分析電子技術(shù)中測控技術(shù)的應(yīng)用

周洪昌

（中鐵十三局技師學(xué)院，吉林長春，130102）

測控技術(shù)屬于現(xiàn)代信息技術(shù)的一種，憑借自身較強(qiáng)的智能化和自動(dòng)化能力，被廣泛應(yīng)用。從測控技術(shù)的組成來說，具體包括控制器和測控應(yīng)用軟件以及程控設(shè)備等。在實(shí)際應(yīng)用中，利用各類控制與檢測技術(shù)，監(jiān)控以及檢測電氣系統(tǒng)，保證系統(tǒng)運(yùn)行處于最佳狀態(tài)。目前，測控技術(shù)被廣泛應(yīng)用于電氣電子領(lǐng)域，發(fā)揮著積極的作用，決定著電氣電子的發(fā)展。

1 測控技術(shù)特點(diǎn)

從測控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀來說，測控技術(shù)具有以下特點(diǎn)：（1）網(wǎng)絡(luò)化。現(xiàn)階段，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用，為人們生產(chǎn)和生活，提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持。在實(shí)際應(yīng)用中，結(jié)合應(yīng)用測控技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠增強(qiáng)測控系統(tǒng)的應(yīng)用性能，比如便捷性以及高效性等。（2）數(shù)字化。利用數(shù)據(jù)或者數(shù)據(jù)表示復(fù)雜的信息，通過數(shù)字或者數(shù)據(jù)構(gòu)建模型，最終實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制代碼，借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，進(jìn)行代碼處理，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化控制。目前，測控技術(shù)的數(shù)字化特點(diǎn)較強(qiáng)。（3）智能化。技術(shù)應(yīng)用中，測控技術(shù)的智能化特點(diǎn)尤為明顯。應(yīng)用的測控技術(shù)，其和先進(jìn)技術(shù)有著直接關(guān)系，能夠提升作業(yè)的智能化水平。

2 電子技術(shù)中測控技術(shù)的應(yīng)用

2.1 用于軟開關(guān)裝置

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中，應(yīng)用的變壓器以及電容等元器件，由于尺寸很大，使得系統(tǒng)的集成度水平不高，具體應(yīng)用中，極易出現(xiàn)各類問題。將電子測控技術(shù)，應(yīng)用于軟開關(guān)裝置，不僅能夠設(shè)備縮小化，而且實(shí)現(xiàn)了智能化。隨著微電子技術(shù)水平的不斷提升，不僅能夠改善電磁兼容，而且能夠提高裝置的工作效率。借助電子測控技術(shù)，能有效緩解以及改善應(yīng)用問題，比如電磁干擾等，達(dá)到降耗節(jié)能的作用，實(shí)現(xiàn)能源節(jié)約。

2.2 保護(hù)電流

一般情況下，電路運(yùn)行產(chǎn)生故障，會(huì)產(chǎn)生過電流。受到電流因素的影響，系統(tǒng)設(shè)置的設(shè)備會(huì)被影響。為避免此類情況的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)電力電路保護(hù)，采取設(shè)置切斷熔斷器或者電流繼電器等方式，能夠?qū)崿F(xiàn)上述目的。電子技術(shù)的不斷發(fā)展，使得各類元器件功率以及功能得以優(yōu)化。采取傳統(tǒng)的控制方法，難以達(dá)到實(shí)際需求，驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制方式應(yīng)運(yùn)而生，在實(shí)際應(yīng)用中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電路的保護(hù)，減少了故障的影響。

2.3 用于無功補(bǔ)償裝置

縱觀人類的生活，處處需要電，大多數(shù)的生產(chǎn)活動(dòng)，以及人們的生活，都需要電力的支持。國家對(duì)電網(wǎng)功率的不斷調(diào)整，進(jìn)而滿足不斷增長的用電需求。電網(wǎng)功率頻繁調(diào)整，使得電網(wǎng)運(yùn)行，受到了極大的影響，不利于電網(wǎng)穩(wěn)定，增加了電路低頻振蕩問題的控制難度。引入電子測控技術(shù)，比如靜止無功補(bǔ)償技術(shù)，能夠有效處理此問題，通過優(yōu)化電力系統(tǒng)以及負(fù)載裝置的運(yùn)行參數(shù)，減小功率損耗值，使得電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性得以全面提升，達(dá)到節(jié)能降耗的目的，保證社會(huì)的穩(wěn)定性。

2.4 采用傳感器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行測控

從測控系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)際來說，傳感器裝置作為常用的重點(diǎn)設(shè)備，在實(shí)際應(yīng)用中，發(fā)揮著積極的作用。測控技術(shù)不斷創(chuàng)新，研發(fā)出各類新技術(shù)和新設(shè)備，增強(qiáng)了測控傳感器裝置的功能，豐富了裝置的類型，更好地滿足了實(shí)際需求，實(shí)現(xiàn)了多樣化功能。目前，常用的傳感器，主要類型包括集成型傳感器、微型氣體傳感器、智能型傳感器等。由于裝置的功能不同，所以用途差異，在具體應(yīng)用中，發(fā)揮著不同的功能作用。比如，電力系統(tǒng)中設(shè)置的傳感器，通過采集電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)下的實(shí)時(shí)參數(shù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)信息傳輸和分析，進(jìn)而判斷設(shè)備是否存在隱患，采取有效的故障防范和處理措施。

技術(shù)前沿：（1）配備57-64GHz的雷達(dá)傳感器。其大小僅為1個(gè)棒球，應(yīng)用于精確定位起重機(jī)設(shè)備等。技術(shù)原理為，使用現(xiàn)成芯片的電路板設(shè)計(jì)上支持軟件執(zhí)行，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)2個(gè)傳感器協(xié)同作業(yè)，能夠?qū)崿F(xiàn)超過500公尺以上的5mm的定位精度。（2）MEMS麥克風(fēng)。在實(shí)際應(yīng)用中，可拾取20Hz-80Hz訊號(hào)，能夠深層監(jiān)聽超音波頻譜，用戶管線泄漏故障或者其他故障的監(jiān)測。（3）TMR傳感器。其為360°角度傳感器裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)0.2度以內(nèi)的定位。（4）TAD2140傳感器。其采用T0-6封裝，組合了6個(gè)電容以及1個(gè)電阻，能夠支持使用ICsense嵌入式DSP的數(shù)字接口，用于汽車動(dòng)力方向盤以及雨刷馬達(dá)等。

2.5 有源電力濾波器

從電子技術(shù)應(yīng)用實(shí)際來說，常用設(shè)備包括有源電力濾波器裝置。具體應(yīng)用中，使用復(fù)電路系統(tǒng)補(bǔ)償軟件，進(jìn)行自動(dòng)檢測分析，根據(jù)分析得出正確的諧波分流。接著，補(bǔ)償裝置運(yùn)行，產(chǎn)生和諧波分流大小一致不過方向差異的量，進(jìn)而抵消諧波。從功能角度來說，使用的有源電力濾波器裝置，自身靈敏度較高，而且反應(yīng)迅速，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。一般來說，電子電路系統(tǒng)中，設(shè)置有源電力濾波器，不僅可以滿足電網(wǎng)運(yùn)行的要求，還有著強(qiáng)大的儲(chǔ)能功能。若突發(fā)斷電故障，能夠給用戶充足的反應(yīng)時(shí)間，進(jìn)而減少故障的影響。

四川大學(xué)經(jīng)過多年跟蹤研究，經(jīng)過不斷研制以及實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，最終研制出系列有源電力濾波器，比如三相四線制和三相三線制以及單相并聯(lián)型設(shè)備，并且投入試運(yùn)行，獲得了不錯(cuò)的運(yùn)行效果。主要技術(shù)參數(shù)為，電網(wǎng)參數(shù)三相三線或者三相四線，為380（1±10%）V，50（1±20%）Hz；裝置的額定補(bǔ)償容量大小為16-789kV·A；裝置的額定補(bǔ)償電流范圍為25-1200A等。功能舉例：處于整流器帶阻感負(fù)載的狀態(tài)下，負(fù)載電流畸變率比較小，THDi小于等于50%，APF可以在此狀態(tài)下補(bǔ)償負(fù)載電流，運(yùn)行的電網(wǎng)，其電流畸變率可以降低到5%以下。雖然有源電力濾波器的應(yīng)用，不僅可以抑制諧波，還能夠補(bǔ)償無功功率，有著響應(yīng)速度快，以及動(dòng)態(tài)補(bǔ)償效果較好的優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)。不過工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的環(huán)境較為復(fù)雜，存在著各類負(fù)載，增加了裝置使用的風(fēng)險(xiǎn)，極易產(chǎn)生各類問題，因此還需要加強(qiáng)理論以及工程實(shí)踐的研究[1]。

2.6 應(yīng)用接地技術(shù)

電子測控系統(tǒng)中，采用的接地技術(shù)比較多，比如信號(hào)接地技術(shù)和噪聲接地技術(shù)等。根據(jù)技術(shù)需求，來選擇接地技術(shù)和技術(shù)應(yīng)用形式，比如單獨(dú)使用或者聯(lián)合使用接地地線，增強(qiáng)抗干擾能力水平。在實(shí)際應(yīng)用中，電路運(yùn)行時(shí)，并且頻率小于1Hz，選擇聯(lián)合接地設(shè)計(jì)形式，實(shí)現(xiàn)所需功能，需要注意的是，要保證信號(hào)波長度大于地線長度，至少20倍。若工作頻率大于10Hz，那么采取多點(diǎn)接地的方式，同時(shí)將屏蔽線和其進(jìn)行連接，優(yōu)選接地線，增強(qiáng)測控系統(tǒng)功能，提升系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

3 電子技術(shù)中測控技術(shù)的發(fā)展方向

3.1 高頻化

基于技術(shù)理論得知，變壓器和電感以及電容的體重重量，其和供電頻率的平方根呈反比關(guān)系。具體來說為，用電頻率越高，則用電體積重量就會(huì)越小，因此占用的空間會(huì)相對(duì)小。基于此原理，改造直流電源，不僅能夠減少電源材料的使用量，實(shí)現(xiàn)電能節(jié)約，還能夠通過節(jié)能、節(jié)水以及節(jié)點(diǎn)獲得不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效益[2]。

3.2 模塊化

從測控技術(shù)的發(fā)展角度來說，模塊化為主要方向。通過把測控裝置中各類細(xì)小的零部件和器具，實(shí)施模塊化管理，或者以模塊化形式組織起來，組建為多個(gè)單元，進(jìn)而將得設(shè)備組裝作業(yè)的難度。在設(shè)計(jì)應(yīng)用中，當(dāng)設(shè)備產(chǎn)生運(yùn)行故障，只需要對(duì)某個(gè)模塊，進(jìn)行修理或者更換新模塊，便能夠有效解決故障，極大程度上降低了故障維修的成本。除了此領(lǐng)域的模塊化以外，在其他領(lǐng)域中，比如移動(dòng)設(shè)備端等，也呈現(xiàn)模塊化發(fā)展趨勢(shì)。實(shí)現(xiàn)模塊化，除了能夠增強(qiáng)使用水平，還能夠提高故障處理的效率，減少空間占用[3]。

3.3 綠色化

從各個(gè)領(lǐng)域發(fā)展實(shí)際來說，綠色化為主要方向。測控技術(shù)的發(fā)展，始終堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展理念，為實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，則要不斷朝向綠色化方向。隨著綠色化水平的提升，研發(fā)的測控技術(shù)以及設(shè)備，在用電方面，能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)約。除此之外，利用高性能的電子檢測技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各領(lǐng)域生產(chǎn)排放的有效監(jiān)督，及時(shí)發(fā)現(xiàn)環(huán)境問題，提出具體的整改措施，進(jìn)而推動(dòng)社會(huì)以及環(huán)境的發(fā)展。

3.4 數(shù)字化

傳統(tǒng)的電子技術(shù)，測控多是配合模擬限號(hào)，實(shí)現(xiàn)測控以及操作。早期的電子技術(shù)，是基于模擬電路構(gòu)建。隨著數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字信號(hào)以及數(shù)字線路等更加重要，不僅技術(shù)越來越完善，優(yōu)勢(shì)更加明顯，強(qiáng)化了對(duì)計(jì)算機(jī)的測控，同時(shí)避免了模擬信號(hào)傳輸問題的發(fā)生，比如失真或者發(fā)出錯(cuò)誤指令等，減少信號(hào)干擾。基于技術(shù)的應(yīng)用需求，未來測控技術(shù)不斷朝向數(shù)字化方向發(fā)展[4]。

4 結(jié)束語

綜上所述，電子技術(shù)中測控技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛，文中結(jié)合實(shí)踐，分析了常用的測控技術(shù)以及設(shè)備等。從當(dāng)前測控技術(shù)發(fā)展前沿來說，各種高性能的測控技術(shù)類裝置，不斷被研發(fā)和應(yīng)用，推動(dòng)著電子技術(shù)的發(fā)展，測控技術(shù)的智能化和數(shù)字化等水平不斷提升。