現代測控技術與儀器發(fā)展現狀研究

張計科

【摘 ?要】測控技術與儀器是研究信息獲取與處理以及對相關要素進行控制的理論與技術。隨著新技術的不斷誕生與應用，我國測控技術水平不斷提高，相關測控儀器功能越來越強大，測控結果越來越精準，因此，有必要對測控技術與儀器進行探討，為其更好地應用奠定基礎。

【關鍵詞】測控技術;儀器;實踐

中圖分類號：TH70 ?文獻標識碼：A

引言

隨著我國現代化建設水平的不斷提升，當前測控技術與儀器作為實現現代化過程中不可或缺的重要組成部分，其在實踐與應用中的實際效果也逐漸得到了人們的廣泛關注。測控技術作為一種常用的測量技術，其不但是實施各種工程設計與規(guī)劃的重要環(huán)節(jié)，同樣也是當前相關行業(yè)建設與發(fā)展的重要途徑之一。目前，國內許多相關領域的研究者都試圖通過優(yōu)化測控技術與儀器來提升測控水平，滿足不斷變化的測控環(huán)境與工程建設需求。作為一項復合型的測量技術，其不但涉及到了電工電子技術與各種精密儀器的設計與制造工藝，同時還與信息技術與微電子技術存在密切的關系。為了進一步分析現代測控技術與儀器的實踐應用情況，就必須先來認識一下測控技術與儀器的基本內涵。

1測控技術與儀器的應用要點

1.1硬件設計

硬件是測控系統的重要構成部分，設計是否科學、合理直接影響測控技術及儀器功能的正常發(fā)揮。為保證設計質量，應用時應注意：首先，明確約束條件。認真分析硬件的形狀、大小、各種物理量、用途等，考慮測控系統實現的功能、反應靈敏度、工作穩(wěn)定性、測控精度、開發(fā)周期等，在保證質量的基礎上注重產品成本的控制。其次，設計系統電路時可考慮使用DSP、FPGA、CPLD等集成度較高的器件技術，如應用PC104工控機、PC商用機等。最后，應用通用軟件包、可視化開發(fā)工具進行開發(fā)，如組態(tài)王、LabWindows/CVI、LabView，并應用開放性技術進行可擴展性設計。

1.2軟件設計

測控系統應用的軟件有：系統界面程序、數據庫管理程序、數據處理程序、控制程序、檢測程序等，設計時應認真分析程序運行效率以及硬件性能。同時，做好數據處理各功能設計，包括數據融合、數據濾波、差值、誤差分析、量程轉換。另外，還應做好人機交互界面的設計，做到設計美觀、操作方便。

1.3抗干擾設計

測控系統元件復雜、精密度高，容易受到電磁干擾，因此，在實踐中應用時，應做好抗干擾設計，一方面，對數據的抗干擾處理。使用神經網絡、小波變換、圖像處理等技術，對數據進行補償、修正，確保測控數據更加精準。另一方面，電路抗干擾預防。為避免電路干擾，可將設備、元件器、電路設置在磁性或低電阻材料構成的屏蔽物內，或采用脈沖變壓器隔離、光電隔離、物理性隔離等手段，將干擾因素隔開，保證測控系統工作穩(wěn)定性。

1.4測控技術在傳感器中的應用

傳感器是將例如聲、光、溫度等一系列物理量轉換為電壓、電流、電阻等電量值的設備，作為機電一體化行業(yè)、工業(yè)機器人行業(yè)、電子控制系統中的檢測部分，是必不可少的和不可替代的。隨著測控技術的不斷發(fā)展，其高精度的測控手段融入至傳感器的制造和應用中，會大大提高傳感器的精度、重復精度、分辨率，縮短傳感器響應時間，尤其在測量溫度、壓力、流量等具有大滯后環(huán)節(jié)的系統中具有明顯的優(yōu)勢。

1.5測控技術在遠程控制中的應用

隨著無線網絡技術的不斷發(fā)達，很多智能家居在人們的生活中得到普及應用，測控技術可以在無線網絡通信的平臺上，實現對目標的檢測和控制，例如目前正在快速普及的智能燃氣表技術和已經推廣使用的智能電表、智能水表中，均利用了遠程測控技術，提高了用戶體驗。

1.6測控技術

在航天領域的應用。測控技術與儀器專業(yè)中的專業(yè)方向較多，其最重要的一個方向就是航天測控。航天測控中對精度的要求是極高的，在飛行跟蹤、飛船對接、遙感測控等諸多航天活動中，均離不開測控技術的支持。尤其我國自“神州”計劃以來至今，神舟號飛船不斷成功飛天和返回，再到天宮號、嫦娥號的測試和發(fā)射成功，表明我國的測控技術與儀器水平已經達到了世界級水平，并還在不斷取得突破。未來，我國通過空間站的建立和其他太空計劃的穩(wěn)步實施，測控技術仍有巨大的發(fā)展前景。

2我國現代測控技術與儀器領域的未來發(fā)展趨勢

2.1簡單化與復雜化的發(fā)展趨勢

隨著我國現代測控技術與儀器領域的不斷發(fā)展，會呈現出兩極化的發(fā)展趨勢：第一，簡單化的發(fā)展方向，現代測控技術與儀器使用起來會越來越簡單，操作更加方便，也會出現智能化的趨勢，相關的操作人員只需要經過短時間的培訓，就能夠熟練操作復雜的儀器;第二，復雜化的發(fā)展，現代測控技術與儀器的實現原理會越來越復雜，尤其是很多設備和儀器綜合了多種高新技術，儀器的原理會變得更加復雜，需要專業(yè)化的人才對儀器進行深入的設計和創(chuàng)新。

2.2企業(yè)的研發(fā)水平得到不斷提高

對于傳統企業(yè)來講，在生產過程中使用到的儀器主要是通過采購的方式引入，但是這種模式增加了企業(yè)的生產成本，而且有個性化需求的儀器無法得到滿足，需要進行專門的定制化，可能會影響企業(yè)的生產周期。因此，很多企業(yè)逐漸認識到這一問題后，開始招聘現代測控技術與儀器專業(yè)人才，成立專門的科研團隊，研發(fā)符合企業(yè)需求的儀器：第一，企業(yè)開始加大對研發(fā)團隊的成本投入，包括人才數量、研發(fā)資源等方面的投入，從而不斷提高企業(yè)的自主研發(fā)能力，進而降低儀器的使用成本;第二，企業(yè)開始逐漸認識到專業(yè)人才是推動企業(yè)未來發(fā)展的核心力量，因此通過提高人才福利待遇，滿足人才個性化需求等多種方式，幫助企業(yè)吸引更多的專業(yè)化人才，提高企業(yè)的整體競爭力;第三，企業(yè)與高校逐步建立校企合作模式，建立產學研三贏的人才培養(yǎng)模式，降低了企業(yè)培養(yǎng)人才的成本，提高企業(yè)的競爭力，改變企業(yè)受制于儀器制造商的局面，使得企業(yè)能夠更加獨立地發(fā)展。

2.3國家對現代測控技術與儀器領域的發(fā)展更加重視

第一，鼓勵高校設置相關的專業(yè)，為我國工業(yè)發(fā)展提供更多的專業(yè)化人才，積極推動企業(yè)與高校之間的合作，幫助高校培養(yǎng)更多綜合素質較高的人才，逐步推動企業(yè)的發(fā)展;第二，國家為現代測控技術與儀器領域人才的培養(yǎng)提供了更多的資源，例如：鼓勵大學生進行該領域的創(chuàng)業(yè)，并積極提供創(chuàng)業(yè)資金和創(chuàng)業(yè)專業(yè)指導等;第三，當地政府受國家政策的引導，也開始重視本地工業(yè)的發(fā)展，積極推出各項政策吸引專業(yè)人才，不斷提高當地工業(yè)的發(fā)展水平。

2.4現代測控技術與儀器的應用領域更加廣泛

第一，由于我國工業(yè)發(fā)展開始呈現出自動化、智能化的發(fā)展方向，因此各個領域對儀器和技術等方面都形成了獨特的需求，所以應用領域出現了細分的需求，設計和制造的儀器往往呈現出專業(yè)化的應用方向，只適用于某一個領域的發(fā)展，對其他領域該儀器并不適用;第二，儀器呈現出專業(yè)化的發(fā)展方向，那么會使得儀器的應用領域變多，每個領域都可以與其他領域的技術進行結合，從而形成滿足該領域需求的現代測控技術與儀器，更好地滿足一些領域的個性化需求，推動多個工業(yè)領域的共同發(fā)展。

結束語

中國測控技術水平發(fā)展較晚、底子較薄，通過經濟實力的不斷增強以及政府對科學技術的重視和支持，測控技術與儀器這項專業(yè)會得到突飛猛進的突破。未來，測控技術將在眾多領域得到全面發(fā)展，以此提高各個領域的綜合實力。

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（作者身份證號碼：130527198109131817）