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在为期一周的时间里，我认识了单片机，可编程控制器，各种传感器等仪器，初步了解里它们的应用领域。
单片机和PLC试验台
讲解教师：
刘老师
一、单片机试验台
单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
单片机控制系统一般由单片机、出入通道、输出通道组成，输入通道和输出通道有时也叫向前通道和向后通道，输入通道的作用是从受控设备取得相关参数，如加热炉的温度，化学反应池中各个成分的浓度等，这个工作是靠传感器来完成的。
早期的单片机都是8位或4位的。
其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。
此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。
基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。
随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。
90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。
随着INTELi960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。
而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。
目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。
当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。
而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。
单片机的工作过程
单片机自动完成赋予它的任务的过程，也就是单片机执行程序的过程，即一条条执行的指令的过程，所谓指令就是把要求单片机执行的各种操作用的命令的形式写下来，这是在设计人员赋予它的指令系统所决定的，一条指令对应着一种基本操作；
单片机所能执行的全部指令，就是该单片机的指令系统，不同种类的单片机，其指令系统亦不同。
为使单片机能自动完成某一特定任务，必须把要解决的问题编成一系列指令（这些指令必须是选定单片机能识别和执行的指令），这一系列指令的集合就成为程序，程序需要预先存放在具有存储功能的部件——存储器中。
存储器由许多存储单元（最小的存储单位）组成，就像大楼房有许多房间组成一样，指令就存放在这些单元里，单元里的指令取出并执行就像大楼房的每个房间的被分配到了唯一一个房间号一样，每一个存储单元也必须被分配到唯一的地址号，该地址号称为存储单元的地址，这样只要知道了存储单元的地址，就可以找到这个存储单元，其中存储的指令就可以被取出，然后再被执行。
程序通常是顺序执行的，所以程序中的指令也是一条条顺序存放的，单片机在执行程序时要能把这些指令一条条取出并加以执行，必须有一个部件能追踪指令所在的地址，这一部件就是程序计数器PC（包含在CPU中），在开始执行程序时，给PC赋以程序中第一条指令所在的地址，然后取得每一条要执行的命令，PC之中的内容就会自动增加，增加量由本条指令长度决定，可能是1、2或3，以指向下一条指令的起始地址，保证指令顺序执行。
单片机的应用
目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。
更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。
因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。
二、PLC试验台
PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。
它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。
从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。
PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：
1）电源：
PLC的电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源，在整个系统中起着十分重要的作用。
2）中央处理单元（CPU）：
中央处理单元（CPU）是PLC的控制中枢，是PLC的核心起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU。
为了进一步提高PLC的可靠性，近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。
这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。
3）存储器：
存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。
存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。
4）输入输出接口电路（I/O模块）：
PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。
I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。
输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。
I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。
1．现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是PLC与现场控制的接口界面的输入通道。
2．现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用PLC通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。
5）底板或机架：
大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：
电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。
6）功能模块：
如计数、定位等功能模块
7）通信模块：
如以太网、RS485、Profibus-DP通讯模块等
8）编程设备：
编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。
小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。
PLC的特点
1、可靠性高，抗干扰能力强；
2、硬件配套齐全，功能完善，适用性强；
3、易学易用，深受工程技术人员欢迎；
4、容易改造；
5、体积小，重量轻，能耗低。
对于刘老师的讲解，对然使我们对于课程的认识还是不够深刻，不过已经对我们专业的前景很有信心了，与此同时，我也有信心学好这门课程，这就是我对第一天认识实习的感悟和理解。
振动和故障诊断实验台
陈老师
首先陈老师向同学们介绍了振动和故障诊断试验台、空气阻尼减震器、静态应变测试仪、金刚石强度仪、压电式加速传感器、声级计、DHRMT转子试验台等一些与机械振动有关相关仪器。
之后陈永会老师向我们介绍了一些与机械振动相关的一些知识与即将开设的课程。
如：
机械振动、机械故障诊断。
。
振动的强弱用振动量来衡量，振动量可以是振动体的位移、速度或加速度。
振动量如果超过允许范围，机械设备将产生较大的动载荷和噪声，从而影响其工作性能和使用寿命，严重时会导致零、部件的早期失效。
例如，透平叶片因振动而产生的断裂，可以引起严重事故。
由于现代机械结构日益复杂，运动速度日益提高，振动的危害更为突出。
反之，利用振动原理工作的机械设备，则应能产生预期的振动。
在机械工程领域中，除固体振动外还有流体振动，以及固体和流体耦合的振动。
空气压缩机的喘振，就是一种流体振动。
机械振动有不同的分类方法。
按产生振动的原因可分为自由振动、受迫振动和自激振动；
按振动的规律可分为简谐振动、非谐周期振动和随机振动;
按振动系统结构参数的特性可分为线性振动和非线性振动；
按振动位移的特征可分为扭转振动和直线振动。
设计机械设备时，应周密地考虑所设计的对象会出现何种振动:
是线性振动还是非线性振动;
振动的程度；
把振动量控制在允许范围内的方法。
这是决定设计方案时需要解决的问题。
已有的机械设备出现超过允许范围的振动时，需要采取减振措施。
为了减小机械设备本身的振动，可配置各类减振器。
为减小机械设备振动对周围环境的影响，或减小周围环境的振动对机械设备的影响，可采取隔振措施。
系统受到瞬态激励时，它的力、位移、速度、加速度发生突然变化的现象，称为冲击。
一般机械设备经受得起微弱的冲击，但经受不起强烈的冲击。
为了保护机械设备不致于受强烈冲击而破坏，可采取缓冲措施，以减轻冲击的影响。
如飞机着落时，轮胎、起落架和缓冲支柱等分别承受和吸收一部分冲击能量，借以保护飞机安全着陆。
减小机械噪声的根本途径主要在于控制噪声源的振动,在需要的场合,也可配置消声器。
测控电路箱与个人规划
郭老师
由郭宏老师向我们介绍了测控电路实验箱及其简要的功能，工作原理，系统组成，应用对象以及使用方法。
测控系统主要由传感器、测量控制电路（简称测控电路）和执行机构三部分组成。
在测控系统中电路是最灵活的部分，它具有便于放大、便于转换、便于传输、便于适应各种使用要求的特点。
测控系统乃至整个机器和生成系统的性能在很大程度上取决于测控电路。
测控电路主要包括信号放大电路、信号调制解调电路、信号分离电路、信号运算电路、信号转换电路、信号细分与辨向电路、电量测量电路、连续信号控制电路、逻辑与数字控制电路等。
实际上，测控电路是模拟电子技术和数字电子技术的进一步延伸与扩展，主要讨论一些典型常见的电路。
因此学好模电和数电是基础，其中运算放大器是测控电路的一个核心部件。
《测控电路》（第3版）为普通高等教育“十一五”国家级规划教材，主要作为“测控技术与仪器”专业本科生教材，同时可供相关领域工程技术和研究人员及相邻专业研究生参考。
与第2版相比更注重共性内容讲解，拓宽适用面。
《《测控电路》内容包括：
测控电路的功用和对它的主要要求，类型、组成和发展趋势；
低漂移、高性能测量放大器、隔离和可控放大电路；
精密测量中为了将信号与噪声分离、提高信噪比而采用的各种调幅、调频、调相、脉冲调宽和解调电路，以及各种RC有源滤波电路、集成滤波器、跟踪滤波器；
为了完成复杂的测量与控制任务而采用的代数、微积分（含PID）、特征值运算电路，以及采样保持、电压与电流、频率转换电路和模拟数字转换电路；
增量式数字测量中常用的细分与辨向电路；
频率、相位、脉冲参数等电量测试电路；
数字和模拟系统中应用的连续信号的脉宽控制和变频控制电路，二值和可编程逻辑控制电路，以及数字控制电路；
并通过几个典型的测控系统的剖析，使读者对测控系统整体及测控电路在其中的作用有进一步的了解。
全书围绕精度、灵活性、快速响应、可靠性等主要要求对电路进行分析。
之后郭老师向同学介绍了测控专业知识体系，概况，发展前景，就业与考研相关信息。
1.测控专业简介
测控技术与仪器隶属于仪器科学与技术一级学科。
1998年教育部颁布新的本科专业目录，把仪器仪表类11个专业（精密仪器、光学技术与光电仪器、检测技术与仪器仪表、电子仪器及测量技术、几何量计量测试、热工计量测试、力学计量测量、光学计量测量、无线电计量测试、检测技术与精密仪器、测控技术与仪器）归并为一个大专业——测控技术及仪器。
2.主干学科介绍
仪器科学、光学工程、机械工程、电子信息工程、计算机
仪器科学与技术学科是该专业的理论和应用基础，主要研究测量理论和测量方法，探讨和研究各种类型测量仪器仪表的工作原理和应用技术，以及智能化仪器仪表的设计方法。
光学工程学科是该专业的应用基础，主要研究光学测量仪器以及光电测试信息获取与传输的基础理论和应用技术等内容。
机械工程学科是仪器仪表结构设计的基础，主要研究机械测量仪器、光学测量仪器、电子测量仪器的系统构架、运动传递、量值传感、结果指示等内容。
电子信息工程学科是该专业的理论和技术基础，主要研究信息获取技术以及与信息处理有关的基础理论和应用技术，实现信号的获取、转换、调理、传输、处理以及设备的控制、驱动和执行功能。
计算机科学与技术学科是该专业的技术基础，主要研究智能化仪器仪表中的计算机软硬件设计与应用方法以及数字信息的传送与处理技术，推动仪器仪表向着数字化、智能化、虚拟化、网络化方向快速发展。
3.测控技术与仪器专业就业形势
就业方向:
学生毕业后可到技术学校、研究单位、生产企业、管理部门从事计算机技术、测试技术、控制技术及精密仪器的教学、科研、应用研究、经营、管理以及质量检测与技术监督等工作。
传感器
李老师
1、温度传感器
目前市场上使用的温度传感器包括热电偶、RTD（热电阻）、热敏电阻、IC温度传感器等。
其中IC温度传感器由于测温范围窄，不适用于大多测温场合，且与其他传感器的测量仪表无法兼容，所以较少采用。
热电偶是最常用的温度传感器，RTD、热敏电阻则由于各自在特殊应用上的优势也在测温传感器市场占有一席之地。
2、光电传感器
光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样，因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。
光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件，它是把光信号（红外、可见及紫外光辐射）转变成为电信号的器件。
3、移传感器
位移传感器又称为线性传感器，它分为电感式位移传感器，电容式位移传感器，光电式位移传感器，位移传感器超声波式位移传感器，霍尔式位移传感器。
电感式位移传感器是一种属于金属感应的线性器件，接通电源后，在开关的感应面将产生一个交变磁场，当金属物体接近此感应面时，金属中则产生涡流而吸取了振荡器的能量，使振荡器输出幅度线性衰减，然后根据衰减量的变化来完成无接触检测物体的目的。
4、电涡流传感器
电涡流传感器能静态和动态地非接触、高线性度、高精度、高分辨力地测量被测金属导体表面距探头表面的相对位移变化。
它是一种非接触的线性化计量工具。
在高速旋转机械和往复式运动机械的状态分析，振动研究、分析测量中，对非接触的高精度振动、位移信号，能连续准确地采集到转子振动状态的多种参数。
如轴的径向振动、振幅以及轴向位置。
在所有与机械状态有关的故障征兆中，机械振动测量是最具权威性的，这是因为它同时含有幅值、相位和频率的信息。
机械振动测量占有优势的另一个原因是：
它能反应出机械所有的损坏，并易于测量。
从转子动力学、轴承学的理论上分析，大型旋转机械的运动状态，主要取决于其核心转轴，而电涡流传感器，能直接非接触测量转轴的状态，对诸如转子的不平衡、不对中、轴承磨损、轴裂纹及发生磨擦等机械问题的早期判定，可提供关键的信息。
电涡流传感器以其长期工作可靠性好、测量范围宽、灵敏度高、分辨率高、响应速度快、抗干扰力强、不受油污等介质的影响、结构简单等优点，在大型旋转机械状态的在线监测故障诊断中得到广泛应用。
5、压力传感器
压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，而我们通常使用的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的，这样的传感器也称为压电传感器。
晶体是各向异性的，非晶体是各向同性的。
某些晶体介质，当沿着一定方向受到机械力作用发生变形时，就产生了极化效应；
当机械力撤掉之后，又会重新回到不带电的状态，也就是受到压力的时候，某些晶体可能产生出电的效应，这就是所谓的极化效应。
科学家就是根据这个效应研制出了压力传感器。
实习认识小结
通过这次的认识实习，使我了解到了测控专业的概况，它以光、机、电、计算机一体化为特色，可从事计算机应用、电子信息、智能仪器、虚拟仪器、测量与控制等多领域的产品设计制造、科技开发、应用研究、企业管理等。
同时也可从事计量、测试、控制工程、智能仪器仪表、计算机软件和硬件等高新技术领域的设计、制造、开发和应用等工作。
主要课程：
精密机械与仪器设计、精密机械制造工程、模拟电子技术基础、数字电子技术基础，微型计算机原理与应用、控制工程基础、信号分析与处理、精密测控与系统等。
但是，我校侧重于机械方面，所以我们还会学习，机械振动，机械故障分析的一些课程，打造我们自己的测控特色，为以后的就业与科研提供更好的帮助。
对于为期四天的认识实习，使我认识了本专业的本质，和未来的前景，对于迷茫了一阵的我们有了很大的帮助，相信我们一定会为了自己心中树立的这个目标而努力的。
最后由衷感谢各位老师这四天来的教导。
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