測控技術與儀器在實踐中的應用

楊金玲

[中糧生化能源（龍江）有限公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000]

測控技術與儀器是研究信息獲取與處理以及對相關要素進行控制的理論與技術。隨著新技術的不斷誕生與應用，我國測控技術水平不斷提高，相關測控儀器功能越來越強大，測控結果越來越精準，因此，有必要對測控技術與儀器進行探討，為其更好地應用奠定基礎。

1 測控技術與儀器相關理論

測控技術與儀器專業(yè)性強，知識覆蓋面廣，為使其更好地應用到實踐中，應注重相關理論的探討。

1.1 測控技術分類

當前測控技術主要分為：基于網絡的測控技術、基于機器視覺的測控技術、基于無線通信的測控技術等，這些測控技術被廣泛應用在各領域中，效果顯著。

基于網絡的測控技術主要應用Internet專業(yè)知識，構建網絡化測控系統(tǒng)，降低組建系統(tǒng)開支的同時，實現(xiàn)測試信息與測試設備的共享。該測控技術借助現(xiàn)場傳感器，對被測對象相關信息進行檢測，而后將測得的信息傳輸給精密的儀器進行分析處理，提高測控儀器利用率的同時，可實現(xiàn)被測對象的遠程測控，降低人力、物力成本。

基于機器視覺的測控技術應用紅外攝像儀、CMOS攝像機、CCD攝像機等設備，基于圖像測量、處理、識別等處理技術，用于檢測精密零件的外觀、尺寸等，和圖像相關的測控任務中。

針對環(huán)境惡劣、通信距離遠、工作點多的遠程測控作業(yè)，可借助無線電波，實現(xiàn)主站和各子站間的數(shù)據通信。該測控技術避免了復雜連線，不需鋪設光纜或電纜，測控效果好，成本低。

1.2 測控技術中的儀器

測控儀器包括計量測試儀器、控制儀器裝置，是基于測量和控制理論，運用光、電、機各種計量測試原理及控制系統(tǒng)和計算機相結合，應用廣泛的測量儀器的統(tǒng)稱。當前測控儀器種類較多，但其基本由基準部件、感受轉換部件、轉換放大部件、瞄準部件、處理和計算裝置、顯示部件、驅動控制器、機械結構部件等構成。

2 測控技術與儀器的應用

測控技術儀器應用于實踐中，需做好各個環(huán)節(jié)的設計工作，以更好地滿足測控工作要求，具體應注重以下內容的落實。

2.1 硬件設計

硬件是測控系統(tǒng)的重要構成部分，設計是否科學、合理直接影響測控技術及儀器功能的正常發(fā)揮。為保證設計質量，應用時應注意：首先，明確約束條件。認真分析硬件的形狀、大小、各種物理量、用途等，考慮測控系統(tǒng)實現(xiàn)的功能、反應靈敏度、工作穩(wěn)定性、測控精度、開發(fā)周期等，在保證質量的基礎上注重產品成本的控制。其次，設計系統(tǒng)電路時可考慮使用DSP、FPGA、CPLD等集成度較高的器件技術，如應用PC104工控機、PC商用機等。最后，應用通用軟件包、可視化開發(fā)工具進行開發(fā)，如組態(tài)王、Lab Windows/CVI、LabView，并應用開放性技術進行可擴展性設計。

2.2 軟件設計

測控系統(tǒng)應用的軟件有：系統(tǒng)界面程序、數(shù)據庫管理程序、數(shù)據處理程序、控制程序、檢測程序等，設計時應認真分析程序運行效率以及硬件性能。同時，做好數(shù)據處理各功能設計，包括數(shù)據融合、數(shù)據濾波、差值、誤差分析、量程轉換。另外，還應做好人機交互界面的設計，做到設計美觀、操作方便。

2.3 抗干擾設計

測控系統(tǒng)元件復雜、精密度高，容易受到電磁干擾，因此，在實踐中應用時，應做好抗干擾設計，一方面，對數(shù)據的抗干擾處理。使用神經網絡、小波變換、圖像處理等技術，對數(shù)據進行補償、修正，確保測控數(shù)據更加精準。另一方面，電路抗干擾預防。為避免電路干擾，可將設備、元件器、電路設置在磁性或低電阻材料構成的屏蔽物內，或采用脈沖變壓器隔離、光電隔離、物理性隔離等手段，將干擾因素隔開，保證測控系統(tǒng)工作穩(wěn)定性。

3 測控技術與儀器應用策略

實踐中，應用測控及數(shù)與儀器時，僅僅完成設計工作是不夠的，還需應用單位做好應用工作管理，結合測控工作要求以及技術人員實際情況，在借鑒其他單位成功經驗的基礎上，研究與應用有效的應用策略。為保證測控技術與儀器更好地應用到實踐中，充分發(fā)揮其優(yōu)勢，應用單位應注重采取以下措施。

3.1 做好理論學習

測控技術與儀器的應用涉及較多專業(yè)知識，對技術人員的綜合素質要求較高，因此，應用單位一方面，組織技術人員做好測控技術與儀器理論知識學習，充分了解測控系統(tǒng)運行原理，明確測控系統(tǒng)各構成部分。同時，熟練掌握各儀器正常運行參數(shù)，以及相關的操作規(guī)范，嚴格按照規(guī)范要求操作與應用測控設備。另一方面，測控技術與儀器處在不斷發(fā)展中，新技術、新儀器層出不窮，技術人員應通過查閱資料，把握測控技術與儀器發(fā)展動態(tài)，及時引進新的測控技術與儀器，不斷提高測控質量與水平。

3.2 控制應用過程

為保證測控系統(tǒng)正常運行，保證生產、管理工作目標的順利實現(xiàn)，應用單位應做好測控系統(tǒng)應用管理，一方面，制定完善的應用制度。為約束技術人員不良行為，使其盡職盡責地做好測控工作，應用單位應結合測控系統(tǒng)實際，制定詳細的操作制度、測控儀器使用規(guī)范等。另一方面，做好應用工作總結。應用單位定期召開測控系統(tǒng)應用總結會議，認真聽取技術人員匯報，了解測控系統(tǒng)應用中存在的問題。如技術人員問題應通過培訓，提高操作水平，如邀請經驗豐富的技術人員，講解軟硬件操作方法與技巧等。如系統(tǒng)元件問題，要求技術人員分析原因，及時進行維修、更換異常部件等，為測控系統(tǒng)的正常運行做好鋪墊。

3.3 注重日常維護

為降低測控系統(tǒng)故障發(fā)生率，延長測控系統(tǒng)各設備使用壽命，應用單位應做好日常維護工作，一方面，定期檢查系統(tǒng)線路。測控系統(tǒng)線路復雜，要求維護人員嚴格按照工作制度，開展日常巡視、定期檢查工作，及時發(fā)現(xiàn)與處理線路絕緣皮損壞情況。另一方面，及時更換老舊設備。應用單位應組織技術人員開展測控系統(tǒng)硬件檢查工作，及時清理設備上的污穢，更換性能老化、時間長久的設備。另外，為保證測控系統(tǒng)功能的正常發(fā)揮，應用單位要求技術人員定期升級測控軟件，不斷完善與擴充軟件功能，使其更好地應用到測控工作中。

4 結語

測控技術與儀器因其自動化水平高，測量與控制精度高，被廣泛應用在各控制領域，因此，為提高應用水平，有必要做好測控技術與儀器的應用研究。本研究得出以下結論。

（1）測控技術與儀器涉及計算機、傳感器、網絡等學科知識，專業(yè)性強，分類多，應用中應做好論證與規(guī)劃，保證構建的測控系統(tǒng)科學、合理，實用性強。

（2）應用測控技術與儀器時，做好各環(huán)節(jié)設計工作尤為關鍵，一方面，做好硬件設備選型、運行參數(shù)以及通信協(xié)議的設置。另一方面，做好各軟件設計，應用專業(yè)算法，提高測控數(shù)據精度。另外，做好采用屏蔽、隔離等手段，提高系統(tǒng)抗干擾性能。

（3）積極研究測控技術與儀器應用策略，應用單位要求技術人員做好理論知識學習，并嚴格控制應用過程，認真落實日常維護工作，保證測控系統(tǒng)正常、穩(wěn)定運行。