测控技术与仪器专业

调研报告

班 级： 08测控（2）班 学

生

姓

名：

李志伟

测控技术与仪器专业

学 号： 0800201216 题 目： 测控技术调研报告

完成日期 2011 年 6月 28日

引言

测控技术自古以来就是人类生活和生产的重要组成部分。最初的测控尝试都是来自于生产生活的需要，对时间的测控要求使人类有了日晷这一原始的时钟，对空间的测控要求使人类有了点线面的认识。现代社会对测控的要求当然不会停留在这些初级阶段，随着科技的发展，测控技术进入了全新的时代。

随着现代科学技术日新月异的发展，以信息技术产业为支柱的知识经济也随之迅速发展，人类已经逐渐进人信息社会，各种高新技术也愈来愈多地融合渗入到测量领域和仪器仪表行业。测控技术与仪器已经发展成为当今信息科学技术学科领域的重要分支，是研究信息的获取和预处理，以及对相关要素进行控制的理论与技术;是集光、机、电、自动控制技术、计算机技术与信息技术多学科相互融合和渗透而形成的一门高新技术密集型综合学科。

测控技术是现代工业技术中的重要支柱，是解放和发展生产力、增强产品市场竞争力的可靠保证。在现代科技领域中，特别是在尖端技术领域中，重大成果的取得，都与测控技术是分不开的。可以说如果没有现代测控技术，支撑现代义明的科学技术就不可能得到发展。

一 背景意义

测控技术与仪器、仪表广泛用于制造业、能源、环保、航空、航天、国防工业以及科学研究等部门，是观察、测量、计算、记录和控制自然现象与生产过程的工具。解放前，我国没有独立完整的仪器仪表工业。新中国成立后，1951年我国即着手第一个五年计划的编制工作。 “一五”期间国家陆续建立了一批大型骨干工业企业和国防工业，而这些企业中必须配备大量的仪器仪表。 日前，国内测控行业的整体水平和国外有着很大差距。我国仪器仪表行业产品绝大多数是属于中低档水平，随着国际上智能化、数字化、微型化的产品逐渐成为主流，这种差距还继续加大。

要提升国内制造业的整体水平，必须提高测控行业的整体水平。国内测控行业和国外的差距主要表现在两个层而上：一是在先进技术的研发上，另一个是成熟技术的应用和推广上。而近10年来，以Internet为代表的网络技术的出现以及它与其他高新科技的相互结合，不仅己开始将智能互联网产品带入现代生活，而且也为 测量与仪器技术带来了前所未有的发展空间和机遇，网络化测量技术与具备网络功能的新型仪器应运而生。

二 发展趋势

测控技术广泛应用十国民经济建设的电信、民航、石油、化工等许多领域。计算机网络技术的迅速发展，推动着测控技术向着网络化、分布性和开放性的方向发展。这种发展趋势使测控系统功能的扩展更加灵活，性能不断提高，使用更加简便。

计算机、微电子、通信和网络等技术是网络化测量技术与仪器产生并迅速发展的强劲支撑。自从迅猛发展的计算机技术及微电子技术渗透到测量和仪器仪表技术领域，便使该领域的面貌不断更新。相继出现的智能仪器、总线仪器和虚拟

仪器等微机化仪器，都无一例外地利用计算机的软件和硬件优势，从而既增加了测量功能，又提高了技术性能。由于信号被采集变换成数字形式后，更多的分析和处理工作都由计算机来完成，故很自然使人们不再去关注 仪器与计算机之间的界限。近年来，新型微处理器的速度不断提高，采用流水线、RISC结构和cachE等先进技术，又极大提高了计算机的数值处理能力和速 度。在数据采集方面，数据采集卡、仪器放大器、数字信号处理芯片等技术的不断升级和更新，也有效地加快了数据采集的速率和效率。与计算机技术紧密结合，已是当今仪器与测控技术发展的主潮流。对微机化仪器作一具体分析后，不难见，配以相应软件和硬件的计算机将能够完成许多仪器、仪表的功能，实质上相当于一台 多功能的通用测量仪器。这样的现代仪器设备的功能已不再由按钮和开关的数量来限定，而是取决于其中存储器内装有软件的多少。从这个意义上可认为，计算机与现代仪器设备日渐趋同，两者间已表现出全局意义上的相通性。

与此同时同时网络技术已越来越成为测控技术满足实际需求的关键支撑。当今时代，以Internet为代表的计算机网络的迅速发展及相关技术的日益完善，突破了传统通信方式的时空限制和地域障碍，使更大范围内的Internet拥有的硬件和软件资源正在越来越多的领域中得到应用，比如电子商务、网上教学、远程医疗、远程数据采集与控制、高档测量仪器设备资 源的远程实时调用，远程设备故障诊断，等等。与此同时，高性能、高可靠性、低成本的网关、路由器、中继器及网络接口芯片等网络互联设备的不断进步，又方便 了Internet、不同类型测控网络、企业网络间的互联。利用现有Internet资源而不需建立专门的拓扑网络，使组建测控网络、企业内部网络以及它 们与Internet的互联都十分方便，这就为测控网络的普遍建立和广泛应用铺平了道路。

三 技术特点

现代测控技术的特点可以概括为：智能化、数字化、网络化、分布式化。

1 智能化 现代测控系统中应用的仪器仪表都是智能化的仪器，以微处理器为基础，具有方便使用、灵巧、多功能等特点。随着微电子技术的发展和更多的人工智能的不断引入，智能化仪器的计算能力和计算方法将得到大大增强。 2 数字化 数字化在测控领域中的应用主要体现在：控制器到远程终端设备的数字化控制，传感器的数字化控制，通信、信号处理等过程的数字化控制等。 3 网络化 传感器技术、测控技术、计算机技术与网络技术的结合，使分布式、网络化的测控系统的组建变得十分便捷。随着计算机网络技术的迅猛发展及其他相关技术的不断完善，使得计算机网络的规模更加庞大，其在航空航天、气象、通信和国防等领域的应用也更为广泛。

4 分布式化 分布式测控技术是以网络技术和微型计算机术为基础，采用分布式的结构将系统内所使用设备连接起来，从而组合成符合要求的分布式测控系统。在生产过程的控制中，分布式测控系统可以实现测量——控制——管理的全自动化，大大降低了测控成本，提高了测控效率。

四 应用情况

1 新型传感器技术 传感技术是当今世界发展最迅速的高新技术之一。为

了适应现代科学技术的发展，新型传感器逐渐融入了诸如计算机技术、智能技术和网络技术等新技术，使其结构更加完善，功能更加强大。

新型传感器技术的应用体现在：①微型化气体传感器广泛应用于交通、医学、化工、机器人、国防、防伪等领域。②数字化传感器在实际生产和生活中应用广泛，如：银行监控、测量环境温度、图像传感器等。③集成化传感器主要用于温度测量、压力测量和视觉测量。④智能化传感器的典型应用，如：火车机车的状态监测、心内压监控系统等。⑤网络化传感器在工业、农业、军事国防、医疗、抢险救灾、环境监测、城市管理、反恐等许多领域具有潜在的实用价值和重要的科研价值。

2 现代测控总线技术 在现代测控系统中，利用总线技术可以在很大程度上简化测控系统结构，增加系统的可靠性、开放性、兼容性及可维护性，从而降低系统成本。

现代测控总线技术的应用有：①GPIB总线技术利用计算机实现了对仪器的操作和控制，促使测控技术向大规模测控系统的方向迅速发展。②USB总线具有低成本、速度快、使用灵活、即插即用、易于扩展等优点，在低速设备上应用广泛。③IEEE总线具有支持多种总线速率、支持等时和异步两种传输方式、分层的硬件和软件、支持点对点传输、可扩展总线、错误检测和处理等优点，成为外部硬盘、视频设备、高度数字音频和其他高速外设的首选接口。④自动化系统与设备正朝着现场总线体系结构的方向前进，将极大的促进企业网络和自动化相关行业的发展。⑤LXI总线有着巨大的竞争潜力和广阔的发展空间，尤其适合于多个单位合作研究开发生产的项目和分布在不同地区的研发机构。

3 虚拟仪器技术 虚拟仪器技术是计算机辅助测试领域的一项重要技术，是现代仪器技术和现代计算机技术深层次结合的产物，具有功能强大、交互性、灵活性、系列化和模块化、网络化等优点。

虚拟仪器技术的应用也较广泛，如：①利用虚拟仪器技术测量不同进口压力和转速下的液力变矩器的性能参数。②虚拟仪器技术用于蚕茧无损质量检测。③利用虚拟仪器计算机视觉软件和开发工具，开发出计算机自动化秧苗分析系统，可用于预测在最后发芽期限发芽良好的秧苗数量及监视秧苗质量。④虚拟仪器技术用于农机监控、检测上及农机现代化管理与教育。

4 远程测控技术 常见的远程测控技术有：专线远程测控技术、电话网远程测控技术、以太网远程测控技术和无线通信远程测控技术。

远程测控技术的应用主要有：①基于Internet的远程测控技术，在核电站检测、电网运行监控、石油输送管道的远程监控、机器人的远程监控等领域应用广泛。②基于现场总线的远程测控技术，主要应用于现场总线仪表、现场总线网络、现场总线远程测控系统等的监测。③基于无线通信的远程测控技术特别适用于用户密度不高、距离较远、不易布线和地理环境复杂的地区和情况。

五 发展前景

日前测控系统中迅猛发展的现场总线，它的通信模型和OSI模型对应，将现场的智能仪表和装置作为节点，通过网络将节点连同控制室内的仪器仪表和控制装置联成有机的测控系统。测控网络的功能将远远大十系统中各独立个体功能的总和。结果是测控系统的功能显著增强，应用领域及范困明显扩大。1999年2月，Jini软件技术问世。Jini软件技术旨在使各种电器设备、测量仪器及采用JAVA芯片的各种装置能连接上网，Jini软件连同以Java语言编写的简单程序，可使联网的任何仪器设各实现其自身功能的同时，还能为其他仪器设备加以利用。网络技术的出现，正在并将极大地改变人们生活的各个方面。具体到计量测试、测控技术及仪器仪表领域，微机化仪器的联网，高档测量仪器设各以及测量信息的地区性、全国性乃至全球性资源共亨，各等级计量标准跨地域实施直接的数字化溯源比对，远程数据采集与测控，远程设各故障诊断，电、水、燃气、热能等的自动抄表，都是网络技术进步并全而介入其中发挥关键作用的必然结果。

结束语

日前，全球经济一体化，中国的测控市场已经慢慢发展起来。进入新队纪

以来，队界军事国防、电子制造、工少一自动化等行业都进入了前所未有的高速发展阶段，测控技术的迅猛发展为整个社会技术进步和产业升级起到了推动、提升和改造的作用，测控技术的前景必然会越来越广阔！

参考文献

[1] 国家计委产业发展司，国家经贸委投资与规划司，科学技术部条件财务司.关于振兴我国仪器产业对策与建议——对全国仪器行业开展调查研究的总结报告

[2]《仪器仪表学科战略发展研究》课题研究组，仪器仪表学科发展战略研究报告.2005 [3]《自动化学科战略发展研究》课题研究组，自动化学科专业发展战略研究报告.2005 [4]专家论仪器的重要作用.www.yiqiyibiao.com,2002.12.28

[5]中国仪器仪表学会.现代仪器仪表的发展和未来五年我国对仪器仪表市场需求的分析报告.2004.07

[6] 王大珩，胡柏顺.加速发展我国现代仪器事业，迎接 21世纪挑战.现代科学仪器 [7]王大珩.现代仪器仪表技术与设计（上、下卷）.北京：科学出版社

[8]戴先中.自动化科学与技术学科的内容、地位与体系.北京：高等教育出版社 [9] 测控技术与仪器专业发展战略研究报告

[10] 《中小企业管理与科技》,浅谈现代测控技术及其应用 [11] 现代测控技术的发展及前景

参考文献

[1] 国家计委产业发展司，国家经贸委投资与规划司，科学技术部条件财务司.关于振兴我国仪器产业对策与建议——对全国仪器行业开展调查研究的总结报告

[2]《仪器仪表学科战略发展研究》课题研究组，仪器仪表学科发展战略研究报告.2005 [3]《自动化学科战略发展研究》课题研究组，自动化学科专业发展战略研究报告.2005 [4]专家论仪器的重要作用.www.yiqiyibiao.com,2002.12.28

[5]中国仪器仪表学会.现代仪器仪表的发展和未来五年我国对仪器仪表市场需求的分析报告.2004.07

[6] 王大珩，胡柏顺.加速发展我国现代仪器事业，迎接 21世纪挑战.现代科学仪器 [7]王大珩.现代仪器仪表技术与设计（上、下卷）.北京：科学出版社

[8]戴先中.自动化科学与技术学科的内容、地位与体系.北京：高等教育出版社 [9] 测控技术与仪器专业发展战略研究报告

[10] 《中小企业管理与科技》,浅谈现代测控技术及其应用 [11] 现代测控技术的发展及前景

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/4a47.html