測控技術(shù)與儀器的應(yīng)用

張松濤

【摘要】：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)得到前所未有的發(fā)展，測控技術(shù)和儀器越來越高級，并向著智能化、機(jī)械化和自動(dòng)化的方向發(fā)展。近些年，計(jì)算機(jī)技術(shù)日益成熟，在測控技術(shù)和儀器中充分利用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)測控技術(shù)的精確性，同時(shí)也能夠節(jié)省大量的人力資源，對未來測控技術(shù)的全面發(fā)展和提升奠定了一定的基礎(chǔ)。本文主要從測控技術(shù)與儀器的相關(guān)概述、測控技術(shù)與儀器的未來發(fā)展方向以及遠(yuǎn)程測控技術(shù)的應(yīng)用這三個(gè)方面做了詳細(xì)的闡述。

【關(guān)鍵詞】：測控技術(shù)與儀器；發(fā)展方向；應(yīng)用

1、測控技術(shù)與儀器的相關(guān)概述

測控技術(shù)主要是對信息的獲取和處理進(jìn)行研究，從而獲得相關(guān)要素并對其控制的一種先進(jìn)技術(shù)，它是結(jié)合電子、緊密機(jī)械、計(jì)算機(jī)、光學(xué)、自動(dòng)控制技術(shù)以及電力等多門技術(shù)而形成的一種高新技術(shù)，而測控儀器是測控技術(shù)的輔助工具，對于測控技術(shù)的發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。測控技術(shù)和儀器主要具備四種功能，分別為采集、整理、處理和顯示控制等功能。采集主要是進(jìn)行信號(hào)的采集環(huán)節(jié)進(jìn)行，當(dāng)對采集對象進(jìn)行采集時(shí)會(huì)發(fā)出各種可以被識(shí)別的信號(hào)，然后經(jīng)過轉(zhuǎn)換變成電信號(hào)以后，就獲得了相關(guān)信息。一般而言，采集信息使用的儀器主要是傳感器，而采集對象發(fā)出的信號(hào)主要分為物流信號(hào)和化學(xué)信號(hào)這兩種類型。此外，采集信息還包括對采集圖像的信號(hào)，這部分主要使用攝像裝置儀器進(jìn)行；整理主要是在信號(hào)的整理階段發(fā)生，主要對采集的電信號(hào)進(jìn)行加工，通過平整、濾波、模數(shù)轉(zhuǎn)換來形成容易處理的數(shù)字信號(hào)；處理是在信號(hào)的處理階段進(jìn)行，主要通過處理數(shù)組信號(hào)來使相關(guān)信息能夠清楚明了地顯示出來，或者是發(fā)出相關(guān)的控制信號(hào)。通過發(fā)出來的顯示信號(hào)我們可以判斷自動(dòng)化系統(tǒng)上是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，如果信號(hào)顯示正常那么繼續(xù)進(jìn)行，如果不正常那么就要進(jìn)行計(jì)算和處理，然后將控制信號(hào)發(fā)給對象，對象進(jìn)行調(diào)整使系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)恢復(fù)正常；顯示控制功能主要是將數(shù)字信號(hào)以我們?nèi)菀子^察和發(fā)現(xiàn)的形式進(jìn)行顯示，從而能夠準(zhǔn)確判斷，而控制就是將控制信號(hào)傳送到對象的過程。

2、測控技術(shù)與儀器的未來發(fā)展方向

2.1 介入安裝和制造的坐標(biāo)跟蹤測量系統(tǒng)

在今后的測控技術(shù)和儀器中可以介入安裝和制造坐標(biāo)跟蹤測量系統(tǒng)，同時(shí)綜合利用快速、多路干涉儀，二維精密跟蹤測角系統(tǒng)，通用信號(hào)處理系統(tǒng)等多種先進(jìn)技術(shù)，來不斷完善測控技術(shù)與儀器的坐標(biāo)跟蹤測量系統(tǒng)，這樣對于信號(hào)的準(zhǔn)確定位以及輸出都具有非常重要的作用。

2.2 計(jì)算機(jī)輔助測量。

測控技術(shù)和儀器的信號(hào)處理系統(tǒng)在今后會(huì)朝著模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和自動(dòng)化的方向發(fā)展，我國以前的儀器只能夠顯示數(shù)字，沒有數(shù)據(jù)交換借口，這樣很難適應(yīng)高科技發(fā)展的需求，也很難與國際接軌，因此我國應(yīng)當(dāng)不斷找到新的突破口。隨著計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，在今后的測控技術(shù)技術(shù)與儀器中可以充分利用高科技來提高信號(hào)處理的速度，使工作效率不斷提高。此外，測控技術(shù)與儀器充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)以后也有利于測量的準(zhǔn)確性，同時(shí)對于信息的傳送以及信息的轉(zhuǎn)換和顯示都發(fā)揮著不容小覷的作用。

2.3 使用新器件和新材料

以前我國的科研評價(jià)體系過度重視整機(jī)和系統(tǒng)，而忽視材料和器件的選擇，因此今后應(yīng)當(dāng)轉(zhuǎn)變觀念，重視新器材和新材料的使用，應(yīng)當(dāng)會(huì)在器件和材料中有所突破，可能會(huì)使用新光源、新型高頻探測器。當(dāng)前探測器的響應(yīng)頻率為十的九次方，而光頻的相應(yīng)頻率達(dá)到十的十四次方，。此外，當(dāng)前的干涉儀的適應(yīng)探測器存在不足，應(yīng)當(dāng)不斷提高其性能，這對于通訊也將是一次很大的突破。

3、遠(yuǎn)程測控技術(shù)的應(yīng)用

遠(yuǎn)程測控技術(shù)是在虛擬儀器技術(shù)中充分利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)果，該技術(shù)能夠?yàn)檫h(yuǎn)程客戶提供更加準(zhǔn)確的圖像和相關(guān)檢測數(shù)據(jù)，臨場感會(huì)增強(qiáng)，這樣就能夠滿足客戶的要求；同時(shí)還能夠?qū)崟r(shí)對遠(yuǎn)程的檢測進(jìn)行控制，從而使測試和控制的應(yīng)用范圍得到拓展，這是未來測控技術(shù)的一大發(fā)展趨勢。此外，由于遠(yuǎn)程虛擬儀器的使用將系統(tǒng)的很多部分在空間上分離，例如可以單獨(dú)實(shí)現(xiàn)測量、分析、數(shù)據(jù)輸出和測控，這樣就能夠攜帶方便，避免攜帶大型笨重的測試儀器，從而使工作效率得到提高，也能夠解決很多難題，如地理位置的限制和條件的限制導(dǎo)致測試?yán)щy等，因此從長遠(yuǎn)來看具有良好的發(fā)展前景。

隨著網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，遠(yuǎn)程測控已經(jīng)逐步取代傳統(tǒng)的測控方式并成為一種新的趨勢，加上虛擬儀器的應(yīng)用，使遠(yuǎn)程虛擬儀器技術(shù)在各行各業(yè)得到廣泛應(yīng)用，例如在工業(yè)、教育和醫(yī)療等行業(yè)應(yīng)用較廣，并取得一定的成效。具體來說，利用遠(yuǎn)程虛擬儀器可以測試飛機(jī)飛行中產(chǎn)生的噪音情況，可以測試電力參數(shù)從而構(gòu)建測控系統(tǒng)，還能夠在汽車ABS傳感器中進(jìn)行功能測試，在網(wǎng)絡(luò)水質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)中能夠通過建立見車站和控制中心來發(fā)揮作用；在教育領(lǐng)域中，網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建和應(yīng)用會(huì)廣泛使用該技術(shù)，用軟件變成代替實(shí)際實(shí)驗(yàn)，這樣不僅解決高校實(shí)驗(yàn)資源短缺的現(xiàn)狀，還有利于高質(zhì)量的教學(xué)。由此可見，遠(yuǎn)程測控技術(shù)具有良好的市場潛能。

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