针对国防重大工程和工业经济生产过程中恶劣环境下高动态原位信息感知、获取、传输的难题，研究新概念动态测试理论和传感器动态校准技术。研究内容包括：

(1) 新概念动态测试理论

研究恶劣环境下原位测试的动态不确定度，结合溯源性动态校准的新原理新方法，对动态环境因子进行修正。建立新概念动态测试理论体系，为恶劣环境下信息获取技术提供理论支撑，解决原位动态测试“测不准”的难题。

(2) 模拟应用环境的溯源校准技术

研究瞬态极端高压800MPa、高温2000˚C、高冲击20万g等溯源性校准新原理、方法及技术，例如高温环境下的瞬态压力校准、脉冲激光表面瞬态温度溯源校准、压力传感器的加速度效应试验校准等等。开展独具特色的动态测试系统的溯源性校准技术研究，研究环境因子修正理论，建立模拟应用环境下校准试验装置。

(3) 动态测试系统智能化

研究微小型微功耗原位嵌入式动态测试仪的智能化策略与设计，实现狭小空间无法引线情况下，原位测试仪电源管理、触发启动、量程切换、变采样频率、以及多传感信息融合采集等智能功能。开展煤层气新型压裂技术及智能化测控系统研究，解决煤层气增产“瓶颈”问题，推动地方经济高质量发展。

方向二：固态量子传感与精密测量，方向带头人：刘俊教授

面向国际学术前沿，服务山西转型升级，针对量子精密测量、无人作业平台、星链精密测控极限精度动态参数测试需求，开展极限精度动态参数获取新机理、新技术和新仪器的研究，取得极限参数和极端条件下测试技术领域重大科学理论与技术方面原始创新成果。研究内容包括：

(1) 自旋量子功能材料与传感机理

开展多场耦合作用量子功能材料及结构抗弛豫调控研究，突破固态自旋、光学微腔等核心量子功能材料及结构制造关键技术，探索极端环境下的量子传感新方法。

(2) 光子声子耦合量子传感方法与器件

开展固态光子-声子/自旋传感及多场耦合作用模型研究，突破传感结构微纳集成制造及噪声抑制关键技术，研制超高精度光量子传感器件。

(3) 量子综合调控及测量仪器

开展超快时间分辨量子调控方法研究，探索高精度量子信息解算关键技术，研制极限精度、大动态范围、超带宽量子精密测量仪器，发展高科技产业，解决卡脖子难题。

方向三：复杂环境微纳传感及集成测量系统，方向带头人：薛晨阳教授

针对海洋观测、深空探测、煤矿智能开采等对以水声、湍流、飞行体、采煤机等动态测试需求，开展基于新材料、新原理的特种微纳传感器设计、加工、封装、测试、应用等系统研究，解决特殊环境（大水深、高辐射、易燃易爆等）下的器件设计、集成封装、信号传输/存储及实时处理等卡脖子技术，并针对特定军民应用提供定制化技术服务。研究内容包括：

(1) 大水深自组网纳机电矢量水听器

针对快速、远程、低成本探潜、反潜的急需，开展基于纳机电矢量水听器的大水深自组网空投声呐浮标研究，突破甚低频MEMS矢量水听器、自适应动态组网，高精度声定位算法等关键技术，保障海疆安全、开发海洋资源。

(2) 深井防爆自供电MEMS传感网

开展高功率密度复合型MEMS振动能量收集器关键技术研究，实现易爆等复杂矿井环境下无线传感网络节点有效自供电及煤机装备工况实时监测，确保煤矿安全，发展智能煤机装备。

(3) 深空低温抗辐照铁电微传感器

研究铁电单晶薄膜电畴调控和本征抗辐照机理，设计铁电低温及高频微弱振动敏感单元，研制抗辐照、耐低温、高精度的空间铁电微传感器，服务深空探测等国家重大工程。

方向四：多维场动态信息重构，方向带头人：潘晋孝教授

面向国防建设和我省全民健康、智慧城市、智能制造、重大装备健康监测等需求，针对温度场、爆炸场、装备健康诊断等过程中原始信息的获取，解决基于声、光、电、磁等多模态、高动态下的三维多谱CT重建方法和反演算法难题。研究内容包括：

(1) 智能化信息处理与重建

开展声、光、电、磁等多模多维信息处理，以及温度、超压、振动等多参数时空场重建等研究，研制阵列化多模信息探测与成像装备，推动北斗导航、环境监测产业发展，提升武器装备评估效能。

(2) 多物理信息融合和计算成像

开展多谱、多源信息融合、医学图像识别等研究，研制多物理时空场信息融合与成像系统，推动智慧城市、大健康产业发展。

(3) 装备在线监测与健康管理

开展高动态超声CT、射线能谱滤波分离、非线性多频超声层析成像等研究，研制新型大型装备故障智能诊断系统，推动信息装备和半导体产业发展。

方向五：极端环境测试与仪器，方向带头人：熊继军教授

针对国家重大工程需求，采用先进测试理论和方法，研究超高温、超高速、超高旋转、强电磁、强辐照、强冲击，强振动耦合等极端环境下的多参数测试技术及仪器，研究温度、压力、速度等多参数的先进光电原位测试技术及仪器，打破国际技术封锁。研究内容包括：

(1) 恶劣环境下的多参数测试技术

开展超高温、超高速、超高旋、强电磁、强冲击等环境下的力学、电学、化学等参数测试技术研究，突破极端环境原位动态在线测试关键技术，服务两机工程和国防武器重点型号研制。

(2) 极端环境测试与仪器

针对信息技术应用创新、轨道交通、通用航空等新兴产业的需求，突破锅炉等设备的燃烧诊断技术，飞机运行状态监测技术、工业测控网络技术，服务于国家重大工程和山西经济转型。

(3) 工业总线自主可控技术及仪器

开展新型复杂测试系统架构和新一代高性能网络化弹载总线研究，拓展沙克总线应用领域，发展自主总线仪器产业。