“科学是从测量开始的。”“测量技术是信息技术的重要组成部分,是信息技术的源头。”“仪器不是机器,仪器是认识和改造物质世界的工具,而机器只能改造却不能认识物质世界。”“仪器仪表是工业生产的‘倍增器’,科学研究的‘先行官’,军事上的‘战斗力’和社会生活中的‘物质法官’。”“科学技术是第一生产力,而现代仪器设备则是第一生产力的三大要素之一。”……这些至理名言和精辟的阐述,既强调了仪器仪表在当今社会所具有的重要作用和地位,也是仪器科学与技术学科内涵的高度概括,因而成为加快发展仪器仪表科技和产业的科学依据。
在现代科学技术和生产力的推动下,仪器仪表与测量控制已成为完整的仪器科学与技术学科,成为信息技术的三大组成部分之一。仪器科学与技术作为工程性学科,承担着各类仪器研究、开发、制造、应用的任务,包括有关新仪器的设计、制造,各类仪器运行、应用的基础理论研究,新技术、新器件、新材料、新工艺的开发研究以及相关的传感器、元器件和材料等领域的研究工作。
我国教育部多年来已经围绕着仪器科学与技术学科设立了一级学科教育体系,全国近250所高校设置了相应的专业,8万多名本科生和1万多名研究生在校学习。我国高校为仪器科学与技术学科制定了专业培养目标和规范,已经为仪器仪表与测量控制领域培养了几十万学科技术人才。
“仪器科学与技术概论”课程为测控技术及仪器专业的引导性课程,旨在介绍仪器科学与技术学科的基本概念、内涵、专业划分、相关领域、专业知识组成与课程体系结构,使学生从总体上了解该学科专业基本知识结构与所要掌握的基本专业技能,激励学生对专业课程学习的兴趣与积极性,并从概念上建立起专业课程之间的纵、横向联系。为适应仪器科学与技术学科的发展,满足课程建设和教学改革的需要,作者在整理多年教学与科研成果的基础上参考了大量的最新文献,撰写了此书,奉献给广大读者。
本书内容以仪器科学与技术一级学科为背景,以学科的发展脉络贯穿始终,按照仪器和测试系统中信息流为中心展开论述,内容分为7章。第1章为绪论,介绍仪器仪表的概念、结构与组成、分类、作用和地位,仪器仪表产业现状与发展趋势,仪器科学与技术学科概况。第2章介绍测量、计量、误差和测试系统等仪器科学与技术学科基础理论。第3章介绍传感器与测试技术、模拟信号调理技术、数字信号处理技术、通信技术、控制技术、信号输出技术等学科基础技术。第4章介绍工业自动化仪表与系统、科学仪器、电子与电工测量仪器和医疗仪器等典型仪器仪表系统及相关技术。第5章介绍虚拟仪器、网络化仪器和自动测试设备等现代测试系统。第6章介绍现代仪器仪表的设计与制造技术。第7章介绍测控技术与仪器专业的培养目标、课程知识结构与制定专业规范的原则和主要参考指标等。
本书由张玘教授和刘国福副教授主编。参加编写的有张玘教授、刘国福副教授、王光明副教授、吴石林副研究员和熊九龙博士,其中张玘教授编写了第1章和第7章,刘国福副教授编写了第2章和第3章,熊九龙博士编写了第4章,王光明副教授编写了第5章,吴石林副研究员编写了第6章。张玘教授对全书进行了统稿,熊艳讲师完成了本书的排版与插图绘制工作。
在本书内容策划与撰写过程中,清华大学丁天怀教授、北京理工大学陈祥光教授、国防科技大学王跃科教授对我们的工作给予了热情的支持与帮助,提供了许多宝贵意见,在此表示衷心感谢。
本书编写中参考了许多文献,在此谨向参考文献的作者们表示衷心感谢。
本书的内容选材、编写形式是一种新的尝试,由于作者水平有限,且成书时间仓促,书中难免疏漏甚至错误,恳请广大读者批评指正,我们将不胜感激。
编者
2010年10月于长沙