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由于歷史原因，各高校的專
業基礎和行業背景存在較大差異，測控技術與儀器專業通常隸屬于電氣工程學院、機械工程學院、儀器科學學院、光電工程學院等單位。這給測控技術與儀器專業認證標準的制定帶來了不少困難和問題。2013年8月和2014年8月，教育部儀器學科教育指導委員會暨教學研討會分別在上海和西安召開，會上專家們對中國工程教育認證協會的通用標準進行了詳細解讀，并對照通用標準，制定了適合于測控技術與儀器專業特殊背景的專業標準。2014年8月，教學指導委員會主任、天津大學曾周末教授做了題為《把握認證理念，推進專業教學改革》的報告，教學指導委員會委員、重慶大學王代華教授做了題為《儀器類專業認證標準解讀》的報告，這兩個報告從認證專家角度介紹了工程教育專業認證的意義和認證準備工作的要點。目前，已有少數高校通過了測控技術與儀器專業認證，如天津大學、合肥工業大學等；有很多高校已提交了認證申請，正在積極準備參與專業認證，如桂林電子科技大學、西安理工大學等。越來越多的高校認識到專業認證的重要性和緊迫性，以專業認證為契機，持續穩步發展專業建設，提高人才培養質量和水平，增強畢業生的就業競爭力成為各高校專業負責人的共識。
二、省屬高校測控技術與儀器專業培養模式探索與思考
針對目前國際、國內經濟環境、工程教育的現狀和發展趨勢，在國際工程教育專業認證背景下，省屬高等院校測控技術與儀器專業人才培養模式應做出怎樣的改變和探索？這是各個省屬高等院校面臨的亟須解決的一個難題。下面以西華大學為例，結合我校實際情況，對國際工程教育專業認證背景下，測控技術與儀器專業本科人才培養模式的幾點思考進行簡要分析。
（一）西華大學測控技術與儀器專業概況
西華大學是四川省省屬重點大學，我校的測控技術與儀器專業隸屬于電氣信息學院，是在整合已有的電氣工程與自動化、信息工程、自動化等專業建設的基礎上申報的新專業，于2002年成立，以電子類測控為主。其主要專業方向為測控技術和智能儀器，具體領域為工業化信息領域的檢測與控制技術等。經過10多年的建設，截止到2014年，已畢業本科學生近700人，在校生400余人，省內生源和省外生源比例約為8：2。
（二）西華大學測控技術與儀器專業發展現狀
近年來，全國開設測控技術與儀器專業的高等院校越來越多，畢業生就業競爭壓力日益增加。如何基于學校地域、師資隊伍、生源質量等具體情況制定合理的培養計劃和方案，如何凝練專業特色及方向顯得日益重要，這也成為我校測控技術與儀器專業面臨的熱點及難點問題。這具體體現在以下幾方面：1.第一志愿報考率偏低，特別是省外第一志愿，多數為調劑生源；2.專業方向和特色還需進一步提煉；3.本科教學實踐基地建設有待加強。
（三）西華大學測控技術與儀器專業本科學生培養模式探索
在國際工程教育專業認證的大背景下，基于我校自身的特點，探索出一條合適的測控技術與儀器專業本科學生培養模式顯得尤為重要。針對上述問題，我們認為可以在以下幾個方面進行探索和嘗試。
1.積極修訂本科學生培養方案
工程教育專業認證對“目標導向”提出了較高要求。社會對教育的需求和社會環境在不斷變化，本科學生培養方案也必須發生相應變化，必須將學生的要求及其培養目標放在重要的位置，用培養目標和方案來引導學生。應在現有專業課程體系的基礎上，本著系統性、主體性、先進性、特色性的原則，進一步優化課程體系，修訂培養方案。修訂時務必具體、明確、可量化，每一門課程的開設都必須完成一個或幾個培養目標，任課教師也必須承擔相應的培養責任。
2.凝練專業特色，突出學校辦學的自主性
工程教育專業認證是鼓勵學校辦學自主性的，它鼓勵各高等院校根據自身特色和優勢，結合所在區域經濟社會地位及人才培養方案，制定培養目標，體現特色。合理有效地解決這個問題，可增強畢業生的動手能力、創造能力、就業競爭力等。與此同時，這對增強該專業在省內、外的聲譽也有較大好處，有利于提高第一志愿報考率和生源質量。
3.突出實踐教學的重要性，積極拓展實習基地建設
工程教育專業認證重視培養學生的動手能力和對工業企業的適應能力，這就要求我們在制定培養目標和計劃時，必須將實踐性環節放在十分重要的位置。雖然目前培養計劃里有很多實踐環節，但大多缺乏過程監管，落實不到位，效果不明顯。因學校經費投入有限，我校本科教學實踐基地的建設一直滯后，每年都在換公司或企業，沒有長期穩定的實習基地。在制定實踐性環節培養計劃過程中，應盡可能地參考用人單位的意見，并定期跟蹤社會需求變化情況，積極拓展實習基地的建設。
4.增強學生創新能力的培養
工程教育認證重視創新能力的培養。培養創新能力主要有以下幾個途徑：（1）在制定培養計劃時，預留2－3學分作為創新學分，鼓勵學生積極參與各種創新競賽；（2）將本科生實驗室免費、長期開放，鼓勵學生長期泡在實驗室，自主動手設計一些小實驗，完成一些小制作，不能僅滿足于課堂上簡單的驗證性實驗；（3）將部分優秀本科生帶入碩士生導師的團隊，接觸本領域的前沿技術和方法，增長其見識，培養其思維。
5.突出學生的主體地位，變自我評價為社會評價
工程教育認證突出以學生為中心，把絕大多數學生真正學到什么作為衡量人才質量的評價標準。只有每個學生都很好地滿足本校本專業的培養目標，才符合工程教育認證的要求。對人才培養目標的評價應以社會評價為主，主要體現在畢業生到工作單位后的適應度，及用人單位對畢業生的滿意度。同時定期回訪，持續改進，而不是像以前那樣單純追求就業率，部分學生就業單位跟所學專業毫無關系，且實行“一錘子買賣”，畢業后就跟學校無關。這就要求我們建立定期的回訪機制，不斷完善培養計劃，從而獲得較高的社會評價。
三、結論
建設工程質量檢測是國家進行工程質量監管的重要手段，在工程質量監督管理中發揮著重要的監控威懾作用。當前國內建設工程質量檢測行業仍然存在著不規范的市場行為，檢測機構的檢測工作中時有弄虛作假，試樣做假、漏檢、少檢的行為發生。規范建設工程質量檢測行業的市場行為，加強建設工程質量檢測機構的管理能力，提升建設工程質量檢測機構的工作質量勢在必行。信息化管理方法的運用能夠在一定程度上保障建設工程質量檢測過程中檢測數據的真實性、公正性、可靠性。建設工程質量檢測的信息化管理是指在工程質量檢測機構中，利用計算機自動化技術、網絡技術以及現代通訊技術等手段對建設工程質量檢測機構及其所屬各部門的檢測業務進行綜合管理，為建設工程質量檢測機構的整體運行提供全面、自動化的管理及各種服務。目前，全國較發達地區已經相繼建立了較為完善的檢測機構信息化監管系統，對涉及建筑結構安全的力值檢測參數如混凝土抗壓強度、鋼筋力學性能指標等必須實時上傳試驗結果，對于非力值檢測參數的檢測報告必須上傳關鍵頁面。除此之外，某些地區如廣州市正在推行混凝土試塊芯片植入技術，對于混凝土試塊一律要求植入混凝土芯片，檢測機構不得接收無芯片的混凝土試塊，試塊必須進行掃描識別之后方可進行試驗，無芯片的混凝土抗壓強度報告不得作為驗收報告采用。然而目前檢測機構的信息化管理運作中依然存在不少問題，如網絡傳輸不順暢，導致數據無法實時上傳；存儲設備容量不夠，導致部分數據丟失；監管系統安全性不足，數據被他人利用等。其中，當前最突出的問題是信息化管理僅僅停留在對試驗數據的監控，疏忽了對試驗流程與過程的監管，即無法保證樣品的真實性或試驗過程的規范性，容易出現“偷梁換柱”等問題，即試樣制假或試驗作假等現象。有鑒于此，本研究以上述問題為出發點，應用現代信息網絡技術，對試驗流程與試驗數據進行“雙控”，確保試驗結果的真實性和檢測報告的有效性，為真實評價工程質量提供科學依據。
2設計原理與系統架構
2.1技術原理
根據檢測監管業務需要，對試驗流程進行全過程監控，包括收樣、樣品制備、數據采集等過程。主要體現于兩個方面：第一方面，通過高清攝像槍對樣品接收和樣品制備過程進行實時記錄；另一方面通過在試驗機電腦上安裝視頻采集卡，自動采集試驗機電腦屏幕的數字信號，通過圖像處理器轉換成與攝像機信號一致的模擬信號。最后利用現有的CATV技術，將電腦屏幕數字信號與攝像機信號整合在一起，通過光纖傳輸至硬盤錄像機，實現實時的監控、存儲功能，通過錄像回放功能實現對歷史記錄的查詢。通過登陸客戶端軟件或ip登錄訪問服務器電腦，可以實現在辦公室對檢測過程的動態監控。本部通過現有的vpn網絡，連接到檢測中心服務器后瀏覽視頻、回放錄像，實現遠程監控。
2.2系統架構
本系統主要有前端的數據采集裝置包括高清攝像槍和視屏采集卡，數據傳輸介質（光纖），數據接收與存儲設備（硬盤錄像機）、網絡交換機、服務器電腦以及客戶端軟件組成。系統架構如圖1所示。（1）高清攝像槍用于監控樣品接收與存放、樣品制作、抗壓試驗等過程，對試驗過程規范性與樣品的真實性進行實時監管，避免弄虛作假現象的發生。（2）視屏采集卡自動采集試驗機電腦屏幕的數字信號，并通過內置轉換器轉換成與攝像槍信號一致的模擬信號，對試驗參數、試驗數據、以及曲線的形態進行實時監控，確保試驗過程的規范性和數據真實性。（3）光纖作為信號傳輸介質，將高清攝像槍與視頻采集卡的信號傳輸至硬盤錄像機，相比同軸電纜，光纖傳輸速度快，降低信號延遲；傳輸損失少，保證視屏質量。（4）網絡交換機實現與局域網內的電腦及服務器電腦互聯，可以通過局域網訪問硬盤錄像機。（5）硬盤錄像機數據接收和存儲終端，實時接收光纖傳至的信號并存儲，并可以對歷史記錄按時間進行查詢。（6）服務器將若干硬盤錄像機通過網絡交換機串聯至服務器電腦，通過訪問服務器電腦可以同時訪問局域網內所有的硬盤錄像機，實現一機多控。本部通過現有的vpn網絡，連接到檢測中心服務器后瀏覽視頻、回放錄像。（7）客戶端軟件除了通過ip訪問服務器電腦以外，可以通過安裝客戶端軟件對局域網內的硬盤錄像機進行訪問，相比于ip訪問，使用管理更簡便。
3系統實施
圖2和圖3是分別利用客戶端軟件和iP登陸訪問，對試驗過程和試驗環境進行的全方位監控。以混凝土芯樣抗壓強度檢測詳細闡述監控流程，具體如下。
3.1樣品安全管理監控
委托方完成登記委托后，將樣品放置于芯樣樣品存放區集中保管，在存放區安裝高清攝像槍，配合大門口的監控信號，對樣品進行全面安全監視，如下圖4、圖5所示。
3.2樣品制備流程監控
芯樣的制備流程主要包括芯樣接收、開箱驗樣、盲樣編號、芯樣切割、芯樣打磨、芯樣補平等6個階段，對上述6個關鍵節點布設視屏監控，如下圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、圖11所示。杜絕芯樣制備環節的不正規操作，保證樣品真實性、試驗過程規范性，確保試驗結果可靠性。
3.3抗壓試驗“雙控”
“一控”是對樣品的真實性進行確認，避免試驗人員調換樣品，高清攝像槍可以清晰捕捉樣品編號，確保是真實樣品，如圖12所示；對試樣的破壞過程及破壞形態是否正常進行判定，如試樣偏心受壓導致提前破壞或樣品未完全破壞而試驗機誤判試驗終點等現象；“二控”是對試驗機電腦屏幕的監控，監控試驗數據采集是否正常，試驗曲線走勢是否正常，是否發生試樣尚未破壞而試驗機停止采集數據、曲線下落時間與試樣的破型時間不一致等現象的發生，如圖13所示。
4結束語
1測量技術中裝置的基本原理
物理學中的泊松方程的微分形式為2=-ρ/ε，其中ρ代表電荷密度，它在空間上是一個三維方程。若只考慮x方向的泊松方程，則有式（1）。（1）圖1為測量裝置的物理模型，模型的上、下電極通過側壁連接，它們之間的距離為d。設裝置里面充滿了電荷密度為ρ的電荷，同時在它的作用下，在上、下電極上形成電壓U0。模型的下電極上裝有靜電式電場傳感器。圖1模型中還建立了x軸坐標，其方向以下電極的表面為起點，向上電極方向為正。所建立的物理模型在x方向上的電場只與電荷ρ有關，與外電場無關，即兩端電極上只有裝置空間的電荷作用，與外電場無關。解方程（1）得式（2）。(/)1duxcdx=?ρε?+（2）式（2）等式的du/dx即為上、下電極間的電場強度。對式（2）求解得式電極間的電壓表達式（3）。2u=(?ρ/ε)?x/2+c1?x+c2（3）在邊界條件x=0，電壓u=U0；x=d，電壓u=U0時，求得112dcρε?=×，c2=U0，將112dcρε?=×代入式（2）得兩端間的電場強度Ex。()2xdExρε=??（4）當x=0時，012dEρε?=×；當x=d時，12ddEρε?=?×當x=d/2時，Ed/2=0。通過上面分析，在x=0處存在空間電荷密度與電極表面的電場強度有直接的線性關系，即02Edερ?=×所以只要通過傳感器測量出E0，就可通過計算求出空間電荷密度ρ。
2測量技術中傳感器設計
靜電傳感器的設計原理模型是基本上是在靜電場中放置一個導體，導體表面就會產生感應電荷，當電場變化時感應電荷也變化，使導體內部電荷的移動形成微弱電流。根據微弱電流的變化或電荷移動所產生的效應，就可知電場的變化。但在實際測量中，傳感器所在的靜電場中電場基本不變或緩變，不易測量所處在靜電場的變化。該傳感器的設計方法采用靜電式場強測量方式，采用遮擋片遮擋的形式對一個導體的屏蔽和去屏裝置，可以周期性地實現屏蔽和去屏的動態效果，產生因動態變化感應到的感生電荷。其設計原理如圖2所示。旋轉葉片和固定葉片都是由金屬制作的扇形葉片，旋轉葉片在馬達的帶動下以屏蔽固定葉片電場的方式達到調制作用。設固定葉片在面積S上的感應電荷q=D?S=ε?E?S，在一定的空間電荷密度ρ作用下，電場E是保持不變的，所以可通過旋轉葉片的調制作用改變S，從而有式（5）。dqdsiEdtdt==ε??（5）通過式（5）將電場信號轉化為電流信號，且電流值與面積的變化率有關。dsdt可通過圖3進行分析。圖3為旋轉葉片開始遮斷電場線示意圖，有2122?S=×ω×?t×R×則面積S有式（6）。20tS=∫ωRdt（6）將式（6）式代入（5）式得：20200()2tdRdtiEfERdtω=ε=πε∫（7）式（7）中，f表示電動機的頻率。同理，當旋轉葉片離開固定葉片區域時，調制出的電流方向相反，如此反復，就可得到周期性的方波電流信號，經采樣電阻后又可將電流信號轉化為電壓信號，最后經抗干擾和放大處理后即可被CPU采樣。圖4為傳感器的調制機理時序圖，可見正電荷與負電荷相位相反，通過它即可辨別電荷極性。
3測量技術中校正方法的建立
關鍵詞: 樁基工程 檢測質量 控制
中圖分類號： O213.1 文獻標識碼： A
樁基工程質量決定建筑物的安危, 關系到國家和人民生命財產的安全。所以, 樁基工程質量控制是建筑工程質量控制的重要環節, 也是技術難度較大的一個環節, 質量檢測是樁基工程質量控制的必要手段, 檢測結果是樁基工程質量驗收的科學依據, 所以樁基工程檢測質量控制問題顯得至關重要。本文擬根據檢測技術規范, 結合實際檢測經驗, 提出幾點看法, 供同仁商榷。
1 建筑基樁檢測技術要求
1. 1 樁基檢測現行有效的依據規范主要是: 中華人民共和國行業標準 5建筑基樁檢測技術規范6 JGJ106- 2003 ( 以下簡稱5規范6)。5規范6規定: 工程樁應進行單樁承載力和樁身完整性抽樣檢測。現行5建筑地基基礎工程施工質量驗收規范 6 (GB50202- 2002)和5建筑地基基礎設計規范6 (GB50007- 2002)都以強制性條文的形式規定, 工程樁應進行單樁承載力檢驗,混凝土樁樁身完整性檢測也是上述兩規范質量檢驗標準中的主要項目。工程實際操作時, 宜先進行完整性檢測, 然后再有針對性地做承載力檢測, 以對整體施工質量作出評估。
1. 2 檢測方法的選擇目前列入5規范6的檢測方法有 7種, 即: 單樁豎向抗壓靜載試驗、 單樁豎向抗拔靜載試驗、 單樁水平靜載試驗、 鉆芯法、 低應變法、 高應變法和聲波透射法。這 7種方法是基樁檢測中最常用的檢測方法。對于沖孔樁、 挖孔樁和沉管灌注樁以及預制樁等樁型, 可采用其中多種甚至全部方法進行檢測; 但對異型樁、 組合型樁, 這 7種方法就不能完全實用 (如高、 低應變動測法和聲透法 )。因此在具體選擇檢測方法時, 應根據檢測目的、 內容和要求, 結合各檢測方法的適用范圍和檢測能力, 考慮設計、 地質條件、 施工因素和工程重要性等情況確定, 不允許超適用范圍濫用。同時也要兼顧實施中的經濟合理性, 即在滿足正確評價的前提下, 做到快速經濟。除中小直徑灌注樁外, 大直徑灌注樁完整性檢測一般可同時選用兩種或多種的方法檢測, 使各種方法能相互補充印證, 優勢互補。另外, 對設計等級高、 地質條件復雜、 施工質量變異性大的樁基, 或低應變完整性判定可能有技術困難時, 提倡采用直接法 (靜載試驗、 鉆芯和開挖 )進行驗證。樁的動測法是靜荷載試驗的補充, 不應也不能完全代替靜荷載試驗。
1. 3 檢測開始的時間對于低應變法或聲波透射法, 受檢樁混凝土強度至少達到設計強度的 70%, 且不應小于 15M Pa ; 當采用鉆芯法時, 受檢樁混凝土強度應達到設計值; 承載力檢測時, 除樁身強度應符合規定外, 尚應滿足土層休止時間的要求。
2樁身完整性檢測質量控制
2. 1對樁基工程質量進行檢測, 必須檢測樁身完整性。工程實踐證明, 常用的低應變動測方法對樁身完整性的檢測, 能較為可靠地發現一定深度范圍內基樁的質量問題 (如裂縫、夾泥、 縮頸、 離析等 )及其嚴重程度。隨著檢測技術的發展,現行技術已能對傳統的靜載荷試驗不能直接說明的樁身完整性問題作出定性分析, 并據此對樁進行分類, 便于發現問題,為基礎處理提供依據。
2. 2 對于水泥土樁, 則不宜采用低應變動測檢查樁身質量。這是因為水泥土樁樁材是水泥與原地基土進行攪拌混合所形成的一種樁體, 其樁身性質介于剛性樁與柔性樁之間, 它的剛度、 抗壓強度和抗側壓力作用小于剛性樁而大于柔性樁, 因而對其質量的檢測不能套用剛性樁的檢測方法。
2. 3鉆芯法可對樁身質量進行直觀定性分析, 能檢測樁身混凝土強度、 混凝土離析和膠結、 混凝土級配攪拌情況、 樁底沉渣 (樁身夾渣 )或樁底持力層情況、 基巖的承載力和完整性情況, 檢測結果準確率高。對鉆孔灌注樁、 人工挖孔樁而言,其直徑一般較大, 當對其樁身質量進行低應變動測后有質量問題需進一步確認時, 可采用鉆芯法檢測樁身質量。鉆芯法與超聲波透射法相結合, 可用于重要工程的大直徑灌注樁。
2. 4 基樁低應變法動測的關鍵是要取得準確、 可靠的測試信號, 所以現場檢測人員應操作熟練, 有豐富的動測信號分析經驗, 現場應及時排除干擾信號。遇到異常信號時, 應分析原因, 多換幾個檢測點, 特別對大直徑樁, 樁截面各部位的運動不均勻性會增加, 樁淺部的阻抗變化往往表現出明顯的方向性, 故應增加檢測點數量, 每個檢測點的采集信號不宜少于 3個, 通過疊加平均提高信躁比。現場應保證采集到一致性好、真正反映基樁質量特性的動測信號。
2. 5樁頂條件和樁頭處理好壞直接影響測試信號的質量。因此, 要求受檢樁樁頂的混凝土質量、 截面尺寸應與樁身設計條件基本等同。檢測人員在分析動測測試信號時, 應仔細分清哪些是缺陷波或缺陷諧振峰, 哪些是因樁身構造、 成樁工藝、 土層影響造成的類似缺陷信號特征。另外, 根據測試信號幅值大小判定缺陷程度, 除受缺陷程度影響外, 還受樁周土阻尼大小及缺陷所處的深度位置影響。相同程度的缺陷因樁周土巖性不同或缺陷深度不同, 在測試信號中其幅值大小各異。因此, 如何正確判定缺陷程度, 特別是缺陷十分明顯時, 如何區分是Ó類樁還是 Ô類樁, 應仔細對照樁型、 地質條件、 施工情況結合當地經驗綜合分析判斷; 不僅如此, 還應結合基礎和上部結構型式對樁的承載安全性要求, 考慮樁身承載力不足引發樁身結構破壞的可能性, 進行缺陷類別劃分, 不宜單憑測試信號定論, 有疑問的必須驗證檢測, 以保證檢測的科學性、 準確性和公正性。
3 承載力檢測質量控制
3. 1 樁基是埋入地下的隱蔽工程, 其質量較難控制, 特別是就地灌注樁, 更易出現影響樁基安全使用的各種質量問題。單樁的極限承載力, 迄今也還不能象結構工程那樣, 單純通過理論計算予以確定, 因為樁的承載力與樁型、 樁材、 成樁工藝以及地層土特性等眾多復雜的因素有關。因此在較重大的工程, 要求通過一定數量的靜荷載壓樁試驗來確定樁的承載力,作為設計的依據。
3. 2 現在對樁基承載力的檢測, 常用的方法有靜載荷試驗、高應變法檢測。高應變法屬于動測法的一種, 其適用范圍受一定的限制, 在進行灌注樁的豎向抗壓承載力檢測時, 應具有現場實測經驗和本地區相近條件下的可靠對比驗證資料; 對于大直徑擴底樁和 Q) s曲線具有緩變形特征的大直徑灌注樁, 不宜采用本方法進行豎向抗壓承載力檢測。雖然靜載荷試驗比高應變法費用高、 所耗實驗時間長, 有時受場地限制等原因, 但是靜載荷試驗仍然是檢測基樁承載力最直接、 最準確、 最可靠的方法。
3. 3 為保證靜載試驗結果的準確性, 所有試驗儀器儀表必須經過計量部門檢定合格, 并在有效期內使用。當采用壓力表測定油壓時, 為保證測量精度, 其精度等級應優于或等于 014級, 不得使用 115級壓力表控制加載。當油路工作壓力較高時, 有時出現油管爆裂、 接頭漏油、 油泵加壓不足造成千斤頂出力受限、 壓力表線性度變差等情況, 所以應選用耐壓高、 工作壓力大和量程大的油管、 油泵和壓力表。
3. 4 靜載試驗在所有試驗設備安裝完畢之后, 應進行一次系統檢查。其方法是對試樁加一較小的荷載進行預壓, 其目的是消除整個量測系統和被檢樁本身由于安裝、 樁頭處理等人
為因素造成的間隙而引起的非樁身沉降; 排除千斤頂和管路中之空氣; 檢查管路接頭、 閥門等是否漏油等。如一切正常,卸載至零, 待百分表顯示的讀數穩定后, 并記錄百分表初始讀數, 即可開始進行正式加載。
3. 5 靜載試驗應保證有足夠的荷載反力, 試驗過程應及時補壓, 以使真實反映每級荷載作用下的樁頂沉降。為控制檢測質量, 加載到最后一級, 監理人員要到現場見證簽字。當樁身存在水平整合型縫隙、 樁端有沉查或吊腳時, 在較低豎向荷載時常出現本級荷載沉降超過上一級荷載對應沉降 5倍的陡降, 當縫隙閉合或樁端與硬持力層接觸后, 隨著持載時間或荷載增加, 變形梯度逐漸變緩; 當樁身強度不足樁被壓斷時, 也會出現陡降, 但與前相反, 隨著沉降增加, 荷載不能維持甚至大幅降低。所以, 出現陡降后不宜立即卸荷, 而應使樁下沉量超過 40mm, 以大致判斷造成陡降的原因。
參考文獻
[ 1]中國建筑科學研究院主編 # 建筑基樁檢測技術規范( JGJ 106- 2003)# 北京: 中國建筑工業出版社, 2003
隨著現代工業技術的發展，數控機床的應用越來越廣泛,使得產品的加工精度有了極大的提高。在這種形勢下,傳統的測量工具及測量方法已不能滿足檢測需求。在精密測量中,三坐標測量機扮演了重要角色。然而由于三坐標測量機價格昂貴,絕大多數中小型企業無能力購買使用。考慮到NC機床結構上與三坐標測量機相似,有可能利用其進行坐標測量。數控機床和三坐標測量機均是機電一體化的數字控制自動化機械。數控機床是將被加工對象進行數字化處理,然后,利用數字信息進行控制,從而加工出合格產品。而三坐標測量機則是在已加工好的產品上,利用測頭與工件型面接觸測得一系列點的坐標值,進而計算出尺寸、形位誤差值的測量設備。數控機床與三坐標測量機均利用坐標軸移動實現自身功能。基于這一共同點,本文試圖在不改變數控機床CNC控制系統的條件下(直接從CNC經光電隔離得到X、Y、Z二進制數值,必須改變機床CNC系統),將數控機床功能加以擴展,附加適當裝置組成檢測系統,實現利用數控機床進行測量的功能。
1.總體方案
本文設計的檢測系統是利用數控機床及其控制系統,附加測頭、攝像頭、控制盒、計算機等裝置組成的檢測系統,其組成如圖1所示。利用這個系統進行測量,其工作原理是利用攝像頭捕捉數控機床屏幕上顯示有坐標值的圖像畫面,再對捕捉到的圖像進行處理,識別出坐標數值,間接得到被測點坐標,并在此基礎上求得尺寸、形位誤差值,以完成數據采集與數據處理,實現精密測量的功能。
本文選用圖1所示的檢測系統,是完全獨立于機床之外的附加檢測裝置,對機床本身的性能沒有影響。它是在不改變機床本體和原有功能的基礎上,利用機床的X、Y、Z坐標移動性能,將刀具換成測量頭測出工件上某點的位置。例如,要測量工件上A點到B點的距離,就相當于用對刀的方法確定A點坐標(xA,yA,zA)、B點坐標(xB,yB,zB),則A、B兩點的距離為d=√x2+y2+z2,其中x=xA-xB;y=yA-yB;z=zA-zB。顯然,這是一種通過測量點的坐標獲取測量結果的方法。
2.硬件配置
系統的硬件包括測量頭、控制盒及攝像頭。
2.1測頭
測頭的基本功能是觸發、瞄準和過零發訊。測頭分為機械式、光電式、電氣式三種。測頭性能的好壞,決定著測量方式的難易、測量精度的高低。本文選用我國生產的應用極為廣泛的硬線連接式導電式測頭,它屬于接觸式測頭,為通用型球頭測頭,能測定高度、槽寬、孔徑和輪廓形狀等。使用時,可以將測頭半徑和測出的數據輸入到計算機中進行數據處理,然后自動輸出被測值。測量方便、準確,易操作。
2.2控制盒
控制盒是本測量系統重要的硬件配置,是實現測量控制和數控機床與測量系統接口的關鍵裝置。其性能的好壞直接影響測量系統的功能和可靠性。從測量系統的功能完善和先進性、實用性考慮,控制盒的核心控制部分選用80C51單片機與8255A接口芯片,通過編程實現測量系統的控制與通訊。控制盒工作過程如圖2所示。當觸頭接觸工件時,產生觸發信號,觸發器D接收到低電平信號,向單片機發出中斷請求,通過程序實現延時功能,并通過8255A接口,使繼電器1接通,打開攝像頭,進行拍照。拍照完畢,繼電器1斷開,繼電器2接通,控制伺服系統動作進行下一次測量。
2.3攝像頭
將數控機床屏幕上帶有坐標值的圖像導入到計算機中,需要圖像采集裝置。本文選用的是Logitech快看視訊版TM網絡攝像頭,它具有高質量CMOS感應器,其靜態和動態分辨率均達到640×480像素(VGA)。幀速度為:最高30幀/秒,圖像清晰,可以滿足測量系統的要求。
3.軟件設計
軟件設計的兩個關鍵內容是字符識別及數據處理。
3.1字符識別
從數控機床屏幕圖像中獲取的坐標數值,首先須將攝像頭拍到的圖片文件轉化為計算機可以處理的文本信息,此過程需要通過字符識別技術完成。字符識別算法分為三種:模板匹配法、特征法和筆畫結構法。由于需識別的字符種類少,本文開發的軟件系統中用了模板匹配法及特征法,借助VB編程實現。算法的主要過程如圖3所示。
其中,預處理的目的是為特征提取及字符學習提供方便,主要運用平滑去噪、圖像的二值化處理,使圖像更清晰、準確。特征提取即提取字符特征模式作為區分字符的特征量。主要方法是利用細化骨架的方法提取字符骨架,然后利用穿線法獲得單個字符的特征。運用此系統檢測時,先對機床屏幕的顯示字體進行學習,建立標準模板。將每一個單獨的字符劃分成A×B個像素(Pixels),字符的一些特征像素與標準模板比較,如果相似程度達到95%,那么,就可以認為該標準模板上的字符為所要識別的字符,逐一將要識別的這些字符進行判斷分類和確認,最后得到識別結果。將其存入計算機,待數據處理時取用。
3.2數據處理
數據處理是針對離散采樣數據點的集合,用一定的數學模型進行計算以獲得測量結果的過程。由于應用本測量系統測得值均為一些要素表面離散點的坐標,要測出需要的幾何元素誤差值,需進行相應的數學推導。在評定尺寸誤差時,借助了空間解析幾何及向量知識對各種幾何要素的測量給出了準確的計算公式。對于形位誤差的測量,依據的原則為最小條件及最小二乘法。例如:對直線度誤差的評定,依據最小二乘原理,根據測得的若干點的坐標,建立最小二乘線的方程y=ax+b,其中最小二乘線的參數a,b由式(1)求得:
將此直線方程化為一般式:
ax-y+b=0(2)
然后,求得各個測量點到該最小二乘線的距離
取Δ=2dmax,此為任意方向上的直線度誤差。從而實現直線度檢測功能。檢測系統計算項目如圖4所示。
4.測量實例
圖5所示,待測公差項目是φ25孔軸線的直線度公差為φ0.005mm。利用此系統檢測時,先將孔沿軸向劃分為N個截面(本例取N=5),測得每一截面上,孔內表面上的三個點的坐標(見表1),根據三點定圓的原則,可以求得各截面圓對應的孔心位置,將此N個孔心的坐標xi,yi代入式(1),擬合最小二乘直線y=ax+b,將各圓心點的坐標代入式(3),即可求出各中心點到該直線的距離,那么,誤差Δ2dmax。
數據處理結果Δ=2dmax=φ0.008mm>φ0.005mm,因此該孔不合格。
【關鍵詞】溫度控制；熱計量供熱系統；節能技術對策
供暖體制改革越來越多地受到重視，與供熱收費改革密切相關、互為充分的必要條件就是溫度控制與熱量計量的發展問題，這是節能與環保事業發展的必然要求。在這樣的背景下，計量與溫控技術得到了快速發展。本文針對溫控計量節能技術相關問題及對策進行闡述。
1.應用先進的溫度控制與熱計量技術，實現供熱節能
以我國供暖現狀，采暖能耗指標是同類氣候條件下發達國家的3-5倍，而且供暖效果也遠遠不如，能耗大量浪費的原因中固然有百姓用戶節能意識淡薄、收費體制不能刺激節能，但主要的原因還是因為我們設計、施工與運行管理的落后。筆者認為正確的做法是溫控與熱量并重，相輔相成，甚至溫控更加重要。供熱單位先提高自身水平，提高室內熱舒適度，也就是提高服務質量，再合理地向用戶收費，促節能事業發展。
2.戶內系統和戶外系統相結合，減少能耗
目前有一種趨勢：認為講溫控就是要在室內安裝溫度控制閥，講計量就是在戶內安裝熱量表，至于戶外控制就可以不被重視了。溫控與計量是不是只要針對戶內系統，戶外就可以忽視呢？對于一個戶內控制設備完善的系統（安裝了溫控閥和熱量表），如果沒有相應的戶外控制，很難保證戶內設備正常地工作。如果戶外水力失調嚴重，溫控閥不能工作在正常工況下，壓頭大就會頻繁地開關甚至產生噪音，壓頭太小會始終常開而室內溫度不足；熱量表也可能工作在額定之外的流量下，測量不準確。如果外網不能根據戶內工況變化相應調節，如：水泵不能變頻、壓差不能穩定的情況下，水泵、鍋爐或換熱器的效率也不能保證。如果戶內采取了節能手段，而戶外沒有配合措施，一方面會引起管網水力熱力工況的失調，另一方面室內節省的能量不能體現在熱源的節能上，節能這一根本目的就沒有實現。所以我們認為好的戶內控制一定要與戶外控制相結合。
隨著先進計量、控制設備不斷應用于系統中，分戶計量供熱系統逐步在我國發展起來。從用能的角度看分戶計量供熱的技術能夠有效利用自由熱，提倡用戶的行為調節，以減少能耗；另一方面，從用戶出發它能夠提高室內熱環境的舒適性。在散熱器上安裝溫控閥為實現這些目標提供了有效手段。當溫控閥被設定在某一值時，它可以通過感溫包測量室內溫度，實時調節散熱器流量以符合設定值。如果熱網的運行工況可以最大限度的滿足各個用戶的需求，那么溫控閥控制的散熱器供暖房間溫度就不會出現過冷過熱的情形。但是舒適度因人因時而異，提高用戶的舒適程度不僅要求在設計溫度18℃時保持室溫僅有微小的波動，而且應該盡可能的滿足用戶希望提高室內溫度的要求。
3.溫控計量與集中供熱系統相適應，提高節能效率
我們采取“拿來主義”來消化學習國外的溫控計量技術，包括消化和應用國外的產品，但是外來的產品并不適應我國的現有系統，除了水質問題和管理問題外，還有許技術問題。如：系統末端壓差、系統規模大小、設備工作環境等都存在很大的不同，不做任何改變就應用在一起很難得到正常的效果。如有的示范工程，產品應用效果不好，出現一些問題，廠家就提出要徹底地改變中國的供熱系統，殊不知，對中國這一巨大規模的供熱體系，改變是一個漸進的過程，需要一定的時間，不可能一蹴而就。誰應該去適應誰并不存在一個分明的界限，但是合理的尋求結合點，花最小的投入去獲得最大的回報，這個工作非常重要。
4.熱計量方法
目前，按戶計量熱量使用的方法基本有以下3 種：
一是直接測定用戶從供暖系統中用熱量。該方法需對入戶系統的流量及供回水溫度進行測量，采用的儀表為熱量表。該方法的特點是：原理準確，但價格較貴，安裝復雜，并且在小流量時，計量誤差較大。目前在法國、瑞典等國應用較多。
二是通過測定用戶散熱設備的散熱量來確定用熱量。該方法是利用散熱器平均溫度與室內溫度差值的函數關系來確定散熱器的散熱量。該方法采用的儀表為熱量分配表，常用的有蒸發式和電子式2 種。蒸發式熱分配表的特點是價格較低，安裝方便，但計量準確性較差；電子式熱量分配表的特點是計量較準確、方便，價格比蒸發式熱分配表高，并且可在戶外讀值。
三是通過測定用戶的熱負荷來確定用熱量。該方法是測定室內外溫度并對供暖季內的室內外溫差累積求和，然后乘以房間常數（如體積熱指標等）來確定收費。該方法采用的儀表為測溫儀表，但有時將記憶散熱器溫控閥的設定溫度作典型室內溫度，而將某一基準溫度作室外溫度。該方法的特點是：安裝容易，價格較低。但由于遵循相同舒適度繳納相同熱費的原則，用戶的熱費只與設定的或測得的室溫有關，而與實際用熱量無關，因此，開窗等浪費能源的現象無法約束，不利于節能。目前美國和法國有所使用。
5.實施換熱站監控系統應用
換熱站監控中心（MCC）是整個監控系統的中樞神經，具有整體協調、遠程控制和調度功能。它將采集現場過程的數據，通過通訊網絡（WAN）這條連接各換熱站與監控中心的橋梁和紐帶，對數據進行傳輸。換熱站監控中心（MMC）實現對換熱站的監測、控制、管網分析、故障診斷、報警、報表、打印、歷史數據處理、趨勢顯示等功能，并且對各個換熱站的設備參數進行遠程下載與控制，以確保熱網高效經濟運行。其中控制中心還具有數據庫檢索與分析功能，調度中心把各換熱站采集來的數據存入歷史數據庫，數據庫除供歷史報表打印、數據終端檢索外，還要定期或不定期進行數據分析。
我公司換熱站監控系統現場采集和顯示的數據有：室外溫度、換熱機組一、二次側供回水溫度、壓力，補水流量、軟化水箱及污水池的水位，地面液位信號、循環泵、補水泵的運行狀態、調節閥開度、溫度報警等，以上信號在監控中心都可以實時監視，并且可以對循環泵、補水泵、排污泵、電動調節閥等運行狀態進行實時控制。
換熱站監控中心可采集現場數據、實現對換熱站的監測和控制，管網分析、故障診斷、巡檢人員的考勤情況、打印報表、歷史數據處理、趨勢顯示、實時參數、歷史數據在網上給授權用戶等功能，以及對各換熱站設備參數進行遠傳下載與控制，熱網監控中心可實現循環泵、補水泵、排污泵的啟停等控制，以確保高效經濟運行。
實施換熱站監控系統有兩個主要特點：一是實施熱網監控避免了熱量在輸送環節中的浪費；二是實施熱網監控室溫容易控制，控制手段有自動恒溫控主動調節控制，避免了溫度失調、利用了自由熱、實現了經濟運行，而傳統的集中供熱就難以實現這些控制。新型的集中供暖系統采用了溫控與熱計量技術，就可以提高效率、減少浪費、增加控手段，就可以與新型采暖方式同等競爭，奪回價格優勢，爭取市場份額。 [科]
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【關鍵詞】地方本科院校；測控技術與儀器專業；畢業設計；教學改革
引言
畢業設計工作是人才培養環節中最重要的一環,是本科生運用自己所學的基本理論、基本知識和基本技能解決實際問題能力、獨立工作能力和創新創業能力的重要途徑，是一個知識深化和升華的關鍵教學過程，也是對學生大學四年的學習效果、學習成果和創新創業能力等綜合素質的全面檢驗[1]。本文基于地方本科邵陽學院技術應用型人才的培養目標，根據測控專業的培養模式及學校與地方實際情況，有針對性地探索新的畢業設計模式力求符合人才培養規律、適合當前社會現狀。為了進一步提高本科生畢業設計的教學質量，逐步完善各項質量管理制度，提高學生的畢業設計質量，促進技術應用型人才的創新、創業能力的培養。下面主要是多年指導本科畢業設計的實踐體會。
1測控專業畢業設計特點
測控專業是儀器科學與技術一級學科中唯一的本科專業，伴隨科學技術的發展、尤其是超大規模集成電路和傳感檢測技術、計算機技術、通信技術的快速發展,測控技術領域也同樣發生了較大變化。由最初的純機械結構、機電結合、機光電結合等簡單結構逐步發展為集傳感檢測技術、計算機技術、通信技術、電子信息技術、現代光學、精密機械等高新技術于一體的復雜工程系統,其工程應用也從檢測數據采集、結合超大規模集成電路技術逐步轉變為信號發生、信號采集、信號傳輸、信號調理以及自動控制過程為一體的復雜測控系統[1-8]。尤其是二十一世紀以來，隨著計算機技術的飛速發展、更新換代的周期越來越短，加上網絡通信技術、算法軟件技術、工業新材料的微納米技術的蓬勃發展,測量與控制技術、儀器儀表技術也有轉向微型、網絡型、虛擬型和智能型的發展趨勢,從而使儀器科學和其他多學科技術相交叉、相融合的屬性日趨明顯。邵陽學院作為地方本科院校，主要培養適應地方經濟建設和社會發展需要的，具有從事信息檢測、處理、控制及儀器儀表分析、設計、運行、維護、管理、教育工作的基礎扎實、實踐能力強、綜合素質高、具有創新意識的應用型高級專門人才。針對培養目標,測控專業課程設置力求從知識技術、素質能力等方面構建專業課程體系,該體系的基本框架如圖1所示。強化學生專業素養和創新創業能力的訓練與培養，構建了“課外研學”和“工程實踐”兩類“3+1”實踐教學體系。課外研學分為社會實踐、技能考核、科研訓練加創業實踐；工程實踐由基礎實踐、專業實踐、工程設計加工程師執業技能訓練（如圖2所示），兩類實踐訓練形式上互為補充，內容上互相滲透。
2對邵陽學院測控專業學生畢業設計的探索與成效
2.1畢業設計的選題和開題
從2013屆到2017屆測控畢業的學生來看，每屆學生的選題工作從前一年的11月開始，盡量要求教師結合自己的科研項目進行命題，參加各種學科競賽學生也可以利用優勢，在教師的指引下把自己感興趣的項目作為畢業設計課題，在選題方面，選題程序采用“指導教師出課題--教研室審題--學生、教師雙向選擇--指導教師下達任務書—院里審核”的程序。四年的實踐中，共征集論文題目大于學生選題人數的25%，保證學生一人一題，為學生選題提供了較大的空間。這些課題結合了教學、科研、生產實際的需要，切實做到了與理論研究、應用研究、技術開發、工程設計緊密結合，具有一定的理論價值和實用價值。開題工作一般在前一年的年底完成，保證學生有充足的時間和精力去查閱資料、設計技術方案、完成開題報告。前期要求每一位準畢業生必須進行開題報告答辯，由答辯小組成員集體評議設計方案的可行性、保證學生有一個正確的努力方向。
2.2校企聯合指導畢業設計
部分學生在畢業設計之前或者設計期間已經和企業或者公司簽訂了三方協議，用人單位要求準畢業生到公司去一邊在公司崗前培訓、做工程項目的同時完成畢業設計，對學生而言也是十分樂意的事，她（他）們可以工作拿到薪水，同時又能順利完成畢業設計。甚至有些公司還會在工作經費、儀器設備、項目場地和技術力量上給予相應的支持政策。已簽約的學生對公司而言，是公司未來的員工，是公司的新鮮血液，從政策、人力、財力上進行支持，是培養員工的主人翁精神。增強企業的育人社會責任感，對企業和學生而言是雙贏。校企聯合指導畢業設計一般采用雙方共同指導，模式主要以公司企業為主導、學校教師為輔助。通常設計題目由企業提供，學校和企業協商確定，校內教師一般負責設計過程管理，審核設計的進度和各階段完成情況；學生設計的具體內容一般由企業技術人員進行詳細的指導并提供相應的技術資料，協調畢業生與現場人員、相關公司之間的關系。校企聯合指導學生完成畢業設計，既可以增加校內教師了解公司企業的機會，了解行業的最新技術動態，又可以提高教師的解決實際復雜工程的能力，提升教師科研能力。近四年來測控技術與儀器專業和校外公司聯合指導畢業設計的準畢業生人數呈現逐年增加的發展趨勢。
2.3落實三個階段的檢查
畢業設計工作學校一般有前期、中期、后期檢查工作，相應地各院系、教研室配合學校檢查，先行進行自查。前期:重點檢查設計任務書是否按時發給學生，任務書的填寫是否符合學校規范、任務書中的技術指標是否合理，開題工作的具體情況，包括學生是否進行了開題報告的答辯，是否有記錄，開題報告格式是否符合要求，設計方案是否可行。指導教師的指導記錄是否屬實。中期:重點檢查指導老師的指導記錄情況，學生的畢業設計進度是否拖后，學生的中英文翻譯完成情況，文獻綜述、設計的方案、圖紙等畢業設計(論文)過程材料，及時發現問題，并采取切實可行的措施盡快解決。后期:重點檢查畢業設計的答辯情況、學生的畢業設計質量，包括附件材料的簽字，設計指標是否完成，設計內容合理性，格式的規范性，考評答辯相關材料審查。近四年測控專業的實踐表明，及時檢查對設計過程中出現的問題能夠早發現、早解決，有效地提高了畢業設計的質量，培養學生的實踐能力。
2.4嚴把考評答辯和成績關
近四屆工作相比，每一年的考核工作在上一年的基礎上有改善，基本上是執行資格審查、評閱、最終成果審查的環節前重點加了現場考評，對每一屆測控方向的學生凡是單片機、PLC及仿真類課題必須要有仿真結果或實物裝置，理論研究類課題必須要有理論推導過程及應用介紹，此環節的增加對提高學生設計（論文）成果質量起到了顯著作用。多樣化設計必須參加各項審查。學生交出的論文不出現自己以及指導教師的名字，然后交給不同的教師進行評閱，這種“準盲型”供評閱人完成評閱。評閱人與指導教師必須不同，穿插評閱不同組學生的成果，并有充足的評閱時間，可以從總體上把握學生的成果水平，對學生的成果給出客觀的評價。答辯資格審查。答辯資格審查內容包括:（1）任務書（雙面打印），（2）開題報告，（3）畢業設計日志，（4）論文報告，（5）論文（必須是完整論文1本，論文內含有比較完整的原理圖），（6）仿真或實物，（7）中英文翻譯，（8）進度考核表（要求指導教師簽字），（9）評閱表（要求指導教師寫好評閱意見），（10）其他與設計有關的資料。答辯程序和成績評定。測控專業畢業設計（論文）答辯小組組織實施。參加答辯的學生分為兩類：（1）考評和論文評閱通過指導老師推薦評優及本人申請評閱的學生；（2）從考評和論文評審通過，并且合格的但未被推優的學生中自己抽簽產生。抽簽辦法為：答辯前30分鐘抽簽，隨機從各指導老師所帶學生中，抽出30%的學生進行答辯。未被抽中的同學，成績在良好與及格之間視現場考評和論文評閱進行成績評定。推選優秀學生畢業設計（比例為10%）和不合格者（比例為至少10%）參加院級答辯。在答辯整個過程中，應詳細做好答辯原始記錄（專用記錄本），專業答辯領導小組指定專人（秘書）負責記錄，答辯時，至少要保證有5位答辯教師在現場。成績評定，需經歷三個階段：第一階段（現場考評），第二階段（論文評審），第三階段（答辯）。連續通過三個階段考核者，近兩年新增學生的畢業設計（論文）進行知網，全部通過者方能獲得及格（含及格）以上成績等級（目前成績綜合評定實行五等級：優秀、良好、中等、及格和不及格）。答辯期間，由學校督導組對各答辯小組現場答辯情況進行巡視和現場點評與指導。學生設計的最后成績由三部分構成:指導老師初評成績、評閱老師成績、答辯成績，比例是3:3:4。答辯意見不一致或者對成績評定結論有異議者，交由院答辯小組及院答辯委員會研究決定。
3結束語
本科畢業設計是學生本科學習過程的重要階段,指出了地方院校測控專業畢業設計質量中存在的主要問題，重點對畢業設計的選題、開題、中期檢查和答辯等進行過程監控。畢業設計結合教師科研項目，實現產學研結合，提升測控專業學生的技能，培養創新創業型人才。
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關鍵詞：測控技術與儀器；畢業設計；產學研結合；教學改革
作者簡介：李雅峰（1979-），男，陜西漢中人，天津工業大學機械工程學院，講師；郗濤（1974-），男，山西陽泉人，天津工業大學機械工程學院，副教授。（天津 300387）
基金項目：本文系天津工業大學教育教學改革立項重點項目（項目編號：06323）的研究成果。
中圖分類號：G642.477 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）22-0181-03
畢業設計是本科教學過程中時間最長的綜合實踐環節，是對本科生四年課程學習和實踐的總結，是畢業生步入實際職業生涯或者接受研究生教育的教學準備。同時本科畢業設計是對高校教育培養質量的重要評價指標，對于提高學生的創新素質和應用能力，增強學生在擇業競爭力等諸方面具有重要意義。
測控技術與儀器專業是儀器科學與技術一級學科的重要分支，主要學習光機電一體化的精密儀器理論、控制理論和測控儀器的設計方法，以及測控系統的設計、應用及開發能力。天津工業大學測控技術與儀器專業在國內高校中的起步較晚，與同城擁有“精密測試技術及儀器”國家重點實驗室及“儀器儀表”博士后流動站的天津大學相比，在軟硬實力方面也有不小的差距。
因此從向國家教委申報測控技術與儀器專業之始，為有創新、有特色的辦好測控專業，對該專業包括畢業設計的各個教學環節進行了探索，其人才培養模式也是目前天津工業大學亟需研究的問題。
本文立足天津工業大學創新性應用型人才的培養目標，根據測控技術與儀器專業的培養模式與現狀，針對當前畢業設計環節存在的問題，探索符合人才培養規律與學校現狀的畢業設計模式，逐步完善畢業設計過程的各項質量管理機制，提高畢業論文質量并促進應用型人才創新能力的培養。
一、測控專業畢業設計存在的問題
首先是就業與考研的影響，這也是全國所有高校都存在的問題。天津工業大學的畢業設計教學環節安排在大四第二學期，而此階段正值本科畢業生擇業就業的關鍵期。很多用人單位要求已簽約的學生提前入職或實習；另外沒有簽約的學生離校奔波趕場求職，把全部精力都投入到找工作之中；通過國家研究生分數線的學生，每年的三四月進入復試環節，導致這些學生在此期間無暇顧及自己的畢業設計。
其次是部分學生對畢業設計的重視程度不夠，態度不認真，不少學生認為畢業設計就是走形式，不論論文優劣和答辯表現好壞都能最終通過。畢業設計進度不能按照計劃進行，各環節步驟拖延，以及后期的趕工導致論文粗制濫造、抄襲現象嚴重。
再次是選題帶有盲目性。部分學生既不了解選題的主要內容，又對自己的個人能力估計不足，僅憑畢業設計題目名稱和對指導教師的喜好進行選題，結果在畢業設計過程中才發現選題和自己的專業特長以及職業方向相去甚遠，從而產生倦怠和消極情緒；部分學生選擇畢業設計課題時，避難就易只求完成，不向優秀畢業設計方向努力，從而影響了畢業設計的進度和質量。
最后還有個別指導教師畢業設計選題過于陳舊，實質內容多年不變，或是題目雖有變化但是內容不變。有的教師放松對學生的要求，沒能達到每周見面輔導兩次的要求，或安排給自己的研究生進行指導，在中期檢查和答辯時給分隨意，造成畢業設計質量下降。
二、對天津工業大學測控專業學生畢業設計的探索與成效
1.以競賽和科研為基礎的畢業設計
學生參加學科競賽和科研項目可以有效的把畢業設計時間前移，并且對畢業設計題目有所準備和認識。各種學科競賽始終貫穿于測控技術與儀器專業的綜合性實踐教學環節中，以賽代練的方法能培養學生的專業技術和創新能力，把畢業設計作為學科競賽項目的一個拓展和深入，參加過學科競賽的同學繼續在教師指導下深入，使其可以延續性地完成過去感興趣的方向。
此外畢業設計可以結合在指導教師的科研任務中。科研項目所能提供的設備、場地、經費可以有效提高他們的動手能力和科研能力，同時有利于提高畢業設計質量，另外也能調動廣大學生的積極性，使其更加善于觀察和解決現實存在的問題。本科生畢業設計作為教師科研項目的子課題，可以加快教師科研項目的研究進度，使教師更有時間和精力在戰略上掌控和把握自己的科研項目。
通過近三年對測控專業本科畢業生的統計，省部級以上科技競賽的獲獎比例達到全部學生人數的65%以上，參加指導教師科研項目進行助研活動的學生有23%，最終絕大多數學生的畢業設計選題與自己的競賽項目和科研任務有關。通過近年來獲得的成績表明，以競賽和科研為導向的培養模式，是提高畢業設計質量的有效途徑。
2.大力支持校企聯合指導畢業設計
畢業設計期間，許多用人單位希望學生能到單位去邊做畢業設計，邊進行上崗培訓，而學生也愿意到單位進行畢業設計，在工作學習的同時還可以得到一些薪酬。學生到就業單位進行畢業設計可以很大程度的保證畢業生做畢業設計的時間，還可以充分利用企業的經費、儀器、場地和技術力量，完成企業需要的技術課題。對于企業而言，這些已簽約準備進入到企業的學生就是未來的員工，這使得企業有強烈的育人責任感，因而從人力、物力、財力等方面給予大力支持。
校企聯合畢業設計采用共同指導的方式，以企業為主、學校為輔。畢業設計題目經校企共同協商確定，校內指導教師負責過程管理，制定進度計劃，監督設計過程，并負責審核畢業設計的進度狀況和完成情況；企業工程技術人員則負責對學生具體設計內容進行指導，提供相關技術資料，以及學生與工作現場、設計企業單位關系的協調。
學校和企業共同指導學生完成科研與工程課題，可以增加學校教師了解企業技術發展和技術應用的機會，有利于提高教師的實際工程能力，為教師科研工作提供了許多便利。近三年來測控專業校企聯合指導畢業設計的畢業生人數有逐漸增加的趨勢，校內教師聯系和管理在崗學生，使企業不把學生當成一個廉價勞動力來使用，控制好畢業設計的進度狀況和保證質量，也是今后畢業設計管理體系中的重要課題。
3.選題突出天津工業大學紡織特色和地方產業優勢
天津工業大學紡織科學與工程學科是國家重點學科，有百年辦學的歷史和經驗，并擁有以“先進紡織復合材料”國家重點實驗室為代表的一批高水平研究基地，依托紡織學科優勢天津工業大學測控技術與儀器專業畢業設計選題中也要突出紡織特色，使用新的技術手段和技術路線對紡織工藝、紡織材料的檢測以及紡織設備和紡織過程進行控制。不但可以利用學校重點學科的先進設備進行實驗，而且將紡織專業與測控專業結合起來，盡可能滿足學生的興趣和愛好以及就業的需要，使得學生成為具有紡織和紡機知識的復合型人才。測控專業的畢業生每年在擇業期也能搭上校內大批紡織類企事業單位招聘的順風車，每年有30%以上的本專業畢業生進入紡織類企事業單位，從事測量與控制、儀器與系統設計制造、開發研究以及生產運行管理等工作。
此外，在本專業學生的培養過程中主動與地方優勢產業對接，注重服務于地方特色產業，對擴大就業范圍、提高就業率以及實現應用型人才的培養目標具有重要意義。天津工業大學所在的天津市具有風力發電產業集成優勢，在各產業園區共有近百家風電設備整機和風電產業配件的制造廠商，在風電制造領域如葉片材料、增速齒輪箱、發電機以及風電控制設備等方面都具有較強實力。以風電為載體的測量與控制畢業設計選題，可以讓本專業的畢業生在天津地區的就業市場上具有特色優勢，特別是進入歌美颯、維斯塔斯、蘇司蘭等大型國際名牌風電企業的畢業生也增加了很多。測控技術與儀器專業的畢業設計選題突出了與地方優勢產業相結合的特點，積極聯系相關企業的技術研究中心，有針對性地解決實際問題，提高了就業競爭力。通過對近3年測控專業畢業生進行分析，發現有73.3%的畢業生選擇留津就業，其中有48.6%的畢業生進入紡織、風電等地方優勢特色行業中進行就業。
4.完善畢業設計質量監控與保障體系
首先，在畢業設計選題階段要堅持模式創新，畢業設計內容要有一定的深度和廣度，要注意與專業知識結構的聯系；要體現本專業新工藝、新技術的研究方向，體現專業特點和學校地區優勢特色，體現實際意義與經濟效益。首先系主任先對畢業設計題目進行考察把關，然后測控系的指導教師開教研會討論各個題目的工作量、層次和深度等，集思廣益保證每個設計選題的內容和方向，最后在畢業設計選題階段，指導教師需要向學生公開設計任務書，并且實行指導教師和學生雙向選擇，這樣既避免了學生選題過于集中，又能防止學生盲目選題。
其次，天津工業大學制定了完整的畢業設計工作管理規范，對畢業設計的選題、開題、中期檢查、評閱、答辯等一系列環節進行審核。在2013年的畢業設計中，天津工業大學教務處首次啟用了網上畢業設計信息管理系統，能行之有效地提高畢業設計效率，并成為監控畢業設計質量的良好平臺。該系統使學生和教師都能在程序框架中明確自己的職責，能夠使師生之間互相評價與互相監督，同時教務管理人員也可以隨時登陸信息系統檢查畢業設計進度，并對完成情況進行考核。
最后，畢業設計答辯是檢驗畢業設計質量的重要階段。畢業設計答辯以畢業設計過程中的工作態度、畢業設計方案設計、結論與論據、外文翻譯質量以及答辯思路條理和問題回答等六大項作為答辯成績依據。近三年來測控專業畢業答辯如果有校企聯合畢業設計的畢業生，則必須邀請企業技術人員作為答辯小組的成員，以保證答辯中技術性問題環節。答辯采用末尾淘汰制，每個答辯小組排名最后的兩位學生需要進行集中式二次答辯，二次答辯小組成員均由各組組長再要求一位督導組成，以嚴格把握畢業設計的質量。同時，為給低年級學生提前進行畢業設計的啟蒙，答辯環節提倡并組織測控專業低年級學生進行觀摩，以提前培養學生認真對待畢業設計的態度。
5.加大教師交流、學生獎勵和抽查評優
首先，畢業設計指導教師互相交流和學習可以增加畢業設計工作經驗，調整思路和工作方法，提高工作質量和效率。比如測控專業的教師和信息學院、自動化學院相近專業的教師進行交流，與其共享技術資料和開放實驗室等。對于紡織、紡機等的測試與控制畢業設計選題，可以邀請紡織工程學科的教師進行團隊式畢業設計指導，這樣更利于指導教師和畢業生成長，保證畢業設計質量。
其次，天津工業大學加大了對獲得優秀畢業設計學生的獎勵，提供科研基金鼓勵學生投稿、申請專利、軟件著作權等。天津工業大學將學生畢業設計與畢業評優和就業掛鉤，作為綜合素質考核的條件之一，對測評結果優良的學生優先向用人單位推薦。近幾年來測控系每年都安排優秀畢業設計的學生作講座，和低年級的學生交流，使低年級學生對畢業設計有初步的認識。從而促使學生平時就注重綜合素質的提高，激發其個人潛能，有利于提高專業人才培養質量。
此外天津工業大學也輔助以抽樣評估工作對本科生畢業設計進行質量監控，特別是對抽查的本科生畢業論文進行，以減少和杜絕論文的抄襲。由于校級教務部門質量監控的范圍有限，只能抽查全體畢業生中的很小的一部分，因此畢業設計質量保證體系要從根本上依托二級學院和教研室，特別是指導教師的力量。另外，鼓勵指導教師和學生參加各級畢業設計評優比賽，在各級評比中找出差距和不足，進一步提高畢業設計質量。從2012年開始測控專業所有畢業生的論文都要經過論文抄襲自查環節，此舉也使整個畢業設計管理工作更加嚴格，畢業生撰寫畢業設計時更加認真和具有創新性。
三、總結
高等院校的職能經歷了由培養技術人才兼顧科學研究，再擴展到對接產業服務社會的過程。而畢業設計是高等教育中的一項理論密切聯系實踐的綜合環節，是畢業生理論水平、創新思維、自學能力等素質的全面展示。經過近八年的教學探索和實踐，天津工業大學測控技術與儀器專業已經形成了以紡織設備與產品信號檢測、光學測量以及機電控制特色，側重于測量與控制、儀器與系統設計制造等專業能力的培養。作為高等學校教學計劃中最后的綜合性教學環節的畢業設計，初步取得了一定的成效和經驗，并且得到了較好的社會評價和用人單位的認可，但隨著社會經濟的發展、科技水平的提高以及教學改革的深化，測控技術與儀器專業的畢業設計模式仍需不斷改進。
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關鍵詞：微灌，計算機控制，推廣應用
1.工程概況
萊蕪市鋼城區黃莊鎮，是中國黃金桃之鄉，優質黃金桃種植生產基地，該項目位于黃莊鎮東北部黃金桃主產區，控制灌溉總面積4000畝，項目區原無灌溉設施，經常遭受干旱威脅，嚴重威脅黃金桃產量和品質。近年來實施了計算機控制微灌工程項目，共建成了中心控制管理房及附屬設施1處、蓄水池5座、各類灌溉管道 40km。自動控制部分安裝中心控制計算機1套，在田間埋設各類控制信號模塊40個、進口2英寸電磁閥40個、土壤墑情傳感器4個；沿干、支管道鋪設電源線、信號線、計算機網絡線、電磁閥控制線8km，金屬屏蔽管3km，在支管管道安裝水表、壓力表等量測設備，另外還配備UPS電源、避雷器等穩壓和過電壓保護裝置。
2.計算機控制系統的工作原理及配置
2.1 自動化控制系統工作原理
計算機控制系統主要是接收土壤水分傳感器采集的數據，當采集數據達到土壤含水量下限值時，控制系統發出開閥指令，控制器打開電磁閥門，按照預先設定的灌水強度和灌水量進行灌溉，本組灌溉完畢打開下一組電磁閥，同時關閉本組電磁閥，直到整個灌溉過程結束。在整個灌溉過程中，灌溉強度、灌水量均可根據不同作物品種、當時的土壤含水量進行人工設定。系統可對土壤含水量、管網壓力、流量、灌水量等進行實時控制，并將灌水時間、日期、灌水總量等數據存儲并可隨時打印。
2.2 自動化控制系統的配置
自動控制系統由上位機和采集控制模塊相結合，是目前配置較為可靠的方案。采集控制模塊對于系統的擴展靈活方便。土壤水分傳感器是自動控制系統的關鍵部件，其靈敏度和可靠性直接關系到能否適時啟閉供水設備可靠灌溉。論文格式。管道上的電磁閥均按照預先分組連接到控制模塊上，啟閉受計算機軟件控制。
2.3 系統的軟、硬件設計及功能
系統軟件分為上位機監控軟件和采集控制模塊軟件兩部分。上位機軟件包括通訊程序、監控畫面和打印程序。采集控制模塊采用梯形圖編寫。
系統硬件設計按功能可劃分為監控、控制兩部分。系統監控部分由上位機和打印機組成，用來實時處理采集控制模塊采集的數據并據設定值進行邏輯判斷，向控制站采集控制模塊發送控制命令。系統控制部分由采集控制模塊、土壤水分傳感器、壓力流量傳感器及電磁閥等組成。該部分作用是采集流量壓力信號并送入上位機進行處理，同時執行上位機發送的控制命令，對電磁閥進行控制操作。
3.自動化控制系統方案設計
3.1 自動化控制系統站點布局
整個高效經濟作物種植區內，控制灌溉總面積4000畝，全部采用小管出流灌溉，分布于項目區內的5座蓄水池為灌溉水源，由安置于中央控制室內的計算機分別負責控制5座水池按需供水。每種灌溉區域和每座水池都安裝一套中心測控單元——測控終端。包括：采集控制模塊，用來完成數據采集和控制驅動任務；傳感器，完成數據測量與傳輸任務。測控終端通過Rs485信號網絡與中心控制室內主計算機相連，自動進行數據采集、傳輸、指令接收和驅動控制，實現遠程測控功能，從而使田間地塊灌溉自動化。
3.2 自動化控制系統網絡結構布局
由于本項目區周圍需灌溉的農田面積較大，各測控點距中央控室距離不等，為此，控制系統采用了二級分布式網絡化測控系統拓撲結構。該結構具有以下先進特點：(1)保持網絡距離、測控終端的擴展、傳感器和伺服機構的增加，在原有工程的基礎上擴大系統規模。(2)不同種類、不同通訊協議、不同傳輸速率的智能終端共用網絡介質，進一步提供了系統擴展的靈活性。(3)部分遠程測控終端的故障或脫網維護，不影響其他部分的正常工作。
3.3 自動化控制系統布線
微灌工程中埋設了各類管線，其中有不同管徑的灌溉輸水管道、強電電纜線、弱電信號線等。現場弱電信號總線采用4芯1.5mm2銅芯電纜，其中2芯傳輸 24VDC電源，另外2芯傳輸RS-485網絡信號。論文格式。電磁閥驅動線采用每電磁閥1．5mm2的2芯24VAC電纜。通信網絡采用RS-485雙絞線，通信波特率9600bps、自定義奇校驗、幀協議、幀校驗格式，自動切換。
4.計算機控制系統的特點
本項目系統測控選擇了高性價比的測控設備，具有高可靠性、直觀性、安全性等特點。系統不但支持測控對象數量、測控終端數量、軟件功能、遠程信息共享等方面的開放擴展性，而且對于操作人員的技術水平要求較低，技術維護工作簡單易行，完全能夠滿足農業生產的野外工作環境要求。本項目實現了以下技術創新：(1)設計了多媒體動畫界面，可對全灌區實時動態動畫模擬，對灌溉作業遠程實時操作。(2)根據作物品種、土壤含水量，編制科學合理的灌溉計劃，避免了大水漫灌和灌水不足，為作物穩產高產奠定了基礎。(3)使用了1:1隔離變壓器，有效避免了雷擊、過電壓等強電干擾對設備的損害，延長了設備的使用壽命。(4)測控終端使用了通用采集控制模塊代替了傳統PLC可編程控制器，既方便了管理又降低了工程造價。
5.自動化控制系統的應用效果
計算機控制系統在微灌工程中的成功應用，是自動化控制技術在其適用領域內一個很大的突破，實現了根據不同作物不同需水量，實時科學灌溉和水資源的高效利用，經濟效益和社會效益顯著，推廣應用前景廣闊。論文格式。工程運行證明，該系統具有節水、省工等特點，降低了農業生產成本和管理成本。果園小管出流與地面灌相比，桃樹每畝增產220kg，每畝年節水175m3,節水61％。該工程提高了灌溉水的利用率，減少了深層滲漏和棵間蒸發，節省了水資源。為微灌計算機控制和微灌工程建設探索出了成功經驗，推動了微灌技術的發展。
