测控技术与仪器在实践中的应用

杨金玲

[中粮生化能源（龙江）有限公司，黑龙江 齐齐哈尔 161000]

测控技术与仪器是研究信息获取与处理以及对相关要素进行控制的理论与技术。随着新技术的不断诞生与应用，我国测控技术水平不断提高，相关测控仪器功能越来越强大，测控结果越来越精准，因此，有必要对测控技术与仪器进行探讨，为其更好地应用奠定基础。

1 测控技术与仪器相关理论

测控技术与仪器专业性强，知识覆盖面广，为使其更好地应用到实践中，应注重相关理论的探讨。

1.1 测控技术分类

当前测控技术主要分为：基于网络的测控技术、基于机器视觉的测控技术、基于无线通信的测控技术等，这些测控技术被广泛应用在各领域中，效果显著。

基于网络的测控技术主要应用Internet专业知识，构建网络化测控系统，降低组建系统开支的同时，实现测试信息与测试设备的共享。该测控技术借助现场传感器，对被测对象相关信息进行检测，而后将测得的信息传输给精密的仪器进行分析处理，提高测控仪器利用率的同时，可实现被测对象的远程测控，降低人力、物力成本。

基于机器视觉的测控技术应用红外摄像仪、CMOS摄像机、CCD摄像机等设备，基于图像测量、处理、识别等处理技术，用于检测精密零件的外观、尺寸等，和图像相关的测控任务中。

针对环境恶劣、通信距离远、工作点多的远程测控作业，可借助无线电波，实现主站和各子站间的数据通信。该测控技术避免了复杂连线，不需铺设光缆或电缆，测控效果好，成本低。

1.2 测控技术中的仪器

测控仪器包括计量测试仪器、控制仪器装置，是基于测量和控制理论，运用光、电、机各种计量测试原理及控制系统和计算机相结合，应用广泛的测量仪器的统称。当前测控仪器种类较多，但其基本由基准部件、感受转换部件、转换放大部件、瞄准部件、处理和计算装置、显示部件、驱动控制器、机械结构部件等构成。

2 测控技术与仪器的应用

测控技术仪器应用于实践中，需做好各个环节的设计工作，以更好地满足测控工作要求，具体应注重以下内容的落实。

2.1 硬件设计

硬件是测控系统的重要构成部分，设计是否科学、合理直接影响测控技术及仪器功能的正常发挥。为保证设计质量，应用时应注意：首先，明确约束条件。认真分析硬件的形状、大小、各种物理量、用途等，考虑测控系统实现的功能、反应灵敏度、工作稳定性、测控精度、开发周期等，在保证质量的基础上注重产品成本的控制。其次，设计系统电路时可考虑使用DSP、FPGA、CPLD等集成度较高的器件技术，如应用PC104工控机、PC商用机等。最后，应用通用软件包、可视化开发工具进行开发，如组态王、Lab Windows/CVI、LabView，并应用开放性技术进行可扩展性设计。

2.2 软件设计

测控系统应用的软件有：系统界面程序、数据库管理程序、数据处理程序、控制程序、检测程序等，设计时应认真分析程序运行效率以及硬件性能。同时，做好数据处理各功能设计，包括数据融合、数据滤波、差值、误差分析、量程转换。另外，还应做好人机交互界面的设计，做到设计美观、操作方便。

2.3 抗干扰设计

测控系统元件复杂、精密度高，容易受到电磁干扰，因此，在实践中应用时，应做好抗干扰设计，一方面，对数据的抗干扰处理。使用神经网络、小波变换、图像处理等技术，对数据进行补偿、修正，确保测控数据更加精准。另一方面，电路抗干扰预防。为避免电路干扰，可将设备、元件器、电路设置在磁性或低电阻材料构成的屏蔽物内，或采用脉冲变压器隔离、光电隔离、物理性隔离等手段，将干扰因素隔开，保证测控系统工作稳定性。

3 测控技术与仪器应用策略

实践中，应用测控及数与仪器时，仅仅完成设计工作是不够的，还需应用单位做好应用工作管理，结合测控工作要求以及技术人员实际情况，在借鉴其他单位成功经验的基础上，研究与应用有效的应用策略。为保证测控技术与仪器更好地应用到实践中，充分发挥其优势，应用单位应注重采取以下措施。

3.1 做好理论学习

测控技术与仪器的应用涉及较多专业知识，对技术人员的综合素质要求较高，因此，应用单位一方面，组织技术人员做好测控技术与仪器理论知识学习，充分了解测控系统运行原理，明确测控系统各构成部分。同时，熟练掌握各仪器正常运行参数，以及相关的操作规范，严格按照规范要求操作与应用测控设备。另一方面，测控技术与仪器处在不断发展中，新技术、新仪器层出不穷，技术人员应通过查阅资料，把握测控技术与仪器发展动态，及时引进新的测控技术与仪器，不断提高测控质量与水平。

3.2 控制应用过程

为保证测控系统正常运行，保证生产、管理工作目标的顺利实现，应用单位应做好测控系统应用管理，一方面，制定完善的应用制度。为约束技术人员不良行为，使其尽职尽责地做好测控工作，应用单位应结合测控系统实际，制定详细的操作制度、测控仪器使用规范等。另一方面，做好应用工作总结。应用单位定期召开测控系统应用总结会议，认真听取技术人员汇报，了解测控系统应用中存在的问题。如技术人员问题应通过培训，提高操作水平，如邀请经验丰富的技术人员，讲解软硬件操作方法与技巧等。如系统元件问题，要求技术人员分析原因，及时进行维修、更换异常部件等，为测控系统的正常运行做好铺垫。

3.3 注重日常维护

为降低测控系统故障发生率，延长测控系统各设备使用寿命，应用单位应做好日常维护工作，一方面，定期检查系统线路。测控系统线路复杂，要求维护人员严格按照工作制度，开展日常巡视、定期检查工作，及时发现与处理线路绝缘皮损坏情况。另一方面，及时更换老旧设备。应用单位应组织技术人员开展测控系统硬件检查工作，及时清理设备上的污秽，更换性能老化、时间长久的设备。另外，为保证测控系统功能的正常发挥，应用单位要求技术人员定期升级测控软件，不断完善与扩充软件功能，使其更好地应用到测控工作中。

4 结语

测控技术与仪器因其自动化水平高，测量与控制精度高，被广泛应用在各控制领域，因此，为提高应用水平，有必要做好测控技术与仪器的应用研究。本研究得出以下结论。

（1）测控技术与仪器涉及计算机、传感器、网络等学科知识，专业性强，分类多，应用中应做好论证与规划，保证构建的测控系统科学、合理，实用性强。

（2）应用测控技术与仪器时，做好各环节设计工作尤为关键，一方面，做好硬件设备选型、运行参数以及通信协议的设置。另一方面，做好各软件设计，应用专业算法，提高测控数据精度。另外，做好采用屏蔽、隔离等手段，提高系统抗干扰性能。

（3）积极研究测控技术与仪器应用策略，应用单位要求技术人员做好理论知识学习，并严格控制应用过程，认真落实日常维护工作，保证测控系统正常、稳定运行。