測控技術與儀器專業(yè)介紹
測控技術與儀器專業(yè)介紹測控技術與儀器是研究信息的獲取和處理，以及對相關要素進行控制的理論與技術；是電子、光學、精密機械、計算機、信息與控制技術多學科互相滲透而形成的一門高新技術密集型綜合學科。
過程步驟
測控技術與儀器是將自動化系統(tǒng)上的信號加以采集、整理、處理、而后進行顯示或者發(fā)出控制信號的過程。英文名稱：Measuring andControl Technology and Instrumentations。
采集
在信號采集環(huán)節(jié)，主要是采集對象發(fā)出的各種信號，再將這種信號轉換成電信號，以便于后續(xù)的處理。對象發(fā)出的信號大多數是通過傳感器來采集的，包括物理信號（如溫度、流量、壓力等）和化學信號（如濕度、氣味等）兩大類，當然還包括不能歸為這兩類的一些信號，如可靠性、價格等。而開關量信號（帶有數字信號的特征）則主要是靠帶有單片機電路的儀器，如無紙記錄儀，進行采集。此外，圖像信號自然是由攝像裝置來進行采集。
整理
在信號的整理階段，主要是對采集到的電信號進行平整、濾波、模數轉換等，轉換成便于處理的數字信號。上述三種信號類型在整理階段的內容有所不同，比如對傳感器傳來的信號主要是進行信號放大、平整、濾波和模數轉換的過程；而對于開關量信號通過無紙記錄儀的采集之后一般都能夠轉換成所需要的數字信號以待輸出到下一個處理環(huán)節(jié)；對于圖像信號，經采集之后主要是用于顯示，若還需對圖像進行處理，再顯示，或者發(fā)出控制信號，那么也必須將圖像信號轉換成數字信號，進行處理，這就是一個復雜的問題。
處理
在信號的處理階段，主要是對數字信號進行處理以便顯示，或者發(fā)出控制信號。我們通過顯示出來的信號來判斷自動化系統(tǒng)上對象的運轉是否正常，如果信號顯示不正常，就需要對信號進行計算與處理，得到控制信號發(fā)送給對象，使對象調整運轉的狀態(tài)以復歸正常。
顯示控制
在顯示與控制環(huán)節(jié)，顯示主要是指將數字信號通過便于我們觀察的形式顯示出來以便我們進行判斷，控制主要是指將控制信號傳送給并作用于對象的過程。上面的四個環(huán)節(jié)就構成了整個測控的過程，如果包括控制的過程，則剛好形成了一個閉環(huán)，即信號從對象開始，經過采集、整理、處理，最后又將控制信號作用于對象的閉環(huán)。
編輯本段技術發(fā)展
自從迅猛發(fā)展的計算機技術及微電子技術滲透到測控和儀器儀表技術領域，便使該領域的面貌不斷更新。相繼出現(xiàn)的智能儀器、總線儀器和虛擬儀器等微機化儀器，都無一例外地利用計算機的軟件和硬件優(yōu)勢，從而既增加了測量功能，又提高了技術性能。由于信號被采集變換成數字形式后，更多的分析和處理工作都由計算機來完成，故很自然使人們不再去關注儀器與計算機之間的界限。近年來，新型微處理器的速度不斷提高，采用流水線、RISC結構和cachE等先進技術，又極大提高了計算機的數值處理能力和速度。在數據采集方面，數據采集卡、儀器放大器、數字信號處理芯片等技術的不斷升級和更新，也有效地加快了數據采集的速率和效率。與計算機技術緊密結合，已是當今儀器與測控技術發(fā)展的主潮流。對微機化儀器作一具體分析后，不難見，配以相應軟件和硬件的計算機將能夠完成許多儀器、儀表的.功能，實質上相當于一臺多功能的通用測量儀器。這樣的現(xiàn)代儀器設備的功能已不再由按鈕和開關的數量來限定，而是取決于其中存儲器內裝有軟件的多少。從這個意義上可認為，計算機與現(xiàn)代儀器設備日漸趨同，兩者間已表現(xiàn)出全局意義上的相通性。據此，有人提出了“計算機就是儀器”/軟件就是儀器”的概念。 計算機就是測控系統(tǒng)的中堅 總線式儀器、虛擬儀器等微機化儀器技術的應用，使組建集中和分布式測控系統(tǒng)變得更為容易。但集中測控越來越滿足不了復雜、遠程（異地）和范圍較大的測控任務的需求，對此，組建網絡化的測控系統(tǒng)就顯得非常必要，而計算機軟、硬件技術的不斷升級與進步、給組建測控網絡提供了越來越優(yōu)異的技術條件。 Unix、WindowsNT、Windows2000、Netware等網絡化計算機操作系統(tǒng)，為組建網絡化測試系統(tǒng)帶來了方便。標準的計算機網絡協(xié)議，如OSI的開放系統(tǒng)互連參考模型RM、Internet上使用的TCP/IP協(xié)議，在開放性、穩(wěn)定性、可靠性方面均有很大優(yōu)勢，采用它們很容易實現(xiàn)測控網絡的體系結構。在開發(fā)軟件方面，比如NI公司的Labview和LabWindows/CVI，HP公司的VEE，微軟公司的的VB、VC等，都有開發(fā)網絡應用項目的工具包。軟件是虛擬儀器開發(fā)的關鍵，如Labview和LabWindows/CVI的功能都十分強大，不僅使虛擬儀器的開發(fā)變得簡單方便，而且為把虛擬儀器做到網絡上，提供了可靠，便利的技術支持。LabWindows/CVI中封裝了TCP類庫，可以開發(fā)基于TCP/Ip的網絡應用。Labview的TCP/IP和UDP網絡VI能夠與遠程應用程序建立通信，其具有的Internet工具箱還為應用系統(tǒng)增加了E-mail、FTP和Web能力；利用遠程自動化VI，還可對控制其他設備的分散的VI進行控制。Labview5．1中還特別增加有網絡功能，提高了開發(fā)網絡應用程序的能力。 將計算機、高檔外設和通信線路等硬件資源以及大型數據庫、程序、數據、文件等軟件資源納入網絡，可實現(xiàn)資源的共享。其次，通過組建網絡化測控系統(tǒng)增加系統(tǒng)冗余度的方法能提高系統(tǒng)的可靠性，便于系統(tǒng)的擴展和變動。由計算機和工作站作為結點的網絡也就相當于現(xiàn)代儀器的網絡。計算機已成為現(xiàn)代測控系統(tǒng)的中堅。 網絡技術已越來越成為測控技術滿足實際需求的關鍵支撐 當今時代，以Internet為代表的計算機網絡的迅速發(fā)展及相關技術的日益完善，突破了傳統(tǒng)通信方式的時空限制和地域障礙，使更大范圍內的通信變得十分容易，Internet擁有的硬件和軟件資源正在越來越多的領域中得到應用，比如電子商務、網上教學、遠程醫(yī)療、遠程數據采集與控制、高檔測量儀器設備資源的遠程實時調用，遠程設備故障診斷，等等。與此同時，高性能、高可靠性、低成本的網關、路由器、中繼器及網絡接口芯片等網絡互聯(lián)設備的不斷進步，又方便了Internet、不同類型測控網絡、企業(yè)網絡間的互聯(lián)。利用現(xiàn)有Internet資源而不需建立專門的拓撲網絡，使組建測控網絡、企業(yè)內部網絡以及它們與Internet的互聯(lián)都十分方便，這就為測控網絡的普遍建立和廣泛應用鋪平了道路。 把TCP/IP協(xié)議作為一種嵌入式的應用，嵌入現(xiàn)場智能儀器（主要是傳感器）的ROM中，使信號的收、發(fā)都以TCP/IP方式進行，如此，測控系統(tǒng)在數據采集、信息發(fā)布、系統(tǒng)集成等方面都以企業(yè)內部網絡（Intranet）為依托，將測控網和企業(yè)內部網及Internet互聯(lián)，便于實現(xiàn)測控網和信息網的統(tǒng)一。在這樣構成的測控網絡中，傳統(tǒng)儀器設備充當著網絡中獨立節(jié)點的角色，信息可跨越網絡傳輸至所及的任何領域，實時、動態(tài)（包括遠程）的在線測控成為現(xiàn)實，將這樣的測量技術與過去的測控、測試技術相比不難發(fā)現(xiàn)，今天，測控能節(jié)約大量現(xiàn)場布線、擴大測控系統(tǒng)所及地域范圍。使系統(tǒng)擴充和維護都極大便利的原因，就是因為在這種現(xiàn)代測量任務的執(zhí)行和完成過程中，網絡發(fā)揮了不可替代的關鍵作用，即網絡實實在在地介入了現(xiàn)代測量與測控的全過程。 測控技術與儀器
基于Web的信息網絡Intranet，是目前企業(yè)內部信息網的主流。應用Internet的具有開放性的互聯(lián)通信標準，使Intranet成為基丁TCP/IP協(xié)議的開放系統(tǒng)，能方便地與外界連接，尤其是與Internet連接。借助Internet的相關技術，Intranet給企業(yè)的經營和管理能帶來極大便利，已被廣泛應用于各個行業(yè)。Internet也已開始對傳統(tǒng)的測控系統(tǒng)產生越來越大的影響。目前，測控系統(tǒng)的設計思想明顯受到計算機網絡技術的影響，基于網絡化、模塊化、開放性等原則，測控網絡由傳統(tǒng)的集中模式轉變?yōu)榉植寄Ｊ剑蔀榫哂虚_放性、可互操作性、分散性、網絡化。智能化的測控系統(tǒng)。網絡的節(jié)點上不僅有計算機、工作站，還有智能測控儀器儀表，測控網絡將有與信息網絡相似的體系結構和通信模型。比如目前測控系統(tǒng)中迅猛發(fā)展的現(xiàn)場總線，它的通信模型和OSI模型對應，將現(xiàn)場的智能儀表和裝置作為節(jié)點，通過網絡將節(jié)點連同控制室內的儀器儀表和控制裝置聯(lián)成有機的測控系統(tǒng)。測控網絡的功能將遠遠大于系統(tǒng)中各獨立個體功能的總和。結果是測控系統(tǒng)的功能顯著增強，應用領域及范圍明顯擴大。 測控技術與儀器
Jini軟件技術問世。Jini軟件技術旨在使各種電器設備、測量儀器及采用JAVA芯片的各種裝置能連接上網，Jini軟件連同以Java語言編寫的簡單程序，可使聯(lián)網的任何儀器設備實現(xiàn)其自身功能的同時，還能為其他儀器設備加以利用。 網絡技術的出現(xiàn)，正在并將極大地改變人們生活的各個方面。具體到計量測試、測控技術及儀器儀表領域，微機化儀器的聯(lián)網，高檔測量儀器設備以及測量信息的地區(qū)性、全國性乃至全球性資源共享，各等級計量標準跨地域實施直接的數字化溯源比對，遠程數據采集與測控，遠程設備故障診斷，電、水、燃氣、熱能等的自動抄表，等等，都是網絡技術進步并全面介入其中發(fā)揮關鍵作用的必然結果。
編輯本段目前發(fā)展
(1)以自然基準溯源和傳遞，同時在不同量程實現(xiàn)國際比對。如果自己沒有能力比對就要依靠其它國家。 (2)高精度。目前半導體工藝的典型線寬為0.25μm，并正向0.18μm過渡，2009年的預測線寬是0.07μm。如果定位要求占線寬的1/3，那么就要求10nm量級的精度，而且晶片尺寸還在增大，達到300mm。這就意味著測量定位系統(tǒng)的精度要優(yōu)于3×10的-8次方，相應的激光穩(wěn)頻精度應該是10的-9次方數量級。 (3)高速度。目前加工機械的速度已經提高到1m/sec以上，上世紀80年代以前開發(fā)研制的儀器已不適應市場的需求。例如惠普公司的干涉儀市場大部分被英國Renishaw所占領，其原因是后者的速度達到了1m/sec。 (4)高靈敏，高分辨，小型化。如將光譜儀集成到一塊電路板上。 (5)標準化。通訊接口過去常用GPIB，RS232，目前有可能成為替代物的高性能標準是USB、IEEE1394和VXI。現(xiàn)在，技術領先者設法控制技
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