崔小英 刘萍

（1.江西昌河汽车有限责任公司北京分公司 北京市 101300 2.北京卫星制造厂有限公司 北京市 100094）

随着我国科学技术和各学科产业的发展，越来越多的学科内容被应用到实际生活中。但是各学科的实际应用，基本上都离不开测控技术，其中尤其以测控技术在电子技术中的应用尤为突出。简单地说测控技术可以分为测量和控制，结合电子技术的高速发展，特别是集成电路的广泛应用，为测控技术提供了极为广泛的应用领域和应用前景。

1 测控技术和电子技术的简单概述

测控技术简单来说就是测量和控制，测量既包括宏观量的测量，也包括微观量的测量。比如物体的长度、宽度、高度等信息，都可以通过测量来得到，以往通过测量得到的信息要经过人再进行二次计算或者多次计算后得到我们想要的数据信息（比如通过长宽高计算体积等），这都可以理解为测量技术在我们日常生活中的应用。而在较小尺度内的或者不那么直观的测量操作，一般通过一些测量传感器等来实现，例如测量风速等等。

控制指的是通过操作人员自身或者机械自动化的干预操作，从而使得事物的发展向一个趋势实现运作，或是在一个区间范围内重复动作[1]。而在测控技术的应用中，一般干预操作是通过电子技术来实现自动化的过程控制，通过测量结果和自动化的干预控制，实现闭环的反馈调节。

电子技术又分为模拟电子技术和数字电子技术，依靠集成电路的高速发展和元器件制作工艺的进步，发展迅速，得以在很小的体积内实现极高的集成度。由于这种特性，使电子技术在广泛领域内得以应用，在能源、医疗、建筑、工业生产等领域发挥着极为重要的作用。

测控技术和电子技术的结合，可以充分结合发挥两者的优势，测控技术的测量和控制系统，借助电子技术的集成化，可以将测量系统和控制系统做到高度集成化、自动化，从而实现更高效的应用。

现代控制系统主要由五个部分组成，包括控制器，测控应用软件，控程设备，总线与接口及被测对象构成了整个系统。测控结构图如图1所示。

1.1 控制器

对于控制器是整个系统的中心，起着协调与指挥的作用，通过单片机计算机等进行整体的控制。

1.2 测控应用软件

通过测控应用软件，主要判断测试系统的正确性，可以执行应用程序仪器驱动组成等。

1.3 程控设备

程控设备，它的功能主要包括存储显示等程控设备，主要是由执行器存储器显示器等元件组成。

1.4 总线与接口部分

总线与接口部分，通过usb 电缆连接器等将控制器与程控设备进行连接，形成一个完整的通路，使系统可以进行顺畅良好的运行。

1.5 被测对象

被测对象通过被测设备与接口连接，可以将对象进行监控。

2 监控技术在电子技术方面的应用

图1：测控结构图

新型的传感技术是在测控技术中非常重要的一个部分，目前对于新型传感技术的开发包含了以下几个方面，智能化传感器集成传感器微型气体传感器新型网络传感器等，针对智能的传感器主要是利用新内压监测和火车的状态监控等，集成化传感器主要利用温度压力进行测量，数字化传感器对目前来说是非常常见的一种，主要用于监控环境测量等，而对于社会安全来说，通常用于国防交通化工医学等方面利用的传感系统为微型气体传感器，在所有的类型中，最为重要的则是目前新型的网络传感器，它应用于生活的各个层面，包括军事农业城市管理等，对社会的建设与和谐也做出了很大的贡献。

在测控技术中，另一项非常重要的就是远程测控技术的应用，这也是目前工业领域中，着力发展的一个主要方向，对于专线的远程技术控制，也有核心的监测站进行选择远程监控，这样也可以极大地方便大型工程的监测工作，无线通信远程监控可以对煤气水电等自动抄表进行控制，网络与远程技术监控的融合，极大地方便了日常生活中的操作，同时对人类的发展有着至关重要的作用。

现代的测控总线技术是将处理器上连接的各个部件进行大幅度的处理，增加系统的可靠性开放性和兼容性，使整个系统的结构趋于简单化，方便更换各种的零件，同时也降低系统的成本，通过使用usb 应用可以在低速的设备上进行总线技术的运行，GPIB 总线技术也可以使整个测控技术向大规模的方向发展，这些都有利于对于监控总线技术的发展，同时，也使总线技术向电子方向发展奠定了很好的基础，自动化正在逐渐融入总线结构当中，这样大大的提高了企业的自动化管理和网络行业的发展，从而节约更多的成本。

虚拟仪器技术是当前工业行业衍生出来的新型产物，通过与计算机技术的结合是测控技术不仅实现了功能强大技术性强的特点，同时也是在测试领域中的一项重大突破，虚拟仪器技术，它不仅仅拥有着超强的灵活性，并且交互性更强，特点的突出使它更趋近于系统化和网络化，对于虚拟仪器技术的应用，主要是用于蚕种催青过程的无损质量检测，二是通过利用视觉性软件进行秧苗分析，预测发芽期和秧苗数量，监测秧苗质量，第三，也可以应用于现代的农机化教育管理，第四，通过进行可测量液体变矩器不同压力级转数下的性能参数，这些都可以表明虚拟仪器技术在当代的应用广泛，并且它广泛地在农业和电子方面有着很突出的作用。

3 测控技术在工农业中的实际应用

3.1 在农业中的应用

在农业中，测控技术与电子技术结合的实际应用简单范例就是蔬菜大棚的温湿度控制系统，通过温湿度传感器对大棚内的环境质量进行检测，并且实时显示，当环境的温湿度超出程序设定阀值时，自动触发相应的控制系统进行温湿度控制。如当温湿度高于设定范围时，触发通风降温除湿系统自动开机运行进行工作，当温湿度值降到合适范围之后控制系统关机等待下次被唤醒，检测系统持续运行监测。

在这个简单的农业控制系统中，体现出了测控技术的几个特点：智能化、自动化、高精度、高效节能。

根据程序设定判断温湿度量是否在设定范围内，根据温湿度量的不同判断是否开启或关闭控制系统，利用高精度的传感器进行测量量的判断，分别体现出系统的智能化、自动化和高精度的特点。而整个系统的控制系统，使得部分系统在不需要工作的时候关闭或者进行休眠部分，只保持关键系统的运行，并且整个过程中不需要人力的介入，所以系统实现了高效节能、节省人力的目的。

3.2 在工业中的应用

在工业生产中，常见的应用案例往往体现在自动化生产线上，不同的产线根据生产工艺的不同、工种的不同，对生产设备的要求也不同，将产线作为一个整体来看，整个应用可以体现出以下几个特点：网络化、模块化、系统化。基于以上特点测控系统可以将复杂的系统功能进行拆解、模块化，以线性网络的形式将各个模块进行连接，从而实现整个系统化的功能。这样做的好处是能将复杂的系统简单化，降低系统的开发难度，更加易于使用和维护，降低使用门槛，容易定位故障和便于维修，对企业来说也更加的经济，当某一模块故障或替换的时候，只需要更换该模块的零部件，不需要进行整条产线的调整。

4 测控技术所带来的实际意义

测控技术在工农业生产以及其它各行业的实际应用，能为企业或者个人生活带来哪些具体的意义和效果呢？

4.1 更加高效可靠

测控技术的应用使得系统运行的更加高效、更加可靠，自动化的控制可以根据预设的程序直接动作，控制更加精准和高效，而且在高度集成的电子技术下，可以将整个控制系统做的更加的小和精准，避免外界环境对控制系统过多的干扰，也避免了人为控制所带来的不可控的随机的后果，尤其是在数字电路的以及数字信号处理技术越来越完善的今天，也更加的容易对信号进行处理和控制，避免模拟信号在一系列的传输过程中的衰减和干扰等问题，从而保证了系统运行的可靠性。

4.2 灵活度更高

测控技术结合电子技术的应用，可以很方便的实现功能的模块化，进一步进行组网，根据不同的需求、不同的功能、不同的应用场景特点，选择不同的部署方式和功能要求。模块化的部署和实施，相较于集成化的产品，其可移植性很高。可以很方便的进行移动的部署和实施。在保持核心功能不变的情况下，只需要根据部署环境的变化进行调整。其灵活性不止体现在部署上的灵活性，更在于软件移植的灵活性，相同的硬件设备，可以通过更改部分参数实现功能的调整。而且软件代码在不同型号的平台上可移植性比较高，可以根据处理业务量的大小选择不同性能版本的处理器，在保证业务处理需求的基础上实现核心代码的移植。

4.3 安全性好

现在许多工程都在一个比较危险的环境下，如高温、高湿、高大气压。又或者许多工程项目要操控的内容危险系数比较高，比如对高压电的控制，有些高压电网的开合启停并不适合人去进行操作，很容易被其产生的高压电电弧所伤。在这种情况下可以经由测控系统进行控制，即通过对人体无害的弱电来控制强电。或者通过控制系统来提高电网的运行效率，降低能量损耗等等。

5 测控技术应用的未来展望

5.1 与AI系统进行智能化结合

测控技术的智能化主要表现在现代电子测控的应用技术中[2]。现在电子技术的发展已经到达了一定的水平，测控技术也依托于高度集成化的电子电路得以长足的发展。目前人工智能技术正在蓬勃发展，传统的测控系统，一般是依托人编写的软件程序进行控制和执行，当遇到不在系统内的情况或者较为复杂的情况时，仍然需要依托人来进行判断和控制，这个时候就要重新编写修改代码。而结合人工智能技术，测控系统将拥有自主学习和判断的能力，在遇到复杂和未知情况时可以自主判断并做出最优的响应和动作，在反复的学习中，其响应的准确度和灵敏度会持续上升，对于环境中细微的关键的情况判断也将更准确。

5.2 绿色化、高效节能化

虽然目前测控系统的执行效率已经很高，但是仍然有部分系统存在着能源利用率低、转换效率低等问题。例如在能源领域，无线输电技术仍然还不成熟，主要存在两个问题，一是传输距离短，二是能源转换效率低。要想解决这个问题，除了电子电路技术的改进之外，测控算法的优化也很重要。未来，绿色化的发展理念是大势所趋，在做好能源转化和能源利用率之上，测控系统使用的能源将更加的持久，对环境的影响将会更小。

6 干扰因素

6.1 电磁干扰

在生产流程过程中对流程进行监控时，外部因素对其影响较大，如果没有很好地进行干扰源的控制，则会降低整个监测系统的准确性，在电气设备运行过程中，由于电流和电压时刻发生变化，则周围产生的电磁场也具有间接性的特点，当电压与电流变化较快时，便会产生电磁场，通过与电路作用，会使整个磁场范围扩大，进而影响测控电路的运行效率，对此需要对电磁场进行屏蔽，确定干扰源后进行接地导体来保护整个电路不受影响。

6.2 地线干扰

电流沿着地线流动时会产生一定的阻抗性，从而会导致电压的相对增加，使整个电线的承受负载加大，在监测系统中，这样会造成电流的稳定性较差，电缆之间的电差较大，形成差模电压，导致电路无法正常运行，这样就需要对接地技术进行优化，防止此项干扰对系统的影响。

7 结语

综上所述，在科学技术的发展过程中，测控技术从高端的应用领域到日常生产生活中的实际应用从简单的测量、控制，到结合电子技术实现集成化的大发展，测控技术实际应用的步伐已经迈出一大步，现在随着数据价值的提高，大数据产业的发展，尤其是依托于大数据的人工智能产业的发展，为测控技术的应用提供了契机，这个契机在于测控技术应用的智能化，拥有自主判断和学习的能力，而不仅仅只限于按照既定的程序执行，这将对辅助人类进行更进一步的生产作业带来更大的意义。