電子技術中測控技術的應用研究

中國船舶重工集團公司第七一五研究所 葉霄波

在各類控制與檢測技術支持下，電氣系統能夠實現自動化的監控和檢測，始終處于最佳運行狀態的系統能夠由此獲得。結合實際調研可以發現，電子技術中測控技術具備數字化、網絡化、智能化等特點，測控系統的應用性能、作業的智能化水平及數字化控制均可由此得到保障。

1 電子技術中測控技術的應用路徑

1.1 軟開關裝置

電力系統中存在電容、變壓器等元器件，尺寸較大的這類元器件很多在集成度方面存在欠缺，很容易在運行中出現問題。在電子測控技術支持下，軟開關裝置中的電子測控技術應用能夠縮小設備體積，設備智能化性能也可隨之提升。在不斷發展的微電子技術支持下，電磁兼容改善、裝置工作效率能夠顯著提升，電磁干擾等應用問題也能夠在電子測控技術支持下有效改善或緩解，通過降低開關損耗和噪音損耗，節能降耗和工作效率提升可同時實現。

1.2 遠程測控

遠程測控技術屬于電子測控技術的重要組成部分，該技術同時屬于工業領域電子測控技術的重要發展方向。以專線遠程測控技術為例，該技術涉及石油輸送遠程檢測等方面，通過應用專線遠程測控技術，即可更好開展大型工程監測工作。近年來，無線通信遠程測控技術的應用也日漸廣闊，如煤氣、水、電自動抄表遠程測控便屬于其中典型，在遠程測控技術與網絡的有效結合下，工作效率與生活水平提升、社會經濟發展均能夠受到積極影響，圖1為典型遠程測控技術應用示意圖，這一應用能夠實現遠程抄表監控。

圖1 遠程測控技術應用示意圖

1.3 現代測控總線技術

現代測控總線技術同樣屬于典型的電子測控技術，該技術能夠有效連接處理器與各部件，在提升系統開放性和可靠性方面能夠發揮關鍵作用，不斷簡化的系統結構也能夠由此形成，由此科學更換系統各個部件，系統成本投入將不斷減少。USB總線技術、GPIB總線技術等均屬于典型的現代測控總線技術，這類技術在低速設備合理運行等方面能夠發揮積極作用，在擴大測控方向等方面也具備較高應用價值。對于各領域的自動化來說，科學應用的現代測控總線技術能夠發揮積極作用，如企業能夠由此降低成本投入并提高產品質量，圖2為汽車測控總線技術應用示意圖，由此可更直觀了解現代測控總線技術的應用價值。

圖2 現代測控總線技術應用示意圖

1.4 傳感器技術

傳感器技術在電子測控領域的應用價值同樣較高，對于實際運行中的電子測控系統來說，屬于常用重點設備的傳感器裝置發揮著關鍵性作用。在不斷創新的電子測控技術影響下，各類新設備和新技術不斷涌現，測控傳感器裝置功能受此影響不斷完善和升級，在裝置類型的不斷豐富中，電子測控技術的應用效果得以有效提升，這與微型氣體傳感器、集成型傳感器、智能型傳感器等新型測控傳感器裝置的廣泛應用存在直接關聯。受功能不同的測控傳感器裝置影響，不同裝置的具體用途和功能作用差異明顯，如測控傳感器裝置設置于電力系統中，其能夠實現對電氣設備運行狀態參數的實時采集，同時傳輸和分析相應數據信息，即可對電力設備隱患等問題進行自動判斷，相應的故障處理和防范措施優選將獲得充足依據。近年來，新型傳感器在各領域的應用極為普遍，如雷達傳感器、MEMS麥克風、TAD2140傳感器、TMR傳感器等。雷達傳感器在起重機設備的精確定位中能夠發揮積極作用，采用支持軟件執行的現成芯片電路板設計，即可通過協同作業的2個傳感器實現5mm定位精度，該精度能夠在500公尺以上實現；MEMS麥克風同樣屬于新型傳感器，通過對20Hz～80Hz訊號的拾取，該傳感器在實際應用中能夠對超聲波頻譜進行深層監聽，用戶管線泄漏等故障可得到有效監測；TAD2140傳感器能夠實現對1個電阻和6個電容的組合，在T0-6封裝支持下，能夠對DSP數字接口提供支持，因此可較好用于汽車的雨刷馬達及動力方向盤等領域；TMR傳感器可實現的定位角度在0.2°以內，屬于實用性較高的360°角度傳感器，其在電子測控領域同樣具備較高應用價值。

1.5 有源電力濾波器

除上述應用外，有源電力濾波器同樣屬于電子測控技術應用典型，依托復電路系統補償軟件，有源電力濾波器能夠在應用中實現自動檢測分析，正確諧波分流可通過分析獲取，而在之后運行的補償裝置作用下，即可通過針對性補償實現諧波抵消。結合功能角度進行分析可以發現，有源電力濾波器裝置在應用中存在較高靈敏度，在抗干擾能力和反應速度方面均具備出色表現。一般情況下，有源電力濾波器多用于電子電路系統，電網運行要求能夠在有源電力濾波器支持下較好滿足，其較為突出的存儲功能也能夠發揮積極作用。如斷電故障突發，有源電力濾波器可提供充足反應時間，保證故障帶來的影響降到最低。近年來國內外圍繞有源電力濾波器開展了大量研究，三相三線制、三相四線制的單相并聯型有源電力濾波器大量涌現，這類新型有源電力濾波器在使用中具備更為突出的性能優勢。在新型有源電力濾波器的具體應用中，這類有源電力濾波器一般存在16～789kV·A范圍的額定補償容量，同時存在25～1200A范圍的額定補償電流，而在整流器帶阻感負載下，此時存在較小的負載電流畸變率，此狀態下新型有源電力濾波器能夠實現負載電流補償，電網電流畸變率能夠由此下降至5%以下。在有源電力濾波器的支持下，諧波抑制、無功功率補償均可順利實現，在較好的動態補償效果和較快響應速度下，其在工業生產等領域的應用價值較高。但對于環境較為復雜的工業生產現場來說。各類負載的存在使得有源電力濾波器的應用風險較高，為盡可能規避相關應用問題，還需要開展更深入的理論研究和實踐探索。

2 電子技術中測控技術應用的發展方向

2.1 高頻化

在未來電子技術中測控技術應用發展中，高頻化屬于重要發展方向。結合現有理論研究和實踐成果可以了解到，變壓器和電容及電感的變壓器和與對應的供電頻率平方根存在顯著的反比關系，用電體積重量會隨用電頻率升高而降低，此時存在更小的空間占用。因此，未來電子技術中測控技術應用發展會關注直流電源改造，電源材料使用量減少與電能節約均可由此實現，同時市政的節電、節水、節能還能夠提升電子測控技術應用的經濟效益。

2.2 模塊化

模塊化同樣屬于電子技術中測控技術應用重要發展方向，具體發展中，各類細小的測控裝置器具和零部件將得到模塊化管理，或通過模塊化形式開展這類器具和零部件的組織，通過多個單元的組建，設備組裝作業難度將大幅下降。在模塊化發展中，對于出現運行故障的設備，僅需要更換或修理對應模塊，即可保證故障的快速有效處理，故障影響和維修成本能夠降到最低，模塊化的電子技術中測控技術應用發展在減少空間占用、提高故障處理效率和質量、增強使用水平等方面均能夠發揮積極作用。

結論：綜上所述，電子技術中測控技術的發展前景廣闊。在此基礎上，本文涉及的高頻化、模塊化等發展方向，則為電子測控技術發展指明了道路。為更好應用電子測控技術，技術在虛擬儀器中的應用及智能化發展同樣需要得到重視。