术及发展趋势(第2版).天津：天津大学出版社.[2] 潘仲明.2010.仪器科学与技术概论.北京：高等教育出版社.（五）嵌入式系统原理与应用1.课程目标：⑴学习和掌握主流的几种嵌入式系统的基本概念、构成原理、操作系统等内容；⑵以ARM体系结构为主了解32位嵌入式系统内核硬件及指令系统，并掌握一般ARM应用系统开发技术与开发方法；2.课程内容：ARM框架是目前嵌入式系统应用中占主导地位的32位微处理器/微控制器的框架。

本课程主要以32为ARM系统结构为主讲授嵌入式系统概念、嵌入式系统硬件结构、指令系统，嵌入式系统硬件设计、嵌入式系统硬件协同开发技术、基于ARM嵌入式系统的开发实践与开发环境。

重点为各种嵌入式处理器的工作原理、硬件系统构成、软件设计方法和设计实例。

要求学生掌握嵌入式系统的基本概念与应用发展，掌握典型嵌入式系统芯片的结构、性能和指令系统，了解典型嵌入式操作系统的机理与软硬件裁减方法，在嵌入式操作开发环境的支撑下，掌握开发嵌入式系统的基本方法与实践手段。