測控技術的發展與趨勢測控技術的發展與趨勢

王垚

[摘要]測控技術是建立在電路與計算機基礎上的一門新興技術。21世紀的測控將是一個開發的系統概念，信息交換共享這個時代主題也是測控系統的發展方向。因此，通過組建網絡來形成使用測控系統已成為現代測控技術的發展趨勢。文章根據相關實踐經驗，分析了測控技術的發展與趨勢。

[關鍵詞]測控技術；電路；計算機基礎

[DOI]1013939/jcnkizgsc201619059

1現代測控技術的現狀

20世紀70年代以來，測量技術不斷進步，出現了很多智能儀表，這些儀表在微電子的基礎上，與計算機相結合，使得基于儀表的測量技術漸漸演變，成為一門包含機械、電子、計算機的獨立的學科。

2測控技術的發展

現代測控技術在追求儀表智能化的同時，對其穩定性、可靠性和適應性要求也不斷提高，相應地，隨著技術發展，測控技術大量應用高新技術和新的科學研究成果，測控技術的技術指標與功能不斷提高。作為代表，測控儀器儀表單元微小型化、智能化日趨明顯。

測控技術兩個方面，一個是測，另一個是控。“測”是依靠傳感器和信號傳輸電路，即測控電路；“控”則是依靠現代計算機的計算處理能力，根據數據得出相應結果，通過反饋等方式控制整個系統。

計算機已經成為測控技術中的中堅力量，于是，網絡技術也就自然而然成為測控技術滿足實際需求的關鍵支持。但是不可否認，測控電路依然是測控技術發展的基礎和另一個重要的發展方向。

3測控技術的趨勢

現代科學技術的融入不但使現代測控技術在各方面得到廣泛應用，而且加快了現代測控技術的發展，形成了現代測控技術朝微型化、集成化、遠程化、網絡化、虛擬化等方向發展。同時，現代測控技術是一門實踐性非常強的技術，既包括硬件、軟件的設計，又包括系統的集成，隨著其在國防、工業、農業等領域應用的深度和廣度的擴大，它將為提高生產效率、改進技術水平做出巨大的貢獻。

新型傳感器技術、現代測控總線技術、虛擬儀器技術、遠程測控技術、測控系統集成技術等，都是這門涉及廣泛的學科的發展趨勢和方向。

（1）新型傳感器技術向微型化、數字化、集成化、智能化、網絡化傳感器、光纖傳感器和生物傳感器等幾個方向發展。

傳感器是信息時代的三大支柱之一，目前新的智能化傳感器層出不窮，微處理器和網絡與傳感器的融合技術快速發展，新型傳感器在測量儀器儀表、測控系統中的應用日益廣泛和深入，可以說，新型傳感器技術的發展對現代測控技術的發展起到了很好的推動作用，新型傳感器技術是現代測控技術的一個重要組成部分。

（2）現代測控總線技術具體包括了GPIB、VXI、CPCI、PXI、USB、IEEE 1394、現場總線和LXI幾類總線，USB在現代的應用中所占比重日益增加，也是發展最為迅速的總線技術。

測控總線是測控系統的重要組成部分，隨著計算機技術的發展，各種總線標準不斷推出和發展。現代測控系統的發展趨勢是采用標準總線計算機平臺、功能強大的軟件及應用總線技術的模塊化儀器設備的有機結合。這將極大地增強自動測試設備的功能與性能。在現代測控系統中，測控總線技術越來越受到重視。因此，在測控系統的研制、開發和應用中，選擇好的測控系統平臺總線，不僅有助于系統最終以較低成本滿足更高的性能要求，而且可以使系統更加容易擴充、升級和保護用戶的投資效益。

（3）虛擬儀器技術包括LabVIEW和LabWindows/CVI，包括開發環境和虛擬儀器設計。

虛擬儀器系統是測控技術與計算機技術結合的產物，它從根本上更新了儀器的概念，并在實際應用中表現出傳統儀器無法比擬的優勢，可以說虛擬儀器技術是現代測控技術的關鍵組成部分。虛擬儀器由計算機和數據采集卡等相應硬件和專用軟件構成，既有傳統儀器的特征，又有一般儀器所不具備的特殊功能，在現代測控應用中有著廣泛的應用前景。

（4）遠程測控技術是現代通信網絡、遠程測控系統的基礎。

隨著測控任務變得日趨復雜以及大范圍測控要求的日益增多，進行遠程測控、組建網絡化的測控系統就顯得非常必要。網絡技術也必將在測控領域得到廣泛的應用，從而有力地帶動和促進遠程測控技術的發展。采用遠程測控技術，不僅可以降低測控系統的成本、實現遠距離測控和資源共享，而且還能實現測控設備的遠距離診斷與維護，大大提高測控的效率。

（5）電子設備測控系統集成技術，包括現代測控系統的硬件設計（包括硬件需求分析、硬件集成、接口設計和可靠性與安全性設計），以及現代測控系統軟件設計（包括采用COTS的軟件集成、軟件組態和集成的標準化）。

采用系統集成技術解決測控系統的合理構成正成為測控界普遍關注的話題。測控系統的規模和功能各異，且存在各種模塊的集成以及在異構和分布環境下設備互連、互操作、數據傳輸和通信等諸多問題，測控一體化系統集成應運而生。測控一體化是當今測控系統的發展方向，它以計算機為核心，采用組件技術將標準總線、硬件模塊或儀器單元和相應的測控軟件等進行構建，同時貫徹實施一系列系統集成標準體系，使之成為通用性和可移植性強的測控系統。

測控一體化要求實現測控系統的集成，其目標不僅包括測控系統的體系結構集成，還包括功能集成、信息集成和環境集成，同時還要符合相應的系統集成標準。

（6）自動測試設備（ATE）及軟件設計。現代電子裝備自動化程度高，技術密集，為了縮短研制周期，降低研制及使用成本，使得裝備測控系統的軟、硬件結構易于重新組合，裝備的測控及維修通常采用自動測試設備（ATE）來完成。

ATE系統的測控軟件就是系統的生命，ATE的軟件平臺是整個ATE系統的核心和關鍵，它是聯系測試資源和被測對象的軟橋梁，其體系結構的好壞直接關系到整個自動測試系統的性能。

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