智能化在測控技術與儀器中的應用研究

胡根生，蔡慧

（上海西派埃自動化科技有限公司，上海 201600）

0 引言

現代計算機信息技術的發(fā)展極大地推動和促進了測控技術與儀器向信息化、自動化與智能化方向發(fā)展，測控技術與儀器的信息化、自動化與智能化是一個集成度較高的跨學科工程體系，它囊括和覆蓋了計算機、信息工程、控制技術、光學、電子技術、精密機械等系列學科領域，計算機、光電儀器、精密機械等綜合應用于測控系統之中，系統的設計、操作、控制和管理中涉及了信息獲取、信息處理以及信息應用技術，精確的自動化和智能的計數技術則應用于測控技術之中，此外在測控儀器設備運行狀態(tài)的監(jiān)測中綜合使用了網絡通信技術、自動化監(jiān)測技術、光學電子技術等，可以實現測量過程的全時態(tài)控制、模式甄別和信息交互處理。信息化、自動化、智能化的測控技術與儀器在工業(yè)領域得到了廣泛而深入的應用，構成了現代化工業(yè)體系的基石，本文研究和探討了智能化及其技術在測控技術與儀器中的應用。

1 測控技術與儀器

1.1 測控技術

測控技術是測量與控制技術的簡稱，顧名思義它包括測量技術與控制技術兩個方面，在現代工業(yè)生產領域中被廣泛應用，極大地促進了工業(yè)生產效率和產品質量的提升。測控技術的范疇、領域極為廣泛，并且技術性比較復雜，因此只有在大量反復的技術實踐、迭代和經驗總結的基礎上才能實現和推動技術創(chuàng)新。目前來看隨著我國工業(yè)化的不斷推進和深入，我國的測控技術整體質量和水平不斷提升，但與先進工業(yè)國家相比還存在明顯的差距，因此在測控技術實踐和研發(fā)創(chuàng)新過程中，要進一步明確和革新相關理念，瞄準行業(yè)發(fā)展前沿，結合我國工業(yè)生產發(fā)展的需要，創(chuàng)造性地提出具有革新性、適用性、先進性的技術解決方案[1]。

1.2 儀器

儀器是指實際執(zhí)行測控技術所要實現目標的設備設施和手段，其在測控應用中主要負責信息采集和數據處理工作，儀器的質量和水平是一個國家整體工業(yè)水平的縮影。在工業(yè)生產過程中，需要對復雜性、大數量、綜合性的信息和數據進行快速高效的處理，因此為了確保工業(yè)生產的效率和產品質量，需要將相應的失誤控制在一定的可以接受的范圍內，這就需要加快儀器的技術更新和技術改革，相應地要求相關技術人員要勇于創(chuàng)新、大膽創(chuàng)新。

1.3 智能化在測控技術與儀器中的應用價值與優(yōu)勢

隨著以計算機信息技術為代表的智能化技術在工業(yè)生產和社會生活中的廣泛應用，測控技術與儀器作為現代工業(yè)經濟的基礎，在智能化方向得到了長足的發(fā)展，不同行業(yè)和領域的測控技術都得到了智能化提升與革新，昭示了智能化測控技術時代的到來。借助計算機信息技術以及相關工業(yè)技術的支持和輔助，智能化測控技術的精度、控制和規(guī)范得到了明顯的提升和加持。測控技術與儀器的智能化主要體現在信息采集工具的智能化以及建立在這個基礎之上的信息分析處理、數據測量、實時監(jiān)測以及相應的自動化控制等[2]。

將智能化技術應用到測控技術與儀器之中，相對于傳統技術而言帶來了前所未有的改變和革新，精度高、時間短、控制靈活、監(jiān)測實時化等都有效的滿足了現代工業(yè)生產的要求，諸如在工業(yè)自動化實踐解決方案中，將硬件設備設施與智能化的儀器儀表相結合，就可以實現對設備設施運行的全過程實時化監(jiān)測，并且能夠實時記錄故障的發(fā)生，這為設備實施維護維修提供了更為精確的定位和和事故反饋，大大提升了故障處理的效率，通過對工業(yè)生產設備設施的儀器檢測可以對其消耗和折損情況進行動態(tài)監(jiān)控，從而提升其運行的穩(wěn)定性和制定更好的維修保養(yǎng)計劃，從而減少生產過程中意外事故的發(fā)生幾率。

此外，在測控技術與儀器中應用智能化技術有助于實現對傳統監(jiān)測技術系統和設備設施的改造、升級與更新，從而延長相關設備的使用壽命和提高精確性，從而有助于節(jié)約成本，具有良好的經濟性。在針對特殊任務和功能要求時還可以使用智能化技術代替人工操作，從而提升操作的自動化水平，減少人工操作的不便或不適宜性，不僅可以提升操作效率和安全性，而且還可以降低人工工作強度和節(jié)約人力成本。

2 智能化在測控技術與儀器中應用的場景分析

2.1 智能化與航空航天

航空航天的行業(yè)特點決定了其對技術與儀器的精密高穩(wěn)定性能等都有特殊的要求，從而確保其生產服務的安全性與穩(wěn)定性，高精度高質量的測控技術與儀器始終伴隨著航空航天產業(yè)的發(fā)展過程，在航空航天相關技術的研發(fā)和生產服務過程中，都需要大量反復的實驗、測量、監(jiān)測和模擬等，從而驗證技術的可行性、先進性、安全性與穩(wěn)定性，傳統條件下這些工作需要耗費大量的人力物力且整個過程極為繁瑣，并且測試結果的穩(wěn)定性和準確性也得不到有效保障。而使用智能化測控技術與儀器可以很好地改變這一狀況，依托智能化測控技術與儀器可以構建航空航天產業(yè)的全局模擬系統以對相關技術和環(huán)節(jié)進行模擬分析，確定航空航天相關環(huán)節(jié)和產品的具體測量要求，并結合航空航天產業(yè)的實際狀況進行具體作業(yè)，從而提高測量數據的精準性，更好地促進航空航天系統中各類傳感器元件和機械設備之間的工作協同，提升航空航天產業(yè)的發(fā)展質量與水平[3]。

2.2 智能化與農業(yè)生產

農業(yè)生產受到氣候、自然環(huán)境等因素的影響和干擾較大，具有很強的不確定性和不可控性，極大地影響了農業(yè)生產的發(fā)展和農產品產量的穩(wěn)定性。傳統農業(yè)生產中生產過程、資源配置與利用、產品加工等環(huán)節(jié)都存在明顯的不足和需要改善的地方。而利用智能化的測控技術與儀器可以很好地實現對農業(yè)生產技術與設備的更新與優(yōu)化，推動和實現種植、播種、灌溉、收割等過程的自動化。以農作物生長環(huán)節(jié)為例，可以利用智能化的測控技術對農作物生長過程進行動態(tài)實時化監(jiān)測，針對不同的生產階段監(jiān)測數據采取相應的養(yǎng)護手段，從而降低農作物發(fā)生病蟲害的幾率，同時可以降低人財物的投入，提高生產效率。在農產品采摘存儲階段，可以使用智能化測控技術和儀器對存儲條件進行溫度、濕度、環(huán)境等方面的自動控制，確保農產品質量的穩(wěn)定性[4]。

2.3 智能化與軟件開發(fā)

在軟件開發(fā)領域，智能化測控技術與儀器依然能夠起到很好的應用，軟件的可擴展性是衡量一個軟件開發(fā)成果好壞的重要指標之一，在軟件開發(fā)過程中，可以基于智能化的虛擬測控技術創(chuàng)設相應的場景，實現測控軟件開發(fā)環(huán)境和流程的優(yōu)化，大幅度地提升軟件開發(fā)的可擴展性，為后續(xù)的二次開發(fā)或多次開發(fā)創(chuàng)造更為便利的條件，同時也可以輔之以其他專業(yè)性較強的測量軟件系統，實現軟件開發(fā)的跨領域、跨學科等的橫向擴展和融合，從而實現開發(fā)理念和實現技術的全面創(chuàng)新，從某種意義上來說，這種將智能化測控技術與軟件開發(fā)的融合，打開了軟件開發(fā)的全新思路和局面，可以在人工智能的輔助和支持下實現更為智能化的人機交互、機機交互，從而帶來更為了靈活和便利的智能化自動化控制解決方案。智能化測控技術在軟件開發(fā)領域中的應用使得軟件開發(fā)的流程得到了極大的優(yōu)化，并使得其測試環(huán)節(jié)和流程實現了革新和簡潔化，并且能夠跨學科跨領域地實現特定功能，這樣在擴展接口優(yōu)化的基礎上為軟件開發(fā)和應用打下了堅實的基礎。

2.4 智能化與遠程測控

現代日趨激烈的市場競爭給規(guī)?；墓I(yè)生產帶來了很大的壓力和環(huán)境限制，而將智能化測控技術應用到工業(yè)生產過程中可以有效的改善這一狀況，例如可以將智能化監(jiān)控技術及其相應的儀器引入到工業(yè)生產過程中的監(jiān)測和監(jiān)控上來，并在此基礎上構建起相應的遠程測控網絡，并根據市場信息來對工業(yè)生產過程進行相應的控制和操作，從而更為有效地應對市場競爭和市場變化的不確定性，在智能化技術與遠程測控結合起來，目前在石油配送、城市地下管道疏通、電力供應傳輸等方面都得到了初見成效的應用，取得了預期效果并展示了良好的發(fā)展前景和發(fā)展?jié)摿?，遠程測控技術從其技術實現方式上來講可以分為電話網式、專線式、無線通訊式等多種技術實現方式，根據不同的技術實現方式特點、優(yōu)勢可以將其應用到水利、電氣、燃氣等不同的場景和領域，針對其存在的問題制定適宜的解決方案。

2.5 智能化與醫(yī)療衛(wèi)生

近年來醫(yī)療衛(wèi)生領域中智能化測控技術的應用也越來越廣泛而深入，在智能化測控技術的支持下，非接觸式的醫(yī)療測量逐漸取代了直接的接觸式測量，傳統的以水銀作為測量介質的儀器也逐漸被石英晶體、熱電偶等所代替。測量方式不但更為便捷，而且測量結果更為準確，在移動通信快速發(fā)展的條件下，無線通信技術與智能化測控技術相結合，在無線網絡的支持下，可以更加靈活地通過無線傳感器和探測器進行醫(yī)療信息的采集、處理，確保了信息獲取的實時性與精準性，這也為遠程醫(yī)療的發(fā)展提供了必要的技術支持[5]。

3 結語

隨著計算機信息技術及其相關支持技術的發(fā)展，智能化及智能化技術正在工業(yè)生產領域大規(guī)模應用，并初步奠定了現代工業(yè)化生產的基石。測控技術與儀器是現代工業(yè)化生產不可或缺的手段，測控技術及儀器的智能化是現代工業(yè)化生產技術升級的一個重要標志，也被視為一個國家整體工業(yè)水平的標識，它在某種程度上代表了一個國家工業(yè)化水平及其競爭力的大小。