0804儀器科學(xué)與技術(shù)

1、0804 儀器科學(xué)與技術(shù)一、學(xué)科概況儀器科學(xué)與技術(shù)是一個(gè)多學(xué)科相互交叉和相互滲透的綜合性新興學(xué)科， 它包含光電 測試技術(shù)及儀器、測控技術(shù)及儀器、微型機(jī)械與納米技術(shù)、智能儀器與虛擬儀器、測試 理論與測試技術(shù)、誤差理論與數(shù)據(jù)處理、現(xiàn)代傳感技術(shù)與系統(tǒng)、故障診斷與信號分析、 質(zhì)量工程、慣性測試技術(shù)與控制、電磁測量技術(shù)與儀器等。中北大學(xué)“儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科 ”依托于 “動(dòng)態(tài)測試技術(shù) ”國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地、 “電子測試技術(shù) ”國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、 “儀器科學(xué)與動(dòng)態(tài)測試 ”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、山西 省重點(diǎn)基礎(chǔ)性研究學(xué)科和山西省 “動(dòng)態(tài)測試技術(shù) ”重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、“微納慣性傳感及集成測 量系統(tǒng)”教育部工程中心。

2、該學(xué)科現(xiàn)有專職教師 45 名，其中教授 17名，副教授 15 名， 32名教師擁有博士學(xué)位。 目前承擔(dān)著國家級課題 20 余項(xiàng)、省部級課題 60余項(xiàng)，科研項(xiàng) 目的經(jīng)費(fèi)合計(jì) 2000 余萬元。學(xué)科下設(shè)精密儀器及機(jī)械、測試計(jì)量技術(shù)及儀器、微納技 術(shù)及儀器等研究方向，培育能獨(dú)立從事教學(xué)、科研等工作的高級專門人才。二、培養(yǎng)目標(biāo)本學(xué)科培養(yǎng)目標(biāo)是全面深入儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)理論和系統(tǒng)的專門知 識及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，具備本學(xué)科的科學(xué)研究和技術(shù)開發(fā)能力，能夠及時(shí)跟蹤儀器科學(xué) 與技術(shù)學(xué)科的國際前沿發(fā)展動(dòng)態(tài)， 在儀器科學(xué)與技術(shù)方向掌握堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)理論和系統(tǒng)的 專門知識，有一定的知識面和較強(qiáng)的自學(xué)能力，具有獨(dú)立

3、從事科學(xué)研究或擔(dān)負(fù)專門技術(shù) 工作的能力，熟練運(yùn)用英語和計(jì)算機(jī)， 有良好的人際交流溝通能力和良好的社會責(zé)任感， 有較強(qiáng)的國際化視野和交叉學(xué)科的能力，具有一定的學(xué)術(shù)創(chuàng)新能力，可在本學(xué)科相關(guān)科 研單位或研發(fā)部門等從事教學(xué)、科技研發(fā)和管理工作。三、培養(yǎng)年限學(xué)術(shù)型碩士生培養(yǎng)年限一般為 3年。要求論文時(shí)間不少于 1.5 年，提前答辯和延期 答辯要經(jīng)過嚴(yán)格審批。四、學(xué)科專業(yè)研究方向1、 080401精密儀器及機(jī)械（1）微納器件與系統(tǒng)集成 本方向以國家重大戰(zhàn)略需求為牽引，重點(diǎn)針對超高溫、超高壓、超高過載沖擊、高 旋轉(zhuǎn)、爆炸毀傷等特殊應(yīng)用環(huán)境中測試應(yīng)用需求，開展基于新材料、新結(jié)構(gòu)、新效應(yīng)的 新型功能結(jié)構(gòu)與器件研

4、究。結(jié)合半導(dǎo)體超晶格的共振隧穿效應(yīng)、高Q微腔和微納機(jī)電傳感探測技術(shù)， 開展基于寬禁帶半導(dǎo)體材料的納米敏感結(jié)構(gòu)及器件和以納米光學(xué)與光學(xué)微 腔微結(jié)構(gòu)單元的新一代微光器件的研究； 針對目前海洋環(huán)境中高分辨率水聲成像聲納的 核心器件及儀器設(shè)備展開研究，實(shí)現(xiàn)水下成像聲納的產(chǎn)業(yè)化，為我國海洋監(jiān)測、海洋工 程、海上軍事作戰(zhàn)、海洋科學(xué)研究等實(shí)際應(yīng)用中對低成本、高可靠性水下成像聲納的產(chǎn) 業(yè)化打下堅(jiān)實(shí)的理論和技術(shù)支撐， 能夠?yàn)槲覈兄凭哂型耆灾髦R產(chǎn)權(quán)的高性能水聲 成像聲納奠定技術(shù)基礎(chǔ)，同時(shí)能夠促進(jìn)我國 MEMS 技術(shù)在新領(lǐng)域中的應(yīng)用。（2）慣性測量與組合導(dǎo)航 該方向主要針對高速旋轉(zhuǎn)以及高過載沖擊等特種應(yīng)用環(huán)境

5、下對微小型、高可靠性MEMS 器件和系統(tǒng)集成技術(shù)的應(yīng)用需求，開展微傳感器、微執(zhí)行器和微系統(tǒng)集成方面 的基礎(chǔ)理論、仿真設(shè)計(jì)、加工制造方法研究，重點(diǎn)解決 MEMS 器件在惡劣應(yīng)用環(huán)境下的 微小型化、系統(tǒng)集成化以及高可靠性等關(guān)鍵科學(xué)問題； 以常規(guī)彈藥的制導(dǎo)化應(yīng)用為背景， 以解決高速旋轉(zhuǎn)彈藥飛行姿態(tài)的高精度測量為切入點(diǎn)，通過對半捷聯(lián)效應(yīng)、半捷聯(lián)模型 與算法、高旋環(huán)境下的姿態(tài)測量與誤差補(bǔ)償技術(shù)、半捷聯(lián)結(jié)構(gòu)及制造技術(shù)、抗高過載微 慣性測量組合集成與現(xiàn)場快速標(biāo)定技術(shù)、 三微化導(dǎo)航處理計(jì)算機(jī)技術(shù)等相關(guān)內(nèi)容的探討 與研究，揭示半捷聯(lián)慣性測量方法的內(nèi)涵與本質(zhì)，形成半捷聯(lián)慣性測量的方法體系和應(yīng) 用能力，為高速旋轉(zhuǎn)彈

6、藥飛行姿態(tài)精度測試問題的有效解決提供一種新的思路和技術(shù)途 徑。（3）光電傳感與系統(tǒng)集成 主要以光電子技術(shù)在微納傳感與精密測量領(lǐng)域的應(yīng)用需求為背景， 針對微電子技術(shù) 向光電子技術(shù)發(fā)展過程中的前沿基礎(chǔ)科學(xué)問題，重點(diǎn)開展微型光諧振腔物理與器件、微 集成光電傳感器、芯片集成光波導(dǎo)傳感器及精密光電儀器的研究， 解決MEMS與MOEMS 加工過程的工藝兼容性問題，突破激光在微光波導(dǎo)中耦合與傳輸技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多種物理量 的高精度測量。針對激光投影顯示中激光散斑無法徹底消除的“瓶頸”問題，開展激光 散斑消除技術(shù)與微小型低成本散斑消除器件研究， 重點(diǎn)解決低成本激光散斑消除技術(shù)為 主的新原理和低成本的機(jī)理實(shí)現(xiàn)問題，完

7、成微光機(jī)電散斑消除器件的加工與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn) 激光顯示的產(chǎn)業(yè)化。（4）光電測試?yán)碚撆c技術(shù) 針對新型武器參數(shù)測試具有量值大、變化快、環(huán)境惡劣、不可重復(fù)、試驗(yàn)成本高、 難以實(shí)現(xiàn)計(jì)量上的溯源等特點(diǎn)，建立溫度、速度、激光信息綜合探測平臺，開展超高速 多目標(biāo)速度、形狀、坐標(biāo)、速度分布，超高溫溫度、溫度場、窄脈沖激光綜合參數(shù)信息 等方面的高精度探測技術(shù)研究，提出新的測試原理、方案，建立兵器裝備瞬態(tài)溫度校準(zhǔn) 體系，研究可以在惡劣環(huán)境下工作的瞬態(tài)高溫測試系統(tǒng)（2000C，響應(yīng)時(shí)間1ms）;突破傳統(tǒng)測試技術(shù)的極限，為新武器的研發(fā)奠定技術(shù)基礎(chǔ)，提供可靠的支撐手段。2、 080402測試計(jì)量技術(shù)及儀器（ 1 ）惡劣環(huán)境

8、動(dòng)態(tài)測試主要研究武器系統(tǒng)動(dòng)態(tài)參量測試技術(shù)，根據(jù)國防及工業(yè)部門的迫切需要，研究惡劣 環(huán)境下的信息獲取科學(xué) 動(dòng)態(tài)測試的新概念即： “將測試系統(tǒng)直接放入被測體（各種機(jī) 動(dòng)車輛及其零部件、發(fā)射中的武器系統(tǒng)、飛行的彈丸及導(dǎo)彈、運(yùn)載火箭、幾千米深的石 油井下等）內(nèi)，或被測環(huán)境（爆炸場內(nèi)、火炮膛內(nèi)的環(huán)境、強(qiáng)電磁環(huán)境等）中，在被測 對象實(shí)際運(yùn)動(dòng)的過程中實(shí)時(shí)實(shí)況地測取各種動(dòng)態(tài)參數(shù)。 ”（2）動(dòng)態(tài)測試?yán)碚撆c校準(zhǔn)技術(shù) 針對國防和民用工業(yè)中存在的動(dòng)態(tài)測試問題與需求， 研究非電量動(dòng)態(tài)參量測試中的 傳感與信息獲取方法；研究動(dòng)態(tài)參量的測試、校準(zhǔn)理論與技術(shù)；研究動(dòng)態(tài)測試系統(tǒng)的特 性分析、建模與修正方法以及測量不確定度的表示；

9、研究動(dòng)態(tài)測試數(shù)據(jù)的現(xiàn)代信號分析 與處理方法。（3）裝備試驗(yàn)測試與系統(tǒng) 主要針對提高武器裝備試驗(yàn)測試能力與試驗(yàn)測試水平的需求， 開展裝備的試驗(yàn)與測 試技術(shù)的通用性技術(shù)研究。通過重點(diǎn)開展裝備試驗(yàn)測試平臺的架構(gòu)與集成技術(shù)、虛擬測 試環(huán)境與仿真、信息獲取與處理技術(shù)、試驗(yàn)測試信息共享技術(shù)、目標(biāo)模擬技術(shù)、基于FPGA 的通用接口與儀器重構(gòu)技術(shù)、 ATML 技術(shù)及應(yīng)用等技術(shù)的研究，解決裝備試驗(yàn)設(shè)備與測 試儀器硬件融合、信息共享、數(shù)據(jù)融合問題，促進(jìn)武器裝備測試系統(tǒng)硬件和軟件平臺標(biāo) 準(zhǔn)化、系列化和模塊化的發(fā)展。（4）現(xiàn)代檢測技術(shù)與評估 將武器裝備系統(tǒng)的自動(dòng)化測試、可信性分析與性能評估融為一體，以航空航天等國防重

10、點(diǎn)裝備的研制、試驗(yàn)、生產(chǎn)和維護(hù)過程中的測試計(jì)量和儀器技術(shù)發(fā)展為需求，進(jìn)行 武器裝備的智能化檢測與可信性分析評估； 以航空航天領(lǐng)域武器裝備半實(shí)物仿真的動(dòng)態(tài) 加載技術(shù)作為突破口， 進(jìn)行扭矩 /彎矩加載系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、 抑制多余力矩的先進(jìn)控制策 略、扭矩 /轉(zhuǎn)角測試技術(shù)和電機(jī)伺服控制技術(shù)等方面的研究； 面向國防技術(shù)需求， 利用嵌 入式技術(shù)，研究適應(yīng)裝備研制、試驗(yàn)、生產(chǎn)等不同階段的總線式通用測試環(huán)境的硬件板 卡和測試平臺，實(shí)現(xiàn)測試資源的通用化和標(biāo)準(zhǔn)化。基礎(chǔ)理論研究與應(yīng)用開發(fā)相結(jié)合，實(shí) 現(xiàn)測試設(shè)備的智能化、集成化、通用化及便攜化，促使相關(guān)研究成果在航空航天、工業(yè) 過程等領(lǐng)域得到了推廣應(yīng)用。（5）電子測試

11、儀器與系統(tǒng) 針對飛行載體在發(fā)射、大氣層再入、潛射出水、星箭分離、侵徹、著陸、水下尋的過程中無線電“黑障區(qū)”遙測系統(tǒng)無法獲得測試數(shù)據(jù)的技術(shù)難題，開展動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)壓 縮存儲算法研究，解決惡劣環(huán)境下武器系統(tǒng)沖擊、振動(dòng)、溫度、壓力、工作狀況等動(dòng)態(tài) 數(shù)據(jù)的獲取問題； 開展復(fù)合防護(hù)、 多級緩沖、強(qiáng)化封裝的抗高過載結(jié)構(gòu)和防護(hù)措施研究， 解決有限容量約束下飛行體飛行侵徹過程中非平穩(wěn)動(dòng)態(tài)參數(shù)的可靠記錄問題；開展實(shí) 時(shí)、大容量動(dòng)態(tài)存儲測試?yán)碚撆c技術(shù)研究，為深空探測、載人航天以及近地空間飛行器 等國家重大工程和國防重點(diǎn)武器型號研制提供關(guān)鍵技術(shù)和核心器件。（6）自動(dòng)測試與控制技術(shù) 該方向主要以航天、航空、兵器等領(lǐng)域惡

12、劣環(huán)境下的武器裝備電子設(shè)備自動(dòng)檢測為 現(xiàn)實(shí)需求背景，研究高溫、高壓、高過載條件下復(fù)雜電子設(shè)備及系統(tǒng)的自動(dòng)檢測、故障 診斷技術(shù)。重點(diǎn)針對航天測控發(fā)展過程中急需解決的問題和需求，開展電子自動(dòng)檢測系 統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、儀用數(shù)據(jù)傳輸及編碼、高可靠性儀用總線及協(xié)議、微弱信號檢測、通道模 型、隔離抗干擾和信息獲取策略等研究，突破其關(guān)鍵技術(shù)，并將這些技術(shù)直接應(yīng)用于相 關(guān)的過程測量。3、0804Z1 微納技術(shù)及儀器 *（1）微系統(tǒng)集成技術(shù) 主要研究微納技術(shù)領(lǐng)域高靈敏測試的新效應(yīng)、新機(jī)理。包括基于微傳感器的無線傳 感與攻擊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、微機(jī)電器件及電路的混合集成技術(shù)等方向。本研究方向形成了以應(yīng) 用基礎(chǔ)為牽引的學(xué)科特色 ,

13、重點(diǎn)圍繞先進(jìn)材料與微納結(jié)構(gòu)的新特性、規(guī)模化制備系統(tǒng)集 成，重點(diǎn)開展規(guī)?；⒓{加工方法與裝備、新型微納光電器件及系統(tǒng)等方面研究。（2）晶體電子學(xué) 主要包括納米功能材料機(jī)理研究和薄膜器件兩個(gè)研究方向。 目前已經(jīng)形成穩(wěn)定完整 的學(xué)科梯隊(duì)，覆蓋理論研究和器件研究多個(gè)層次。本研究方向針對以半導(dǎo)體晶體為基礎(chǔ) 的薄膜材料、納米器件、功能材料及傳感器中電子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律、特性開展理論研究，探 索新型敏感機(jī)理并開展相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和新型器件研究。五、課程設(shè)置類別課程名稱總學(xué)時(shí)授課 學(xué)時(shí)學(xué) 分開課 學(xué)期授課 方式考核 方式備注公共基礎(chǔ)課中國特色社會主義理論與實(shí)踐研究 外語英語口語40120401202611、2講授考試

14、必 修（10學(xué)分）404021隨機(jī)過程40402課基礎(chǔ)理論課矩陣?yán)碚?04021講授考試(（4學(xué)分）理論物理概論4040222學(xué)分)彈性力學(xué)40402現(xiàn)代信號處理40202儀器科學(xué)與動(dòng)態(tài)測試專題40202專業(yè)基礎(chǔ)課 （8學(xué)分）現(xiàn)代傳感理論與技術(shù)40202試驗(yàn)裝備與檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)專題402022講授考試光電探測理論與技術(shù)40202半導(dǎo)體物理40202微慣性技術(shù)40202自然辯證法概 論” “馬克思 主義與社會科公共選修課 （3學(xué)分）自然辯證法概論馬克思主義與社會科學(xué)方法論2020551122講授|考查學(xué)方法論”兩 門課程任選一全校選修課（任選一門）404022門，其余課程 學(xué)生根據(jù)需要 從全校選修

15、課 中選擇。測控儀器前沿技術(shù)205選嵌入式系統(tǒng)及儀器205修虛擬測試技術(shù)205課 (儀器精度理論2020555自動(dòng)測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與集成技術(shù)信號與動(dòng)態(tài)測試系統(tǒng)分析205學(xué) 分 ）工程系統(tǒng)中的信號處理方法205高速數(shù)字信號處理205每門課開課人專業(yè)選修課濾波器的理論與設(shè)計(jì)方法20522自輔考查數(shù)不少于5（24學(xué)分）計(jì)量概論205人，否則不能測量數(shù)據(jù)的不確定度分析與評定方 法激光技術(shù)202055開課電磁兼容原理及應(yīng)用205VHDL語言與 ASIC設(shè)計(jì)20CC55混合集成電路技術(shù)20光電子技術(shù)205慣性制導(dǎo)與組合導(dǎo)航202055文獻(xiàn)檢索與文獻(xiàn)綜述201012講輔、 實(shí)踐考查實(shí)踐課程（2學(xué)分）講輔、 實(shí)踐

16、外文科技寫作與實(shí)踐201012考查分)實(shí)踐與創(chuàng)新 活動(dòng)（4學(xué)分）教學(xué)實(shí)踐 學(xué)術(shù)講座 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)講座 創(chuàng)新項(xiàng)目立項(xiàng) 高水平論文 科技成果 參加學(xué)術(shù)會議 科技賽事獲獎(jiǎng)11121112考查 考查 考查 考查 考查 考查 考查 考查總學(xué)分：3335學(xué)分說明:、實(shí)踐課程1、 文獻(xiàn)檢索與文獻(xiàn)綜述：由教師講輔，學(xué)生進(jìn)行文獻(xiàn)檢索時(shí)間。 要求查閱一定數(shù)量的文獻(xiàn)資料， 寫出不少于五千字的文獻(xiàn)綜述報(bào)告。2、外文科技寫作與實(shí)踐：由教師講輔，學(xué)生進(jìn)行寫作實(shí)踐。二、實(shí)踐與創(chuàng)新活動(dòng)（從所列的條件選修3學(xué)分，以下條件任何一條若雙倍滿足，則相應(yīng)得到的學(xué)分乘2,以此類推）1、教學(xué)實(shí)踐：協(xié)助輔導(dǎo)本科生課程，協(xié)助指導(dǎo)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)及大學(xué)生科技創(chuàng)新及科技大賽等 等。2、 學(xué)術(shù)講座：參加8次以上學(xué)術(shù)活動(dòng)，并主講 1次以上學(xué)術(shù)報(bào)告。每次學(xué)術(shù)活動(dòng)要有500字左 右的總結(jié)報(bào)告，注明參加學(xué)術(shù)活動(dòng)的時(shí)間、地點(diǎn)、報(bào)告人、學(xué)術(shù)報(bào)告題目，簡述內(nèi)容并闡明自己對相關(guān)問題的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)或看法。學(xué)校提倡研究生盡可能多地參加跨學(xué)科的學(xué)術(shù)活動(dòng)。3、 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)講座：參加 4次以上創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)講座