精密測試技術及儀器全國重點實驗室圍繞“制造強國”、“質量強國”國家戰略，瞄準智能制造背景下不斷增長的精密測量需求，開展高端裝備數字化制造精密測量儀器及體系、極端服役多參數在線測量技術及儀器、儀器核心部件及近極限測量技術等研究，培育重大原始創新，提出數字化、網絡化、智能化精密測量技術原創性新概念、新原理、新方法，構建完全自主的知識產權體系，將實驗室建設成為具有重要工程背景和鮮明技術特色的精密測量高端儀器科學與技術策源地，形成持續創新能力。
實驗室前身是精密測試技術及儀器國家重點實驗室，是我國精密儀器領域唯一的國家重點實驗室，先后開創了工業視覺精密測量、集成微系統精密測量等研究新方向，研究成果支撐了“福建艦”重大型號裝備制造、新型航空航天產品研發、北斗系統建設、汽車智能制造技術升級、石油工業安全監測、南海島礁氣象監測網構建等重要工程。自建立以來，實驗室獲得國家科技獎勵28項，在2007、2012、2017三次評估中均獲評優秀。2022年，精密測試技術及儀器國家重點實驗室以儀器科學與技術及光學工程學科為基礎的全國重點實驗室重組方案成功獲批，是重組優化率先入選的全國重點實驗室之一。
實驗室現有固定人員178人，具有正高級職稱76人；45歲以下固定人員95人；中國工程院院士4人，入選國家領軍級人才項目22人次。入選國家級青年人才項目29人次。
近五年，實驗室承擔國家級研究項目303項，國防及相關項目227項，省部級和企業橫向項目超過400項，合同總經費約11億元，其中主持國家重點研發計劃項目15項，承擔課題30項，社會委托技術開發經費約4億元。
實驗室重視國內外學術交流，與美國、英國、德國、奧地利、愛爾蘭、日本、澳大利亞、俄羅斯、法國、韓國等20余個國家展開國際合作研究，每年邀請30余位國際知名學者來實驗室交流訪學。
實驗室注重產學研成效，已成功培育或支持了易思維科技、天銀星際、諾思（天津）微系統有限責任公司、同陽科技、善測（天津）科技有限公司、精儀精測科技有限公司等新興高端儀器與傳感企業，在工業智能自動化、星敏感器、射頻芯片、環保監測等領域處于國內領先地位。精儀精測公司管道無損檢測與監測的全生命周期預防性檢測及維護技術達到國際先進、國內領先水平；善測科技的超高精度位移檢測技術、納米級位移檢測設備等已廣泛用于航空航天、智能制造等領域；實驗室為同陽科技提供環境監測關鍵技術支撐，帶動企業收入達30億元。
實驗室將充分發揮天津大學、清華大學的優勢，形成世界一流、具有廣泛國際影響的精密測量技術研究基地，以創新的精密信息感知技術助力我國高端制造在世界制造強國中的優勢地位，帶動行業發展，推動學科發展，解決國家戰略中的重大科技問題，成為該領域的中堅力量，為我國國民經濟和國防建設的中、長期發展的重大需求和戰略目標做出重要貢獻。
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