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《现代仪器概论》第一讲 现代仪器的概念 仪器科学与工程系专业必修课 主讲： 宋开臣 教授 kcsong@zju.edu.cn仪器在现代化建设中的作用 从仪器与四个现代化的关系谈起： 农业现代化、工业现代化、科技现代化、国防现代化 现代化经济、现代化科研、现代化国防、现代化社会 仪器是认识世界的工具，认识世界是改造世界的先导。 仪器和机器同等重要，仪器是生产的物质先导。 仪器是科学研究中的探索者 现代科学越来越依靠仪器的发展，没有仪器就没有许多科学发现 哈勃望远镜 基因测序 可控核聚变装置（托克马克） 引力探测器（GP-B 2005） 2011年5月5日公布了结果 仪器是经济建设中的倍增器 美国仪器产业产值约占工业总产值 4%，而它拉动的相关经济的产值却达到社会总值的 66%。 ——美国商业部 1990 年的调查数据 现代仪器是重大科研项目的技术基础，项目中的测试技术和仪器设备的集成、研究、开发和试验，几乎占人力财力的一半。 现代大生产中仪器约占企业固定资产的 10%。 现代医院的仪器设备约占医院固定资产的 50%。 仪器是国防建设中的战斗力 武器控制系统的信息处理能力决定了武器的性能 1991年海湾战争精确制导武器占8%，2003年伊拉克战争占90% 巡航导弹制导技术的发展提高了战斗力 飞机上仪器技术进步提高了性能 雷达技术进步与导弹防御 仪器是社会生活中的评判者 仪器实现了社会活动管理的量化和标准化 环境监测 噪声监测、节能降耗、防灾救灾 安全监护 图像监控、防伪检验、身份识别 交通管理 流量监控、GPS 定位、事故鉴定 司法鉴定 DNA 鉴定、痕迹鉴定、文书鉴定 兴奋剂检测 检查方法、检查仪器、检查试剂 仪器科学的应用领域 科学研究 发现自然界和人类社会的固有规律。解决仪器科学的原理性问题。为技术开发和工程应用打基础。 科学研究的动力来自于技术开发与工程应用实践。 技术开发 利用科学规律去发明新方法、新原理、新材料、新结构。开发出针对应用目标的新型仪器。 技术开发的基础是科学研究，目标是实际应用。 工程应用 将新型仪器应用到各个领域，实现仪器的价值。产生经济效益和社会效益。 应用实践检验科学研究与技术开发的成败，引导前进方向。 科学仪器 科学研究过程中使用的测量仪器 过程控制仪器 实现工业过程检测及控制的仪器 电子信息测量仪器 针对电量测试的仪器 医疗仪器 医院的诊断及治疗仪器 专用仪器 各种特殊用途仪器 传感器、材料与工艺 研究传感技术、特殊材料、加工工艺 新领域 图像监控系统、家庭仪器、仪器网络化 仪器的种类（按照用途分） 精密仪器 精密机械，量仪。 实验仪器 科学实验仪器 分析仪器 物质组分检测仪器 光学仪器 以光学为关键技术的仪器 医疗仪器 诊断及治疗仪器 计时仪器 各种特殊用途仪器 仪器的种类（按照研究学科分） 现代仪器科学的研究方向 1、理论研究（新原理） 2、计量基准 3、产品制造技术 4、新器件 5、新材料 6、新工艺 现代仪器科学的发展趋势 1. 学科面对的产品种类和品种多样化； 2. 产品的稳定性、可靠性和适应性要求很高； 3. 产品的技术指标和功能不断提高； 4. 最先应用新的科学研究成果，高新技术大量采用； 5. 仪器及测控单元微小型化、智能化，可独立使用，也可嵌入式使用和联网使用； 6. 仪器测控范围向立体化、全球化扩展，测控功能向系统化、网络化发展； 7. 便携式、手持式以至个性化仪器大量发展。 现代仪器科学的未来 1、信息技术在仪器科学领域还有很大发展空间 2、研究更先进的信息处理方法和实现手段 3、传感技术与高新技术结合，尤其是纳米、生物、MEMS等技术 4、仪器的微电子化设计 5、仪器应用进入尚未认知的领域 6、仪器应用进入难以工作的领域 7、仪器引入新的技术 8、为新一代仪器作前期预研 参考资料 1、《测控技术与仪器（专业）概论》 王先培 武汉理工大学出版社 2、《仪器科学与技术概论》 潘仲明 高等教育出版社 3、仪器科学与技术学科发展研究报告 仪器仪表学会 4、《智能仪器设计基础》史健芳 电子工业出版社 5、《智能仪器工程设计》尚振东等 西安电子科技大学出版社 * * 关于本课程教学 课程号： 课程名称：现代仪器概论 周学时： 5.0-0.0 学分：2.5 课程类别： 专业必修课 预修课程： 概率论与数理统计，模拟电路，数字电路 面向对象： 测控技术与仪器专业（本科生） 教学方式： 多