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1、测控技术在电子技术中的实际应用 杨友根 江苏航空职业技术学院 摘 要： 电子技术及测控技术的研究、创新、推广及使用, 改变了工业、农业、国防、教育等更行各业的发展脚步, 提升了发展速度, 对于人类社会的发展意义重大, 电子技术及测控技术的有机结合, 更是能够促进经济、科技、管理的高效性提升, 是现代科技发展以及研究的重点之一。本文简要概述了测控技术、电子技术的组成、原理及发展历程, 最后从现阶段发展和未来的发展趋势, 两方面提出电子技术中测控技术的具体应用, 促进现代科技的发展。关键词： 测控技术; 电子技术; 应用发展; 作者简介：杨友根 (1966-) , 男, 江苏省句容市人。大学本科学
2、历。任职于江苏航空职业技术学院。步入 21 实际, 科技、经济的发展, 出现了众多新产业、新技术, 测控技术、电子技术的出现, 促进了几乎全行业的发展, 对人类社会进步意义重大, 如果能够经过研究将二者优势进行结合, 其效果必将给人类社会带来更大影响。1 测控技术的概述测控就是对机器的测量与控制, 其过程是对现实世界的物理量进行测量后获取一定量的信息, 之后经过信息处理技术得到控制量之后执行操作的过程。测量指的是经过对物体数量的概括、描述以及认识客观的事物, 从而进一步了解事物的本质, 并研究探索其内部规律的一种措施。从广义上看, 测量的目的是确定物体基本数值, 如长度、面积、体积、密度等数值
3、而进行的实验;从狭义上看, 测量的目的是为了确定被侧量的量值。其基本的要素保罗测量对象、测量实施者、测量仪器、测量科学理论以及测量环境, 测量对象即被测量的客观事物, 测量的实施者即测量实施的主体, 一般为人。测量的五个要素之间起到了相互作用。计量也是测量中的一个重要因素, 它是实现测量的结果单位统一、结果精确可靠, 而对数值的单位进行限制。计量活动具有一致性、准确性、法制性以及溯源性的特点。控制指的是通过操作人员自身或机械自动化的干预或操作, 从而使得事物的发展向一个趋势实现运作, 或是在一个区间范围内重复动作。在测控技术中, 所提及到的控制一般是指自动控制, 就是在操作人员不参与测量活动或
4、对测量过程进行干预的情况下, 由机械自动化所测量出的数据结果, 配合其他的测量设施或装置, 对测量结果进行分析, 并进行下一步操作, 做到机器、测量等环节的活动状态及参数依照事先设定好的规律进行。测控则是测量以及控制操作一体化的过程, 对现实世界客观事物的物理量进行测定, 获取其主要信息, 之后对信息数据进行处理从而得到控制量并执行控制的操作。电子测量则是在测量手段或技术上的一种延伸, 通过与高科技电子化信息技术相结合, 从而促进测量精准性、自动化、测量次数的提升, 是测控技术的核心, 其中包括电量测量以及非电量测量。测量科学是研究细心获取途径、获取方法的一门学科, 对事物信息测量及处理最高效
5、的手段则是以电荷为载体的电子科学, 其特点在于具有较宽的测量频率范围, 较宽的量程范围, 极高的精准度和测量效率, 并且无需人为操作或线下作业即可进行远程的操控, 依托科学技术的发展, 电子测量的自动化水平以及测量精准度、速度会得到提升。依照测量的物理量的携带以及传送功率, 我们可以讲电子测量分类为有源量测量以及无源量测量, 其中有源量测量包括力的测量、电磁场的测量等, 无源量测量则针对对电阻、电容、距离的测量等。根据电子测量的方式分, 可以将电子测量分类为直接测量式、间接测量式以及组合测量式。根据测量域之间的相互关系, 可以将电子测量分为时域测量、频域测量、调制域测量等, 也包括随机测量和数
6、字测量。2 电子技术的概述电子技术是依靠电子学绚丽, 应用电子元件的设计以及制造其特定功能的线路, 从而解决显示问题的一门学科。电子技术在系统内包括电子信息技术、电力电子技术两个部分。电子信息技术下还包含电子模拟技术以及数字电子技术两个分支。电子技术是对电子信号、电子信息的加工处理技术, 其主要的加工方式有对信号或信息的发出、增大、转换、滤波等。自十九世纪开始, 电子技术就已经有了初步发展, 并成为二十世纪的新兴技术, 电子技术在二十世纪的发展尤为迅猛, 并得到了广泛的应用, 是近代科技发展的重要里程碑。由于生产力的需要电磁现象在十八世纪末, 十九世纪初期, 收获了不小的研究进展, 如库伦定理
7、的发现、电子假设的提出、电子的发现、二极管的发明创造、三极管的发明、晶体管的发明、集成电路的问世等, 都是电子学发展史上重要的节点, 集成电路的出现及运用, 也象征着电子技术发展的新阶段。在广播电视领域上, 不但为广播电视的呈现创造出一个又一个平台, 卫星、通讯设备的应用还促进了广播电视在全球范围内快速传播, 拉近地区间的交流, 但过于发达的线上阅读, 也影响了传统报业、广播电视行业的发展。除此之外, 电子技术还对国防、报刊、教育、工业等领域的发展做出突出贡献。伴随着科技的进步与不断发展, 电子技术已经广泛应用与多个领域。如电源与电力系统中, 通过电子技术, 促进里计算机绿色电源的发展、推广与
8、应用, 提升能源的利用率降低能源损失, 成为世界范围内提倡的技术之一;结合通讯技术, 结合成为高频开关电源, 大大减低了线损, 方便维护;直流变换器、不间断电源、变频器电源、大功率开关型高压直流电源、分布式开关电源供电系统等, 都是电子技术对于电力领域做出的贡献。交通领域中, 通过电子技术实现对电力机车的操控, 在磁悬浮领域也有应用;在汽车的发动机上, 替代原有燃油喷射系统, 改换成电子喷油装置, 提升发动机启动状态, 从而做到节能、节油、降低环境污染。应用到医学领域上, 如电子病例、生物芯片、医疗电子检测设备、可携带式检测设备的应用, 使得医学上的诊断更为精准、高效, 便携医疗设备的创新,
9、促进了内地或山区医疗水平的提升。3 测控技术在电子技术中的实际应用研究测控技术在电子技术中的应用, 首先要明确测控技术的特点以及电子测控的实现过程。测控技术的特点在于:3.1 网络化网络化的特点, 体现着测控技术的发展, 依托计算机技术、互联网技术、远程无线通讯技术的高速发展, 计算机技术、无线通讯技术已经朝向网络化发展, 以它们为依托, 测控技术也在逐渐向网络化演进, 呈现出开放的发展态势。在网络化的发展趋势下, 测控技术的应用越来越高效、越来越灵活。3.2 智能化微电子技术以及人工智能已经发展到一个极高的高度, 任何一种仪器或设备都逐渐想智能化靠拢, 测控设备也不例外。通过智能化严谨, 大
10、大提升了测控设备的计算精度、计算速度。测控设备所控制的对象, 都已演进为只能设备, 想要对这些设备进行更有利的监控, 测控设备必定需要智能化。3.3 分布化分布化的发展依托微型身背以及网络进步, 这一特点代表着测控一起能够在不同的场所内进行检测, 并能够自主的对测试地点进行选择, 充分发挥系统的安全性、灵活性, 从而提升测控效率, 降低测控的支出, 促进测控技术的进一步发展。在电子测控的实现过程中首先要依靠电子转换技术, 测量中经常会出现无法对其物理量进行直接测量的对象, 就要应用间接测量, 在之后将间接测量到的物理量, 通过转换, 转化成为需要的物理量, 为了测量结果的精度更高、宽度更大、速
11、度更快, 也要对测量中应用的单位进行转换。比较技术的应用, 是将两个或以上的物理量, 进行初步的比较之后再进行运算, 其目的在于对比出多个数据之间, 优选出最有适合应用的, 再进一步进行分析。处理技术的应用主要指对信息进行加工从而达到某种分析目的, 在测量中指预处理, 在测量阶段直接做好转换工作。最后需要对测量的结果做出显示, 进行下一步控制, 对与操控人员而言就是将不可见的信息转化为可见信息呈现在荧幕上, 对于机器而言则是将信息转化为动作。4 现阶段测控技术在电子技术上的应用4.1 在传感技术上的应用传感技术是测控技术应用的一个重要组成部分, 它依托测控技术, 经过开发, 研制出智能传感技术
12、、数字传感技术、集成传感技术、网络传感技术、气体传感技术等多样化的传感设备。值得一提的是, 网络传感技术, 被广泛应用到军事、工业、农业、国防、城市管理、企业管理、灾难救援、设备抢修等全方位、多领域中, 从而促进了经济的高速发展, 保障了社会的和谐稳定。数字化传感器则是应用最为广泛, 也是最常见的传感设备, 多应用于环境测量、图像传输、医院、银行以及与警察部门的联网监控。智能传感器多应用在医疗行业对于血压、心跳的监控以及大型内燃机如火车状态的监控。集成传感器应用在对温度、适度、气压等数据的测量。最后, 气体传感器在国防、化工、安检等领域, 为群众安全做出了极大的贡献。4.2 在远程测控技术上的
13、应用测控技术与电子技术相互结合, 衍生出另外一种测控技术即远程测控技术。电子技术下的远程网络传输, 结合测控技术, 促进公民生活便捷程度的提升, 并为社会的告诉发展做出突出贡献, 也是世界工业领域管理发展的未来趋势。无线传输、远程通讯以及监控的有机结合, 诞生了远程抄表技术, 作用于水表、电表、煤气表的监管与记录, 从而降低国家煤水电行业在多种客观因素影响下产生的损失。通过远程监控也可以对多种大型工程的现场施工安全进行管控, 也可以作用于核电设备、地下煤矿等危险系数、对人体影响较大的工作区域。对其进行监管。4.3 虚拟技术上的应用将测控技术与虚拟技术进行有机结合, 创造出功能强大的虚拟测控技术
14、, 是测控领域的又一个伟大的里程碑。体现出灵活、交互性强、可多种结合的又是, 实现了在测控操作中的网络化、系统化、模拟性等。利用视觉技术, 模拟农业生产, 对更低面积、秧苗产量进行综合分析, 推测出每平方种植面积内事宜种植量, 促进农业增产。也可应用于卵生、茧生动物孵化的无损检测。5 未来的发展趋势5.1 高频化众所周知, 变压器、电感、电容的体重重量与供电频率的平方根成反比, 也就是说用电频率越高的情况下, 用电体积重量就越小, 所占用的空间也就越小。以此原理对直流电源进行改造, 可有效节省电源材料用量, 节约电能, 从而达到节能、节水、节电的降级效益。5.2 模块化将测控设备中细小的零件以
15、及器具进行模块化管理或是模块化的组织起来, 分组成为多个单元, 可以有效降低设备组装过程中的难度, 同时在设备出现故障时, 只需对单一的模块进行修理或更换, 大大降低了维修成本。模块在其他领域也有所体现, 如移动设备端, 手机的模块化大大提升了可玩性, 手提电脑的模块化, 在原有基础上进一步降低电脑所占用的空间。5.3 绿色化绿色化的发展趋势符合可持续发展理念, 一方面要保障电子技术及测控技术的设备用电上能够最大程度的节约电能, 另一方面则是要通过电子检测技术对各行各业的生产排放做好监督, 发现问题及时的提出整改, 从而促进人类社会与环境的共同发展。实际应用中, 许多电子节电设备, 会对电网产
16、生一定的污染, 电网的污染准确来说就是在节电的过程中会向电网注入谐波电流, 谐波会使电网功率降低、紊乱, 电压耦合畸形。5.4 数字化在过去一段时间内应用到的电子技术, 其测控都是配合模拟限号进行测控和操作的。在上世纪六、七十年代, 电子技术就已经建立在模拟电路的基础上, 即使发展到今天也是一样。数字信号、数字线路等数字技术的发展日趋重要, 数字信息技术以及数字信号处理技术的发展越来越完善、越来越成熟, 其优势也越发明显, 更加方便对计算机的测控、避免模拟信号在传输过程中收到干扰而失真、变化、发出错误指令, 降低其他信号对于数字信号的干扰, 通过数字技术也有利于对软件的及时调试, 便于设备的自我诊断、提升容错等。在现阶段, 测控技术、电子技术的数字化, 应用到制图、传输等领域可以有效解决EMCPFC 等问题。总的来说, 电子技术以及测控技术的不断结合、发展, 会衍生出更多的新技术, 也会有落后的技术不断被淘汰, 并由此拓宽出更多的应用领域。高频化、绿色化、模块化、数字化, 标志着电子技术的越发成熟。电子技术测控的发展, 每年就为
