儀器儀表中的自動化控制及其應(yīng)用研究

陳剛

摘 要：隨著近些年來我國工業(yè)化程度的不斷升高，對各種儀器儀表的要求也在不斷升高。尤其是社會的發(fā)展使得各個行業(yè)中對儀器儀表的應(yīng)用也在不斷增多。實現(xiàn)對儀器儀表的自動化控制一方面可以提高設(shè)備的使用效率，另一方面可以實現(xiàn)設(shè)備運行準確度的提高。本文將就儀器儀表中的自動化控制及當(dāng)前我國自動化設(shè)備的應(yīng)用情況進行研究。

關(guān)鍵詞：儀器儀表；自動化控制；設(shè)備應(yīng)用；分析研究

作為科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要結(jié)晶，自動化的儀器儀表的應(yīng)用為我國工業(yè)化的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。當(dāng)前各種自動化控制的儀器儀表已經(jīng)在物理、化學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用并取得了良好的效果。同時，自動化的儀器儀表主要是基于新型的信息處理方法進行的，因此具有較強的特征性。本文將就此進行研究。

1 自動化儀器儀表及其分類簡介

儀器儀表的自動化控制實現(xiàn)了當(dāng)前工業(yè)應(yīng)用效果的提升。在現(xiàn)階段應(yīng)用過程中，自動化控制的儀器儀表已經(jīng)在環(huán)境科學(xué)、化學(xué)的等各個學(xué)科進行了各種應(yīng)用。就應(yīng)用效果來看，通過使用自動化儀器儀表實現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)效率的提高。例如在化學(xué)分析領(lǐng)域，通過使用自動化控制的儀器儀表可以實現(xiàn)對各種化學(xué)物質(zhì)的快速精準檢測。同樣的，在環(huán)保部門，通過使用一些自動化的儀器儀表可以對環(huán)境中出現(xiàn)的各種異常情況進行實時監(jiān)測并及時采取措施進行治理，有效的避免了污染擴大化。

在對儀器儀表進行分類方面?，F(xiàn)階段使用的分類方法主要有兩種。一種是按照應(yīng)用進行分類。不同的機械設(shè)備上需要用到不同的儀器儀表。例如在汽車上使用的儀表就和在醫(yī)學(xué)上使用的儀表具有很大的差別。當(dāng)前在航天航空、地質(zhì)勘探等方面也會用到各種儀器儀表。因此可以按照這些不同的應(yīng)用途徑等進行分類。另一種分類方法是按照儀器儀表的不同功能進行的。儀器儀表的在設(shè)計時就已經(jīng)決定了其具體用途。例如，有些儀器儀表是對溫度進行測量的，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)也是溫度數(shù)據(jù)。有些儀器儀表是對壓力進行測量的，獲得也是壓力數(shù)據(jù)。因此可以按照功能的不同進行分類。

2 自動化儀器儀表的應(yīng)用研究

2.1 儀器儀表的結(jié)構(gòu)和功能研究

科技的不斷發(fā)展使得儀器儀表的應(yīng)用也得到了不斷優(yōu)化。尤其是現(xiàn)階段各種信息技術(shù)和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展已經(jīng)使得儀器儀表的結(jié)構(gòu)和功能得到優(yōu)化。下文將就此進行具體分析。

首先，自動化控制的儀器儀表應(yīng)用范圍得到擴大。尤其是近些年來儀器儀表的自動化程度的不斷升高，在各個領(lǐng)域的應(yīng)用情況也得到一定的發(fā)展。通過對軟件和硬件的各種優(yōu)化，當(dāng)前的自動化儀器儀表已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)的便捷獲取和在線分析，這種功能的提高使得在對數(shù)據(jù)進行分析方面可以有效的實現(xiàn)對抽象數(shù)據(jù)的有效測量，實現(xiàn)測量功能的良好優(yōu)化。例如對當(dāng)前發(fā)展較快的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建等，保證了設(shè)備運行效率的提高。

其次，當(dāng)前儀器儀表的集成化程度不斷提高，各種便攜式的儀器儀表不斷出現(xiàn)。這主要是由于現(xiàn)階段微處理器以及微流控芯片技術(shù)的提高使得在對各種數(shù)據(jù)處理城區(qū)設(shè)計上有了很大的優(yōu)化。儀器儀表集成化程度的提高是在儀器整體功能不收影響的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，因此可以實現(xiàn)原位檢測，在對受測樣本不進行破壞的基礎(chǔ)上實現(xiàn)對各種數(shù)據(jù)的獲取。這種進步極大的拓寬了儀器儀表是適用范圍，同時使得獲取的各種數(shù)據(jù)更加準確。除此之外，各種模糊控制程序的產(chǎn)生為儀器儀表的控制開辟了新的途徑。通過進行數(shù)據(jù)采集并結(jié)合模糊推理可以極大的提高了測量結(jié)果的準確程度?；旧蠈崿F(xiàn)了儀器儀表的自動化控制，并為其今后的發(fā)展方向奠定了基礎(chǔ)。

2.2 虛擬化的儀器結(jié)構(gòu)研究

現(xiàn)階段使用的各種儀器儀表都經(jīng)過了較長時間的設(shè)計。在前期進行設(shè)計過程中一般都是一包虛擬儀器進行，通過代碼的形式對儀器的一些功能等進行介紹。這種方式的產(chǎn)生大大提高了對各種儀器儀表設(shè)計的效率和效果。同時這種方式的一個重要優(yōu)點就是較為靈活。因為各種功能的實現(xiàn)都是在程序設(shè)置好的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，如果存在問題和隱患，只需要對相關(guān)程序進行一定的優(yōu)化。在自動化儀器儀表的今后發(fā)展過程中，其主要方向有以下幾點：首先，設(shè)計好的設(shè)備要能夠?qū)崿F(xiàn)其驅(qū)動的直觀性。在進行實際使用時要注重其便捷性和高效率。因此就需要保持原有的即插即用的端口，實現(xiàn)對這種數(shù)據(jù)函數(shù)的調(diào)用。其次，在使用最新的程序開發(fā)基礎(chǔ)上要融入相關(guān)的智能化技術(shù)，在進行人機交互過程中能夠是吸納源代碼的自動生成，簡化工作量，提高工作效率，同時保證源代碼編程的特點，在實際使用過程中便于維護和保養(yǎng)。

2.3 構(gòu)建儀器儀表網(wǎng)絡(luò)，提高使用效果

一個完整的工業(yè)系統(tǒng)需要很多儀器儀表的使用。因此，要實現(xiàn)儀器儀表自動化程度的升高就要組建相應(yīng)的儀器儀表控制網(wǎng)絡(luò)。將每一個儀器儀表作為網(wǎng)絡(luò)中的一個節(jié)點進行控制，實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的有效控制。同時，隨著近些年來相關(guān)的智能化軟件的不斷更新?lián)Q代，其功能和使用效果也得到有效提高。通過將儀器儀表構(gòu)建成網(wǎng)絡(luò)其產(chǎn)生的優(yōu)勢是值得我們注意的。舉例而言：在以往使用對一些波形圖等進行處理過程中主要依靠使用萬用表和示波器，通過進行設(shè)備調(diào)節(jié)來實現(xiàn)波形的轉(zhuǎn)換，獲得有效的數(shù)據(jù)資料。但是現(xiàn)階段，通過將萬用表和示波器與計算機進行連接，實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)處理，在合理使用相關(guān)處理軟件的基礎(chǔ)上可以對各種數(shù)值等進行有效測量。比如進行濾波，傅里葉變換等。除此之外，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集設(shè)備無法實現(xiàn)遠程操作，通過使用各種現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)采集儀器進行聯(lián)網(wǎng)操作可以有效的實現(xiàn)分布式數(shù)據(jù)采集，達到遠程控制的目的，使得數(shù)據(jù)采集變得極為便捷。同時對采集獲得數(shù)據(jù)可以進行分類存儲并進行分析，比如對已經(jīng)獲得的數(shù)據(jù)可以進行拷貝并上傳到數(shù)據(jù)庫中，以備查看。儀器儀表自動化程度的提高極大的實現(xiàn)了對設(shè)備的實施監(jiān)控。這需要技術(shù)人員、質(zhì)檢人員等共同努力，對每一個環(huán)節(jié)進行監(jiān)控，實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析，并依據(jù)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的規(guī)律進行相應(yīng)的調(diào)整，為信息處理的進一步發(fā)展指明了方向。

3 總結(jié)

技術(shù)的不斷進步使得儀器儀表的自動化控制也在不斷發(fā)展，催生了各種相關(guān)技術(shù)的不斷進步。在今后的發(fā)展過程中，儀器儀表的自動化進步使得產(chǎn)生的儀器體積更小、操作更為簡便、功能更加強大，以滿足我國工業(yè)化發(fā)展的需求。為社會進步，國家發(fā)展貢獻力量。

參考文獻

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