儀器儀表中的自動化控制及其應用研究

陳剛

摘 要：隨著近些年來我國工業化程度的不斷升高，對各種儀器儀表的要求也在不斷升高。尤其是社會的發展使得各個行業中對儀器儀表的應用也在不斷增多。實現對儀器儀表的自動化控制一方面可以提高設備的使用效率，另一方面可以實現設備運行準確度的提高。本文將就儀器儀表中的自動化控制及當前我國自動化設備的應用情況進行研究。

關鍵詞：儀器儀表；自動化控制；設備應用；分析研究

作為科學技術發展的重要結晶，自動化的儀器儀表的應用為我國工業化的發展奠定了堅實的基礎。當前各種自動化控制的儀器儀表已經在物理、化學、醫學等領域得到廣泛應用并取得了良好的效果。同時，自動化的儀器儀表主要是基于新型的信息處理方法進行的，因此具有較強的特征性。本文將就此進行研究。

1 自動化儀器儀表及其分類簡介

儀器儀表的自動化控制實現了當前工業應用效果的提升。在現階段應用過程中，自動化控制的儀器儀表已經在環境科學、化學的等各個學科進行了各種應用。就應用效果來看，通過使用自動化儀器儀表實現了工業生產效率的提高。例如在化學分析領域，通過使用自動化控制的儀器儀表可以實現對各種化學物質的快速精準檢測。同樣的，在環保部門，通過使用一些自動化的儀器儀表可以對環境中出現的各種異常情況進行實時監測并及時采取措施進行治理，有效的避免了污染擴大化。

在對儀器儀表進行分類方面。現階段使用的分類方法主要有兩種。一種是按照應用進行分類。不同的機械設備上需要用到不同的儀器儀表。例如在汽車上使用的儀表就和在醫學上使用的儀表具有很大的差別。當前在航天航空、地質勘探等方面也會用到各種儀器儀表。因此可以按照這些不同的應用途徑等進行分類。另一種分類方法是按照儀器儀表的不同功能進行的。儀器儀表的在設計時就已經決定了其具體用途。例如，有些儀器儀表是對溫度進行測量的，傳輸的數據也是溫度數據。有些儀器儀表是對壓力進行測量的，獲得也是壓力數據。因此可以按照功能的不同進行分類。

2 自動化儀器儀表的應用研究

2.1 儀器儀表的結構和功能研究

科技的不斷發展使得儀器儀表的應用也得到了不斷優化。尤其是現階段各種信息技術和計算機技術的飛速發展已經使得儀器儀表的結構和功能得到優化。下文將就此進行具體分析。

首先，自動化控制的儀器儀表應用范圍得到擴大。尤其是近些年來儀器儀表的自動化程度的不斷升高，在各個領域的應用情況也得到一定的發展。通過對軟件和硬件的各種優化，當前的自動化儀器儀表已經能夠實現對數據的便捷獲取和在線分析，這種功能的提高使得在對數據進行分析方面可以有效的實現對抽象數據的有效測量，實現測量功能的良好優化。例如對當前發展較快的人工神經網絡的構建等，保證了設備運行效率的提高。

其次，當前儀器儀表的集成化程度不斷提高，各種便攜式的儀器儀表不斷出現。這主要是由于現階段微處理器以及微流控芯片技術的提高使得在對各種數據處理城區設計上有了很大的優化。儀器儀表集成化程度的提高是在儀器整體功能不收影響的基礎上實現的，因此可以實現原位檢測，在對受測樣本不進行破壞的基礎上實現對各種數據的獲取。這種進步極大的拓寬了儀器儀表是適用范圍，同時使得獲取的各種數據更加準確。除此之外，各種模糊控制程序的產生為儀器儀表的控制開辟了新的途徑。通過進行數據采集并結合模糊推理可以極大的提高了測量結果的準確程度。基本上實現了儀器儀表的自動化控制，并為其今后的發展方向奠定了基礎。

2.2 虛擬化的儀器結構研究

現階段使用的各種儀器儀表都經過了較長時間的設計。在前期進行設計過程中一般都是一包虛擬儀器進行，通過代碼的形式對儀器的一些功能等進行介紹。這種方式的產生大大提高了對各種儀器儀表設計的效率和效果。同時這種方式的一個重要優點就是較為靈活。因為各種功能的實現都是在程序設置好的基礎上實現的，如果存在問題和隱患，只需要對相關程序進行一定的優化。在自動化儀器儀表的今后發展過程中，其主要方向有以下幾點：首先，設計好的設備要能夠實現其驅動的直觀性。在進行實際使用時要注重其便捷性和高效率。因此就需要保持原有的即插即用的端口，實現對這種數據函數的調用。其次，在使用最新的程序開發基礎上要融入相關的智能化技術，在進行人機交互過程中能夠是吸納源代碼的自動生成，簡化工作量，提高工作效率，同時保證源代碼編程的特點，在實際使用過程中便于維護和保養。

2.3 構建儀器儀表網絡，提高使用效果

一個完整的工業系統需要很多儀器儀表的使用。因此，要實現儀器儀表自動化程度的升高就要組建相應的儀器儀表控制網絡。將每一個儀器儀表作為網絡中的一個節點進行控制，實現對整個系統的有效控制。同時，隨著近些年來相關的智能化軟件的不斷更新換代，其功能和使用效果也得到有效提高。通過將儀器儀表構建成網絡其產生的優勢是值得我們注意的。舉例而言：在以往使用對一些波形圖等進行處理過程中主要依靠使用萬用表和示波器，通過進行設備調節來實現波形的轉換，獲得有效的數據資料。但是現階段，通過將萬用表和示波器與計算機進行連接，實現聯網處理，在合理使用相關處理軟件的基礎上可以對各種數值等進行有效測量。比如進行濾波，傅里葉變換等。除此之外，傳統的數據采集設備無法實現遠程操作，通過使用各種現代化的數據采集儀器進行聯網操作可以有效的實現分布式數據采集，達到遠程控制的目的，使得數據采集變得極為便捷。同時對采集獲得數據可以進行分類存儲并進行分析，比如對已經獲得的數據可以進行拷貝并上傳到數據庫中，以備查看。儀器儀表自動化程度的提高極大的實現了對設備的實施監控。這需要技術人員、質檢人員等共同努力，對每一個環節進行監控，實現數據分析，并依據數據產生的規律進行相應的調整，為信息處理的進一步發展指明了方向。

3 總結

技術的不斷進步使得儀器儀表的自動化控制也在不斷發展，催生了各種相關技術的不斷進步。在今后的發展過程中，儀器儀表的自動化進步使得產生的儀器體積更小、操作更為簡便、功能更加強大，以滿足我國工業化發展的需求。為社會進步，國家發展貢獻力量。

參考文獻

[1]張文娟，馬春雷等.儀器儀表中的自動化控制及其應用[J].機械管理開發，2014（1）.

[2]王科.儀器儀表中的自動化控制及其應用[J].城市建設理論研究，2015（17）.