Лаборатория образована в 1977 г. из самостоятельной группы В. Ю. Кнеллера, работавшей в составе лаб. № 15 профессора Дмитрия Ивановича Агейкина с 1958 г. Со дня основания лаборатории по настоящее время её заведующим является доктор технических наук, профессор, лауреат Государственной премии СССР, заслуженный деятель науки Российской Федерации Владимир Юрьевич Кнеллер.

Традиционными для лаборатории являются два взаимосвязанных научных направления:

1. Разработка теории и принципов построения средств преобразования и автоматического измерения величин переменного тока.
2. Разработка общей теории структур преобразования измерительной информации.

Основной объект изучения в первом направлении — автоматические преобразователи и измерители пассивных комплексных величин (ПКВ) переменного тока. Громадные перспективы, открываемые такими средствами автоматизации, во многом ещё не реализованные и в настоящее время, были своевременно оценены, и исследования в данной области в ИАТ начались уже с середины 50-х годов. На каждом этапе развития этой области выявлялись и разрабатывались наиболее актуальные проблемы (например, принципы построения быстродействующих цифровых измерителей ПКВ с уравновешиваемыми цепями, микропроцессорных цифровых измерителей ПКВ; многофункциональных цифровых измерителей без уравновешивания и разработка путей их совершенствования; виртуальных измерителей/анализаторов ПКВ), находились их оригинальные решения, на основе которых строились перспективные приборы. Много внимания уделялось формированию общих научных основ построения всего класса преобразователей двухмерных и многомерных величин. Наибольший вклад в развитие этого направления внесли В. Ю. Кнеллер, д.т.н. Ю. Р. Агамалов, к.т.н. Л. П. Боровских и Д. А. Бобылев.

Основные результаты исследований в первом направлении: 

• формирование нового подхода к уравновешиванию измерительных цепей переменного тока, так называемого координированного уравновешивания, разработка теории и принципов построения на его основе быстродействующих цифровых мостов переменного тока, а также создание на этой базе серийных приборов широкого назначения типа Р5010 и Р5058 с техническими характеристиками, превышающими мировой уровень (В. Ю. Кнеллер и Ю. Р. Агамалов.);
• разработка методов обобщённого анализа и синтеза уравновешиваемых измерительных цепей переменного тока; синтез новых подклассов и множества цепей с новыми возможностями и свойствами (В. Ю. Кнеллер, Ю. Р. Агамалов, д.т.н. Б. Д. Хасцаев.);
• создание основ теории автоматических измерителей комплексных величин, а затем и её развитие на случай измерения параметров объектов, представляемых многомерными двухполюсниками (В. Ю. Кнеллер и Л. П. Боровских);
• разработка новых методов дискретного корреляционного и гармонического анализа, а также цифровой фильтрации периодических сигналов (Ю. Р. Агамалов и Д. А. Бобылев);
• разработка теоретических основ и принципов технической реализации многофункциональных преобразователей комплексного сопротивления на базе адаптивного подхода, формирование нового подхода к построению и поверке средств измерений на базе принципов адаптации и самоповеряемости (Ю. Р. Агамалов). 

За создание теоретических основ и принципов построения автоматических измерителей комплексных величин переменного тока, разработку и внедрение в серийное производство цифровых мостов переменного тока В. Ю. Кнеллер и Ю. Р. Агамалов удостоены Государственной премии СССР в области науки и техники (1976 г.).

В последнее время в лаборатории, в первую очередь благодаря усилиям с.н.с. Д.А Бобылева, разработан новый ряд перспективных приборов — измерителей/анализаторов параметров импедансов на основе ПЭВМ, так называемых виртуальных приборов. Эти приборы, особенно удобные для исследований объектов разнообразной физической природы на переменном токе с измерением параметров их схемы замещения, уже используются в ряде университетских, академических и промышленных лабораторий РФ.

Существенный вклад в развитие теории и техники построения автоматических преобразователей и измерителей ПКВ, помимо уже упомянутых сотрудников лаборатории, внесли к.т.н. А. А. Десова, к.т.н. А. М. Павлов, к.т.н. В. Л. Геурков, В. И. Курчавов. Особо следует отметить выдающуюся роль в изготовлении, отладке и испытаниях подавляющего большинства созданных в лаборатории приборов высококлассного специалиста инженера Б. Г. Наумова.

Начиная с 1981 г., с приходом в лабораторию д.т.н., проф. В. С. Попова, лаборатория расширила работы в первом направлении на класс средств измерений активных скалярных величин переменного тока. В. С. Поповым и его учениками и коллегами к.т.н. Е. В. Шумаровым и к.т.н. Ю. В. Кашириным были разработаны, исследованы и реализованы в промышленных приборах новые принципы построения измерителей интегральных характеристик периодических сигналов, эффективные алгоритмы коррекции их погрешностей и обеспечения помехозащищённости.

Лаборатория отслеживает развитие всего направления в целом, стремится к систематизации знаний в этой области, является в ней признанным авторитетом.

Исследования во втором направлении ориентированы, в первую очередь, на создание методов формализованного проектирования (в идеале — полного синтеза) систем преобразования с заданными свойствами, начиная с синтеза решений верхних уровней: методов преобразования, коррекции погрешностей и т. п. В соответствии с этим системы преобразования рассматриваются, прежде всего, без учёта физической природы участвующих физических величин, на уровне информационных математических моделей (так называемых структур преобразования), и речь идёт о разработке теории структур (структурной теории) систем преобразования. Это направление зародилось ещё в рамках первого — именно там был предложен и развит подход к рассмотрению преобразователей ПКВ, заключающийся в изучении взаимосвязи особенностей структуры существенных преобразований величин с возможностями и свойствами преобразователей. На его основе выявлены структурные закономерности построения систем преобразования различных классов: преобразователей комплексных и многомерных величин с уравновешиванием и с квазиуравновешиванием, преобразователей прямого преобразования; новые структурные методы улучшения сходимости, линейности и чувствительности преобразователей ПКВ с уравновешиваемыми измерительными цепями и т. д.

Принципиально новые возможности для исследований в этом направлении открыла разработанная к.т.н. В. А. Скомороховым оригинальная концепция и методология построения общей дедуктивной теории структур нелинейных систем преобразования информации (ПИ), представляемой в виде иерархической системы функционально полных естественных классификаций порождающих и порождаемых структур ПИ. В качестве базиса теории принято понятие, отражающее функциональную сущность исследуемого класса объектов и содержащее в потенциальной форме сведения о возможных объектах заданного класса. В основу логики теории положена совокупность двух основополагающих принципов: симметрии (двойственности) и инвариантности.

На основе разработанной методологии: 

• построена общая теория синтеза полного множества однозначных структур систем прямого инвариантного преобразования скалярных, комплексных и многомерных величин, стержень которого — предложенный В. А. Скомороховым метод однозначного решения систем нелинейных уравнений с управляемыми параметрами;
• построена общая дедуктивная теория синтеза и эквивалентных преобразований параметрических нелинейных систем ПИ;
• впервые синтезированы естественные прогнозирующие классификации ряда классов систем ПИ. 

Построенная общая дедуктивная теория синтеза и эквивалентных преобразований позволила создать «Автоматический открыватель знаний» (1-я версия) для структур параметрических инвариантных систем ПИ. Этот уникальный программный продукт позволяет генерировать целостную функционально полную иерархическую систему как независимых, так и взаимосвязанных основополагающих знаний.

Дальнейшие исследования во втором направлении нацелены на развитие методологии выявления и систематизации знаний в области организации автоматических процессов, а также на построение системы структурных знаний в одной из её подобластей, относящейся к преобразованию физических величин.

Сотрудники лаборатории выполняют и большую научно-организационную работу, активно участвуя в работе различных научных советов, обществ, редколлегий журналов и т. п. Так, например, В. Ю. Кнеллер более 25-ти лет участвовал в работе руководящих органов Международной конфедерации по измерениям (ИМЕКО), удостоен награды ИМЕКО «За выдающуюся деятельность»; он является главным научным редактором журнала «Измерения, Контроль, Автоматизация» (ИКА) с первого его номера в 1974 г. В работе этого журнала все эти годы участвовал в качестве научного редактора Л. П. Боровских, который, будучи заместителем главного редактора, в последние годы участвует в выпуске журнала «Проблемы управления».