智能化技術在測控技術與儀器中的應用探究

摘要：測控技術與儀器是促進現代工業生產力發展的重要力量，對部分高端領域的發展有著積極意義。目前我國測控技術水平仍然落后于發達國家，存在發展不平衡的情況，整體步伐相對緩慢。而隨著社會不斷發展，對于測控技術、儀器提出了更高的要求，傳統技術已難以滿足各行業發展需求，因此有必要進行改革升級，在實踐中深度探索、創新，并將智能化技術融入測控領域，以充分發揮其優勢，挖掘其潛能，助力測控技術水平的提升。基于此，該文對智能化技術應用于測控領域的價值和優勢進行分析，并探討各類智能化技術的具體應用，以期為智能化測控的發展提供一些參考。

關鍵詞：智能化技術；測控技術；儀器

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.10.047

中圖分類號：TP 2；TP 3 文獻標志碼：A 文章編碼：1672-7274（2024）10-0-03

Application of Intelligent Technology in Measurement and Control Technology and Instruments

Abstract： Measurement and control technology and instruments are important forces to promote the development of modern industrial productivity， and have positive significance for the development of some high-end fields. At present， the level of measurement and control technology in China still lags behind that of developed countries， and there is an imbalance in development， and the overall pace is relatively slow. With the continuous development of society， the measurement and control technology， instruments put forward higher requirements， traditional technology has been difficult to meet the development needs of various industries， so it is necessary to reform and upgrade， in practice in-depth exploration， innovation， and intelligent technology into the field of measurement and control， in order to give full play to its advantages， tap its potential， help improve the level of measurement and control technology. Based on this， this paper analyzes the value and advantages of intelligent technology applied in the field of measurement and control， and discusses the specific applications of various intelligent technologies， in order to provide some references for the development of intelligent measurement and control.

Keywords： intelligent technology; Measurement and control technology; instrument

0 引言

近年來，數字信息技術快速發展，在全社會范圍內得到廣泛應用，推動著各行業向信息化、智能化方向發展。測控領域是工業生產中一個非常重要的領域，也是推動現代工業經濟發展的重要驅動力[1]。在新的時代背景下，測控技術與儀器也要做到與時俱進，借助各類先進智能化技術不斷進行更新升級，充分發揮智能化技術的優勢，以滿足各種不同場景下的測控需求。智能化測控系統是一個高度集成的工程體系，涉及多個學科領域，包括計算機、電子、光學、信息工程、精密機械等，能夠有效提高測控范圍、精度、效率、控制效果，維持工作設備的安全、穩定運行[2]。

1 測控技術與儀器的相關概述

1.1 測控技術

測控技術是現代測量、控制技術的統稱，其應用范圍十分廣泛，包括工業生產、農業生產、航空航天、醫療衛生等各種領域，能夠有效提高相關工作的質量與效率。近年來，測控技術的發展給許多行業帶來了極大變化，帶動了生產水平的不斷提升。測控技術是一個較為廣泛的概念，其類型多樣，技術復雜性高，適用范圍廣闊。目前，我國測控技術水平仍有較大的提升空間，部分技術達到國際先進水平，但也有部分技術領域還在空白階段[3]。因此，需要進一步加大對測控技術發展的重視度，在各行業中積極不斷進行深度實踐、探索，總結技術與經驗，加強技術的創新與開發，充分發揮測控技術在促進社會發展方面的優勢。

1.2 儀器

儀器（圖1）是測控技術得以有效實施的硬件基礎，其功能主要是對生產中各種數據信息進行采集、傳輸、處理等，在測控領域發揮著不可缺少的重要作用。儀器的質量、精度、功能等指標直接體現了工業發展水平。隨著社會進入大數據時代，各行業日常生產經營過程中產生的信息數據量呈指數級增長，具有規模龐大、種類復雜等特點，要想將這些復雜的數據進行高效處理，需要極高的數據計算能力和數據處理能力，傳統的計算方法已經難以滿足要求[4]。在這樣具有高度綜合性、復雜性的數據環境中，智能化測控儀器才符合各行業領域的現代化發展需求。因此，必須加強儀器的更新升級，將現代先進技術融入儀器中，不斷優化其功能、性能，提高信息數據的處理效率，減少失誤，輔助相關生產經營活動達到預期目標。

2 智能化技術的應用價值與優勢

隨著科技快速發展，計算機技術、虛擬智能技術等智能化技術被廣泛應用于社會日常生活和生產工作中，改變了人們的思維方式以及生活、學習、工作的模式，各行業都逐步向數字化、智能化方向發展。測控技術和儀器作為現代工業經濟發展的重要推動力，也在不斷進行智能化升級與革新，積極利用各類智能化技術提高測控技術、儀器的精密性、規范性以增強其控制效果[5]。

首先，智能化技術的應用能夠提高測控技術和儀器的工作質量和精度，可對傳統的技術、儀器進行升級改造，具有控制精度高、反應時間短、靈活性強、可實時監測等優勢，而且能夠有效優化儀器功能、性能，降低故障風險，延長使用壽命，滿足現代工業生產中測控工作需求。其次，科學應用智能化技術能夠提高相關工作效率，對某些特殊任務可利用智能技術代替人工操作，采用精確的程序控制各項操作，既能夠有效提高操作精度、操作效率以及操作安全性，還能有效節約人力成本。最后，將智能化技術應用在測控技術、儀器中，有助于實現對生產設備、儀器的實時動態監測，全面掌握實際運行情況，高效完成測控工作，能夠在第一時間發現故障風險，及時排除安全隱患，提高儀器設備運行水平。

3 智能化技術在測控技術與儀器中的應用

3.1 無線傳感技術

測控工作中需要廣泛收集被測控對象運行過程中的各種數據，從而對其工作狀態進行準確分析、評估，發出適宜的控制指令。因此，信息數據的收集與處理是測控技術中的一個重點內容。隨著各行業不斷向現代化方向發展，數據種類和規模爆發性增長，對信息數據的收集、處理等提出了更高的要求。無線傳感器已成為現代常用的信息收集器，具有成本低、安裝簡單、靈活性強、通信效果佳等優勢，廣泛應用于社會生活、生產中的各個領域，也推動了測控技術和儀器的發展變革。例如，在氣象監測領域廣泛應用了溫度傳感器、風速傳感器、大氣壓傳感器、空氣污染物傳感器等對各種氣象因素進行自動化測量和監控；在交通管理系統中就大量應用了傳感技術，利用數字化傳感器充分收集道路上的交通信息數據，并匯集到交警指揮中心，使交警能夠遠程掌握各個路段的交通情況，采取有效的控制措施。除了數字傳感器，近年來集成化智能傳感器也得到快速發展，主要應用于科學實驗、車間生產、視覺測量等方面，促進各領域測控工作的效率和質量提升。

3.2 計算機技術

計算機技術在現代測控技術發展中發揮著至關重要的作用，一方面，測控技術需要借助計算機對海量信息數據進行計算、處理、儲存等操作，tB3u/W610C1YJR66bUgBMFYFl+YevgUUTjxPjDBtHAI=使相關人員能夠快速提取所需的數據信息；另一方面，計算機也是實現測控數據可視化展示的重要基礎，利用傳感器等各種渠道收集數據后，需要通過計算機技術進行計算、分析、統計等處理，并以各類統計圖表的形式展現在操作人員面前，使其能夠直觀地掌握測控工作情況，提高數據分析和管理效率。

隨著科技進步，儀器也逐漸向智能化、虛擬化方向發展，可利用計算機技術開發虛擬儀器，目前常用的開發軟件是LabView軟件，其功能豐富，能夠提供虛擬儀器開發工作所需的空間和插件，并且內置了智能仿真系統，可模擬現實工作場景、工作過程，實現虛擬儀器的可視化開發，從而有效保證虛擬儀器的性能符合要求。在研發工程設備時，可利用CAD制圖工具進行真實場景模擬，利用模擬場景進行設備性能、功能的檢驗，然后有針對性地進行調整，提高工程設備設計的效率和質量。

3.3 虛擬智能技術

近年來，虛擬智能技術在電子、工業制造、航空、醫藥等多個行業中得到了廣泛應用，可通過虛擬化技術，在計算機環境中精準模擬真實場景，實現實體物品的數字化重現。使用該技術時，用戶可在計算機上輸入各種各樣的條件，模擬系統在不同條件下的運行效果，進而提前預測各種可能出現的風險問題。應用虛擬智能技術可使人們通過人機交互模擬現實場景。例如，現代建筑行業經常采用虛擬智能技術模擬工程建筑施工場景，輸入不同的建筑方案，對比其實施效果，可提前發現方案中的不足之處和安全隱患，從而提高建筑設計、施工方案的科學性、合理性，確保施工計劃得以順利、有序推進。在工業生產過程中，也可利用虛擬智能技術進行實景模擬，測試各個生產環節是否足夠科學合理，對生產流程進行優化改進，達到提高質量、降低成本的目標。在農業生產方面，可借助虛擬智能技術模擬作物在某種環境下正常生長的過程，與田地里作物的實際長勢進行對比，從而判斷秧苗生長是否符合生產標準，在農業生產中采取適宜的控制措施，提高對作物生長的控制力。通過將虛擬智能技術與測控技術、儀器進行深度融合，可進一步優化測控工作效果，深度挖掘虛擬智能技術的潛能和價值，擴大其適用范圍。技術人員在進行測控儀器開發時，也可借助虛擬智能技術，在計算機上模擬測控儀器真實的工作場景，更加全面地評估、檢測儀器的功能、性能是否符合使用場景需求，不斷優化設計質量。這類虛擬化測控儀器不受生產廠家、設備制造等方面的條件限制，應用時具有較強的靈活性，而且能夠有效節省儀器生產成本和維護成本。

3.4 遠程監測技術

遠程監控技術的應用是實現實時在線監測、遠程控制的關鍵措施，也是在測控技術、儀器中融入智能化技術的主要體現之一。遠程監控技術涉及計算機技術、網絡通信技術等多種技術，近年來在工業生產、公共監控、智能電網、智能樓宇等許多領域中得到應用和普及。例如，在現代化的智能電網建設中，大量應用了遠程監測技術，利用攝像頭、傳感器等各種設備遠程監測、控制電力設備的運行情況，使管理人員能夠在控制中心全面了解到分散各個區域的設備工作狀態，任一設備出現異常，監控系統都能快速發出預警，提醒管理人員及時響應，從而維持電網穩定運行。遠程監控技術如今已經較為成熟，不斷向更加精細化的方向發展，不斷擴大遠程監測范圍，提高監測數據質量，增強遠程監測的穩定性，豐富監測結果展示形式，優化監控平臺的人機交互界面，通過豐富多樣的視圖展現出設備工作狀態，便于管理人員直觀、便捷地獲取數據信息，提高測控工作效能。在遠程監測技術發展的過程中，無線通信技術發揮著重要作用，可在復雜環境下實現遠距離的數據傳播和信號交互，相BOCaCsAdcblu0UTwwMi+DQ==關設備具有安裝簡單、靈活性強、通信效果好等優勢，有效擴大了遠程監測的適用范圍。此外，網絡集成也是遠程監測的一個重要分支。

4 測控技術與儀器的智能化發展趨勢

智能化發展已成為測控技術與儀器的必然發展趨勢，將智能化技術融入測控領域有著廣闊的發展前景，值得進行深入的研究和實踐檢驗，不斷進行技術創新與升級。目前我國智能化測控技術正處于快速發展狀態中，其主要發展方向有人工神經網絡、遺傳網絡算法、柔性控制系統、模糊集等。人工神經網絡是近年來的熱議話題，是指利用計算機模擬人類神經系統接收信息、處理信息的過程，將其應用于智能測控領域，可提高工業生產監控、設備故障檢測等測控工作的效能，通過仿真模擬化的測控過程，實現對生產活動中各個環節、流程的精細化控制[6]。遺傳網絡算法則是智能仿真體系的基礎，應用于測控領域中，理論上可實現高精度矯正，借助其線性時變特性，可提高測控精度。柔性控制系統則是以提高系統自適應度為目的，展開柔性控制，例如在控制系統中增加環境自適應模塊，借助智能化技術使系統能夠靈活適應各種環境因素，使控制系統在各種環境條件下都能發揮最佳效能，提升測控精度。

5 結束語

總之，智能化測控是測量與控制領域發展的必然趨勢，各類新型技術的開發與利用是推動經濟發展進步的關鍵。將智能化技術融入測控技術和儀器中，可顯著提高測控工作效率和精確度，節約人力成本，減少操作人員的工作量及人為操作的失誤。智能化測控技術和智能化測控儀器的使用，可更好地發揮測控技術對各行業生產活動的輔助作用和促進作用，使其價值得到充分發揮。

參考文獻

[1] 胡根生，蔡慧．智能化在測控技術與儀器中的應用研究[J]．新型工業化，2021，11（05）：4-5．

[2] 張繼川．工業生產中測控技術與儀器的智能化發展[J]．數字通信世界，2020（02）：216．

[3] 崖海嬌．測控技術與儀器的智能化發展與應用探討[J]．中外企業家，2019（28）：126．

[4] 晉浩棟．測控技術與儀器的智能化技術應用[J]．電子技術與軟件工程，2020（09）：81-82．

[5] 張鴻帆．分析國內測控技術與儀器發展現狀以及趨勢[J]．中國設備工程，2021（02）：204-205．

[6] 葛濤．對測控技術與儀器的智能化技術運用探討[J]．當代化工研究，2021（04）：46-47．