電子技術中測控技術的實際應用

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摘要：本文通過探究測控技術與電子技術結合系統設計工藝，分析各行業中測控技術與電子技術應用現狀及前景，發現其應用優勢與不足，發現針對性的改進措施，以促進測控技術的進一步發展和應用。

關鍵詞：測控技術；電子技術；控制器

隨著我國科學技術和各學科產業的發展，越來越多的學科內容被應用到實際生活中。但是各學科的實際應用，基本上都離不開測控技術，其中尤其以測控技術在電子技術中的應用尤為突出。簡單地說測控技術可以分為測量和控制，結合電子技術的高速發展，特別是集成電路的廣泛應用，為測控技術提供了極為廣泛的應用領域和應用前景。

1測控技術和電子技術的簡單概述

測控技術簡單來說就是測量和控制，測量既包括宏觀量的測量，也包括微觀量的測量。比如物體的長度、寬度、高度等信息，都可以通過測量來得到，以往通過測量得到的信息要經過人再進行二次計算或者多次計算后得到我們想要的數據信息（比如通過長寬高計算體積等），這都可以理解為測量技術在我們日常生活中的應用。而在較小尺度內的或者不那么直觀的測量操作，一般通過一些測量傳感器等來實現，例如測量風速等等。控制指的是通過操作人員自身或者機械自動化的干預操作，從而使得事物的發展向一個趨勢實現運作，或是在一個區間范圍內重復動作[1]。而在測控技術的應用中，一般干預操作是通過電子技術來實現自動化的過程控制，通過測量結果和自動化的干預控制，實現閉環的反饋調節。電子技術又分為模擬電子技術和數字電子技術，依靠集成電路的高速發展和元器件制作工藝的進步，發展迅速，得以在很小的體積內實現極高的集成度。由于這種特性，使電子技術在廣泛領域內得以應用，在能源、醫療、建筑、工業生產等領域發揮著極為重要的作用。測控技術和電子技術的結合，可以充分結合發揮兩者的優勢，測控技術的測量和控制系統，借助電子技術的集成化，可以將測量系統和控制系統做到高度集成化、自動化，從而實現更高效的應用?，F代控制系統主要由五個部分組成，包括控制器，測控應用軟件，控程設備，總線與接口及被測對象構成了整個系統。測控結構圖如圖1所示。

1.1控制器

對于控制器是整個系統的中心，起著協調與指揮的作用，通過單片機計算機等進行整體的控制。

1.2測控應用軟件

通過測控應用軟件，主要判斷測試系統的正確性，可以執行應用程序儀器驅動組成等。

1.3程控設備

程控設備，它的功能主要包括存儲顯示等程控設備，主要是由執行器存儲器顯示器等元件組成。

1.4總線與接口部分

總線與接口部分，通過usb電纜連接器等將控制器與程控設備進行連接，形成一個完整的通路，使系統可以進行順暢良好的運行。1.5被測對象被測對象通過被測設備與接口連接，可以將對象進行監控。

2監控技術在電子技術方面的應用

新型的傳感技術是在測控技術中非常重要的一個部分，目前對于新型傳感技術的開發包含了以下幾個方面，智能化傳感器集成傳感器微型氣體傳感器新型網絡傳感器等，針對智能的傳感器主要是利用新內壓監測和火車的狀態監控等，集成化傳感器主要利用溫度壓力進行測量，數字化傳感器對目前來說是非常常見的一種，主要用于監控環境測量等，而對于社會安全來說，通常用于國防交通化工醫學等方面利用的傳感系統為微型氣體傳感器，在所有的類型中，最為重要的則是目前新型的網絡傳感器，它應用于生活的各個層面，包括軍事農業城市管理等，對社會的建設與和諧也做出了很大的貢獻。在測控技術中，另一項非常重要的就是遠程測控技術的應用，這也是目前工業領域中，著力發展的一個主要方向，對于專線的遠程技術控制，也有核心的監測站進行選擇遠程監控，這樣也可以極大地方便大型工程的監測工作，無線通信遠程監控可以對煤氣水電等自動抄表進行控制，網絡與遠程技術監控的融合，極大地方便了日常生活中的操作，同時對人類的發展有著至關重要的作用?，F代的測控總線技術是將處理器上連接的各個部件進行大幅度的處理，增加系統的可靠性開放性和兼容性，使整個系統的結構趨于簡單化，方便更換各種的零件，同時也降低系統的成本，通過使用usb應用可以在低速的設備上進行總線技術的運行，GPIB總線技術也可以使整個測控技術向大規模的方向發展，這些都有利于對于監控總線技術的發展，同時，也使總線技術向電子方向發展奠定了很好的基礎，自動化正在逐漸融入總線結構當中，這樣大大的提高了企業的自動化管理和網絡行業的發展，從而節約更多的成本。虛擬儀器技術是當前工業行業衍生出來的新型產物，通過與計算機技術的結合是測控技術不僅實現了功能強大技術性強的特點，同時也是在測試領域中的一項重大突破，虛擬儀器技術，它不僅僅擁有著超強的靈活性，并且交互性更強，特點的突出使它更趨近于系統化和網絡化，對于虛擬儀器技術的應用，主要是用于蠶種催青過程的無損質量檢測，二是通過利用視覺性軟件進行秧苗分析，預測發芽期和秧苗數量，監測秧苗質量，第三，也可以應用于現代的農機化教育管理，第四，通過進行可測量液體變矩器不同壓力級轉數下的性能參數，這些都可以表明虛擬儀器技術在當代的應用廣泛，并且它廣泛地在農業和電子方面有著很突出的作用。

3測控技術在工農業中的實際應用

3.1在農業中的應用

在農業中，測控技術與電子技術結合的實際應用簡單范例就是蔬菜大棚的溫濕度控制系統，通過溫濕度傳感器對大棚內的環境質量進行檢測，并且實時顯示，當環境的溫濕度超出程序設定閥值時，自動觸發相應的控制系統進行溫濕度控制。如當溫濕度高于設定范圍時，觸發通風降溫除濕系統自動開機運行進行工作，當溫濕度值降到合適范圍之后控制系統關機等待下次被喚醒，檢測系統持續運行監測。在這個簡單的農業控制系統中，體現出了測控技術的幾個特點：智能化、自動化、高精度、高效節能。根據程序設定判斷溫濕度量是否在設定范圍內，根據溫濕度量的不同判斷是否開啟或關閉控制系統，利用高精度的傳感器進行測量量的判斷，分別體現出系統的智能化、自動化和高精度的特點。而整個系統的控制系統，使得部分系統在不需要工作的時候關閉或者進行休眠部分，只保持關鍵系統的運行，并且整個過程中不需要人力的介入，所以系統實現了高效節能、節省人力的目的。

3.2在工業中的應用

在工業生產中，常見的應用案例往往體現在自動化生產線上，不同的產線根據生產工藝的不同、工種的不同，對生產設備的要求也不同，將產線作為一個整體來看，整個應用可以體現出以下幾個特點：網絡化、模塊化、系統化?；谝陨咸攸c測控系統可以將復雜的系統功能進行拆解、模塊化，以線性網絡的形式將各個模塊進行連接，從而實現整個系統化的功能。這樣做的好處是能將復雜的系統簡單化，降低系統的開發難度，更加易于使用和維護，降低使用門檻，容易定位故障和便于維修，對企業來說也更加的經濟，當某一模塊故障或替換的時候，只需要更換該模塊的零部件，不需要進行整條產線的調整。

4測控技術所帶來的實際意義

測控技術在工農業生產以及其它各行業的實際應用，能為企業或者個人生活帶來哪些具體的意義和效果呢？

4.1更加高效可靠

測控技術的應用使得系統運行的更加高效、更加可靠，自動化的控制可以根據預設的程序直接動作，控制更加精準和高效，而且在高度集成的電子技術下，可以將整個控制系統做的更加的小和精準，避免外界環境對控制系統過多的干擾，也避免了人為控制所帶來的不可控的隨機的后果，尤其是在數字電路的以及數字信號處理技術越來越完善的今天，也更加的容易對信號進行處理和控制，避免模擬信號在一系列的傳輸過程中的衰減和干擾等問題，從而保證了系統運行的可靠性。

4.2靈活度更高

測控技術結合電子技術的應用，可以很方便的實現功能的模塊化，進一步進行組網，根據不同的需求、不同的功能、不同的應用場景特點，選擇不同的部署方式和功能要求。模塊化的部署和實施，相較于集成化的產品，其可移植性很高。可以很方便的進行移動的部署和實施。在保持核心功能不變的情況下，只需要根據部署環境的變化進行調整。其靈活性不止體現在部署上的靈活性，更在于軟件移植的靈活性，相同的硬件設備，可以通過更改部分參數實現功能的調整。而且軟件代碼在不同型號的平臺上可移植性比較高，可以根據處理業務量的大小選擇不同性能版本的處理器，在保證業務處理需求的基礎上實現核心代碼的移植。

4.3安全性好

現在許多工程都在一個比較危險的環境下，如高溫、高濕、高大氣壓。又或者許多工程項目要操控的內容危險系數比較高，比如對高壓電的控制，有些高壓電網的開合啟停并不適合人去進行操作，很容易被其產生的高壓電電弧所傷。在這種情況下可以經由測控系統進行控制，即通過對人體無害的弱電來控制強電?；蛘咄ㄟ^控制系統來提高電網的運行效率，降低能量損耗等等。

5測控技術應用的未來展望

5.1與AI系統進行智能化結合

測控技術的智能化主要表現在現代電子測控的應用技術中[2]?，F在電子技術的發展已經到達了一定的水平，測控技術也依托于高度集成化的電子電路得以長足的發展。目前人工智能技術正在蓬勃發展，傳統的測控系統，一般是依托人編寫的軟件程序進行控制和執行，當遇到不在系統內的情況或者較為復雜的情況時，仍然需要依托人來進行判斷和控制，這個時候就要重新編寫修改代碼。而結合人工智能技術，測控系統將擁有自主學習和判斷的能力，在遇到復雜和未知情況時可以自主判斷并做出最優的響應和動作，在反復的學習中，其響應的準確度和靈敏度會持續上升，對于環境中細微的關鍵的情況判斷也將更準確。

5.2綠色化、高效節能化

雖然目前測控系統的執行效率已經很高，但是仍然有部分系統存在著能源利用率低、轉換效率低等問題。例如在能源領域，無線輸電技術仍然還不成熟，主要存在兩個問題，一是傳輸距離短，二是能源轉換效率低。要想解決這個問題，除了電子電路技術的改進之外，測控算法的優化也很重要。未來，綠色化的發展理念是大勢所趨，在做好能源轉化和能源利用率之上，測控系統使用的能源將更加的持久，對環境的影響將會更小。

6干擾因素

6.1電磁干擾

在生產流程過程中對流程進行監控時，外部因素對其影響較大，如果沒有很好地進行干擾源的控制，則會降低整個監測系統的準確性，在電氣設備運行過程中，由于電流和電壓時刻發生變化，則周圍產生的電磁場也具有間接性的特點，當電壓與電流變化較快時，便會產生電磁場，通過與電路作用，會使整個磁場范圍擴大，進而影響測控電路的運行效率，對此需要對電磁場進行屏蔽，確定干擾源后進行接地導體來保護整個電路不受影響。

6.2地線干擾

電流沿著地線流動時會產生一定的阻抗性，從而會導致電壓的相對增加，使整個電線的承受負載加大，在監測系統中，這樣會造成電流的穩定性較差，電纜之間的電差較大，形成差模電壓，導致電路無法正常運行，這樣就需要對接地技術進行優化，防止此項干擾對系統的影響。

7結語

綜上所述，在科學技術的發展過程中，測控技術從高端的應用領域到日常生產生活中的實際應用從簡單的測量、控制，到結合電子技術實現集成化的大發展，測控技術實際應用的步伐已經邁出一大步，現在隨著數據價值的提高，大數據產業的發展，尤其是依托于大數據的人工智能產業的發展，為測控技術的應用提供了契機，這個契機在于測控技術應用的智能化，擁有自主判斷和學習的能力，而不僅僅只限于按照既定的程序執行，這將對輔助人類進行更進一步的生產作業帶來更大的意義。

參考文獻

[1]楊友根.測控技術在電子技術中的實際應用[J].電子技術與軟件工程,2017(23):P87-88.

[2]孫長暉,黃保斐,王玉霞.電子技術中測控技術的應用研究[J].電子世界,2017(15):12.

作者：崔小英 劉萍 單位：江西昌河汽車有限責任公司北京分公司