摘要：測控技術(shù)與儀器是促進現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)力發(fā)展的重要力量，對部分高端領(lǐng)域的發(fā)展有著積極意義。目前我國測控技術(shù)水平仍然落后于發(fā)達國家，存在發(fā)展不平衡的情況，整體步伐相對緩慢。而隨著社會不斷發(fā)展，對于測控技術(shù)、儀器提出了更高的要求，傳統(tǒng)技術(shù)已難以滿足各行業(yè)發(fā)展需求，因此有必要進行改革升級，在實踐中深度探索、創(chuàng)新，并將智能化技術(shù)融入測控領(lǐng)域，以充分發(fā)揮其優(yōu)勢，挖掘其潛能，助力測控技術(shù)水平的提升。基于此，該文對智能化技術(shù)應(yīng)用于測控領(lǐng)域的價值和優(yōu)勢進行分析，并探討各類智能化技術(shù)的具體應(yīng)用，以期為智能化測控的發(fā)展提供一些參考。

關(guān)鍵詞：智能化技術(shù)；測控技術(shù)；儀器

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2024.10.047

中圖分類號：TP 2；TP 3 文獻標(biāo)志碼：A 文章編碼：1672-7274（2024）10-0-03

Application of Intelligent Technology in Measurement and Control Technology and Instruments

Abstract： Measurement and control technology and instruments are important forces to promote the development of modern industrial productivity， and have positive significance for the development of some high-end fields. At present， the level of measurement and control technology in China still lags behind that of developed countries， and there is an imbalance in development， and the overall pace is relatively slow. With the continuous development of society， the measurement and control technology， instruments put forward higher requirements， traditional technology has been difficult to meet the development needs of various industries， so it is necessary to reform and upgrade， in practice in-depth exploration， innovation， and intelligent technology into the field of measurement and control， in order to give full play to its advantages， tap its potential， help improve the level of measurement and control technology. Based on this， this paper analyzes the value and advantages of intelligent technology applied in the field of measurement and control， and discusses the specific applications of various intelligent technologies， in order to provide some references for the development of intelligent measurement and control.

Keywords： intelligent technology; Measurement and control technology; instrument

0 引言

近年來，數(shù)字信息技術(shù)快速發(fā)展，在全社會范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，推動著各行業(yè)向信息化、智能化方向發(fā)展。測控領(lǐng)域是工業(yè)生產(chǎn)中一個非常重要的領(lǐng)域，也是推動現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的重要驅(qū)動力[1]。在新的時代背景下，測控技術(shù)與儀器也要做到與時俱進，借助各類先進智能化技術(shù)不斷進行更新升級，充分發(fā)揮智能化技術(shù)的優(yōu)勢，以滿足各種不同場景下的測控需求。智能化測控系統(tǒng)是一個高度集成的工程體系，涉及多個學(xué)科領(lǐng)域，包括計算機、電子、光學(xué)、信息工程、精密機械等，能夠有效提高測控范圍、精度、效率、控制效果，維持工作設(shè)備的安全、穩(wěn)定運行[2]。

1 測控技術(shù)與儀器的相關(guān)概述

1.1 測控技術(shù)

測控技術(shù)是現(xiàn)代測量、控制技術(shù)的統(tǒng)稱，其應(yīng)用范圍十分廣泛，包括工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、航空航天、醫(yī)療衛(wèi)生等各種領(lǐng)域，能夠有效提高相關(guān)工作的質(zhì)量與效率。近年來，測控技術(shù)的發(fā)展給許多行業(yè)帶來了極大變化，帶動了生產(chǎn)水平的不斷提升。測控技術(shù)是一個較為廣泛的概念，其類型多樣，技術(shù)復(fù)雜性高，適用范圍廣闊。目前，我國測控技術(shù)水平仍有較大的提升空間，部分技術(shù)達到國際先進水平，但也有部分技術(shù)領(lǐng)域還在空白階段[3]。因此，需要進一步加大對測控技術(shù)發(fā)展的重視度，在各行業(yè)中積極不斷進行深度實踐、探索，總結(jié)技術(shù)與經(jīng)驗，加強技術(shù)的創(chuàng)新與開發(fā)，充分發(fā)揮測控技術(shù)在促進社會發(fā)展方面的優(yōu)勢。

1.2 儀器

儀器（圖1）是測控技術(shù)得以有效實施的硬件基礎(chǔ)，其功能主要是對生產(chǎn)中各種數(shù)據(jù)信息進行采集、傳輸、處理等，在測控領(lǐng)域發(fā)揮著不可缺少的重要作用。儀器的質(zhì)量、精度、功能等指標(biāo)直接體現(xiàn)了工業(yè)發(fā)展水平。隨著社會進入大數(shù)據(jù)時代，各行業(yè)日常生產(chǎn)經(jīng)營過程中產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)量呈指數(shù)級增長，具有規(guī)模龐大、種類復(fù)雜等特點，要想將這些復(fù)雜的數(shù)據(jù)進行高效處理，需要極高的數(shù)據(jù)計算能力和數(shù)據(jù)處理能力，傳統(tǒng)的計算方法已經(jīng)難以滿足要求[4]。在這樣具有高度綜合性、復(fù)雜性的數(shù)據(jù)環(huán)境中，智能化測控儀器才符合各行業(yè)領(lǐng)域的現(xiàn)代化發(fā)展需求。因此，必須加強儀器的更新升級，將現(xiàn)代先進技術(shù)融入儀器中，不斷優(yōu)化其功能、性能，提高信息數(shù)據(jù)的處理效率，減少失誤，輔助相關(guān)生產(chǎn)經(jīng)營活動達到預(yù)期目標(biāo)。

2 智能化技術(shù)的應(yīng)用價值與優(yōu)勢

隨著科技快速發(fā)展，計算機技術(shù)、虛擬智能技術(shù)等智能化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于社會日常生活和生產(chǎn)工作中，改變了人們的思維方式以及生活、學(xué)習(xí)、工作的模式，各行業(yè)都逐步向數(shù)字化、智能化方向發(fā)展。測控技術(shù)和儀器作為現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的重要推動力，也在不斷進行智能化升級與革新，積極利用各類智能化技術(shù)提高測控技術(shù)、儀器的精密性、規(guī)范性以增強其控制效果[5]。

首先，智能化技術(shù)的應(yīng)用能夠提高測控技術(shù)和儀器的工作質(zhì)量和精度，可對傳統(tǒng)的技術(shù)、儀器進行升級改造，具有控制精度高、反應(yīng)時間短、靈活性強、可實時監(jiān)測等優(yōu)勢，而且能夠有效優(yōu)化儀器功能、性能，降低故障風(fēng)險，延長使用壽命，滿足現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中測控工作需求。其次，科學(xué)應(yīng)用智能化技術(shù)能夠提高相關(guān)工作效率，對某些特殊任務(wù)可利用智能技術(shù)代替人工操作，采用精確的程序控制各項操作，既能夠有效提高操作精度、操作效率以及操作安全性，還能有效節(jié)約人力成本。最后，將智能化技術(shù)應(yīng)用在測控技術(shù)、儀器中，有助于實現(xiàn)對生產(chǎn)設(shè)備、儀器的實時動態(tài)監(jiān)測，全面掌握實際運行情況，高效完成測控工作，能夠在第一時間發(fā)現(xiàn)故障風(fēng)險，及時排除安全隱患，提高儀器設(shè)備運行水平。

3 智能化技術(shù)在測控技術(shù)與儀器中的應(yīng)用

3.1 無線傳感技術(shù)

測控工作中需要廣泛收集被測控對象運行過程中的各種數(shù)據(jù)，從而對其工作狀態(tài)進行準(zhǔn)確分析、評估，發(fā)出適宜的控制指令。因此，信息數(shù)據(jù)的收集與處理是測控技術(shù)中的一個重點內(nèi)容。隨著各行業(yè)不斷向現(xiàn)代化方向發(fā)展，數(shù)據(jù)種類和規(guī)模爆發(fā)性增長，對信息數(shù)據(jù)的收集、處理等提出了更高的要求。無線傳感器已成為現(xiàn)代常用的信息收集器，具有成本低、安裝簡單、靈活性強、通信效果佳等優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于社會生活、生產(chǎn)中的各個領(lǐng)域，也推動了測控技術(shù)和儀器的發(fā)展變革。例如，在氣象監(jiān)測領(lǐng)域廣泛應(yīng)用了溫度傳感器、風(fēng)速傳感器、大氣壓傳感器、空氣污染物傳感器等對各種氣象因素進行自動化測量和監(jiān)控；在交通管理系統(tǒng)中就大量應(yīng)用了傳感技術(shù)，利用數(shù)字化傳感器充分收集道路上的交通信息數(shù)據(jù)，并匯集到交警指揮中心，使交警能夠遠程掌握各個路段的交通情況，采取有效的控制措施。除了數(shù)字傳感器，近年來集成化智能傳感器也得到快速發(fā)展，主要應(yīng)用于科學(xué)實驗、車間生產(chǎn)、視覺測量等方面，促進各領(lǐng)域測控工作的效率和質(zhì)量提升。

3.2 計算機技術(shù)

計算機技術(shù)在現(xiàn)代測控技術(shù)發(fā)展中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，一方面，測控技術(shù)需要借助計算機對海量信息數(shù)據(jù)進行計算、處理、儲存等操作，tB3u/W610C1YJR66bUgBMFYFl+YevgUUTjxPjDBtHAI=使相關(guān)人員能夠快速提取所需的數(shù)據(jù)信息；另一方面，計算機也是實現(xiàn)測控數(shù)據(jù)可視化展示的重要基礎(chǔ)，利用傳感器等各種渠道收集數(shù)據(jù)后，需要通過計算機技術(shù)進行計算、分析、統(tǒng)計等處理，并以各類統(tǒng)計圖表的形式展現(xiàn)在操作人員面前，使其能夠直觀地掌握測控工作情況，提高數(shù)據(jù)分析和管理效率。

隨著科技進步，儀器也逐漸向智能化、虛擬化方向發(fā)展，可利用計算機技術(shù)開發(fā)虛擬儀器，目前常用的開發(fā)軟件是LabView軟件，其功能豐富，能夠提供虛擬儀器開發(fā)工作所需的空間和插件，并且內(nèi)置了智能仿真系統(tǒng)，可模擬現(xiàn)實工作場景、工作過程，實現(xiàn)虛擬儀器的可視化開發(fā)，從而有效保證虛擬儀器的性能符合要求。在研發(fā)工程設(shè)備時，可利用CAD制圖工具進行真實場景模擬，利用模擬場景進行設(shè)備性能、功能的檢驗，然后有針對性地進行調(diào)整，提高工程設(shè)備設(shè)計的效率和質(zhì)量。

3.3 虛擬智能技術(shù)

近年來，虛擬智能技術(shù)在電子、工業(yè)制造、航空、醫(yī)藥等多個行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，可通過虛擬化技術(shù)，在計算機環(huán)境中精準(zhǔn)模擬真實場景，實現(xiàn)實體物品的數(shù)字化重現(xiàn)。使用該技術(shù)時，用戶可在計算機上輸入各種各樣的條件，模擬系統(tǒng)在不同條件下的運行效果，進而提前預(yù)測各種可能出現(xiàn)的風(fēng)險問題。應(yīng)用虛擬智能技術(shù)可使人們通過人機交互模擬現(xiàn)實場景。例如，現(xiàn)代建筑行業(yè)經(jīng)常采用虛擬智能技術(shù)模擬工程建筑施工場景，輸入不同的建筑方案，對比其實施效果，可提前發(fā)現(xiàn)方案中的不足之處和安全隱患，從而提高建筑設(shè)計、施工方案的科學(xué)性、合理性，確保施工計劃得以順利、有序推進。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，也可利用虛擬智能技術(shù)進行實景模擬，測試各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)是否足夠科學(xué)合理，對生產(chǎn)流程進行優(yōu)化改進，達到提高質(zhì)量、降低成本的目標(biāo)。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面，可借助虛擬智能技術(shù)模擬作物在某種環(huán)境下正常生長的過程，與田地里作物的實際長勢進行對比，從而判斷秧苗生長是否符合生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中采取適宜的控制措施，提高對作物生長的控制力。通過將虛擬智能技術(shù)與測控技術(shù)、儀器進行深度融合，可進一步優(yōu)化測控工作效果，深度挖掘虛擬智能技術(shù)的潛能和價值，擴大其適用范圍。技術(shù)人員在進行測控儀器開發(fā)時，也可借助虛擬智能技術(shù)，在計算機上模擬測控儀器真實的工作場景，更加全面地評估、檢測儀器的功能、性能是否符合使用場景需求，不斷優(yōu)化設(shè)計質(zhì)量。這類虛擬化測控儀器不受生產(chǎn)廠家、設(shè)備制造等方面的條件限制，應(yīng)用時具有較強的靈活性，而且能夠有效節(jié)省儀器生產(chǎn)成本和維護成本。

3.4 遠程監(jiān)測技術(shù)

遠程監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用是實現(xiàn)實時在線監(jiān)測、遠程控制的關(guān)鍵措施，也是在測控技術(shù)、儀器中融入智能化技術(shù)的主要體現(xiàn)之一。遠程監(jiān)控技術(shù)涉及計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等多種技術(shù)，近年來在工業(yè)生產(chǎn)、公共監(jiān)控、智能電網(wǎng)、智能樓宇等許多領(lǐng)域中得到應(yīng)用和普及。例如，在現(xiàn)代化的智能電網(wǎng)建設(shè)中，大量應(yīng)用了遠程監(jiān)測技術(shù)，利用攝像頭、傳感器等各種設(shè)備遠程監(jiān)測、控制電力設(shè)備的運行情況，使管理人員能夠在控制中心全面了解到分散各個區(qū)域的設(shè)備工作狀態(tài)，任一設(shè)備出現(xiàn)異常，監(jiān)控系統(tǒng)都能快速發(fā)出預(yù)警，提醒管理人員及時響應(yīng)，從而維持電網(wǎng)穩(wěn)定運行。遠程監(jiān)控技術(shù)如今已經(jīng)較為成熟，不斷向更加精細(xì)化的方向發(fā)展，不斷擴大遠程監(jiān)測范圍，提高監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量，增強遠程監(jiān)測的穩(wěn)定性，豐富監(jiān)測結(jié)果展示形式，優(yōu)化監(jiān)控平臺的人機交互界面，通過豐富多樣的視圖展現(xiàn)出設(shè)備工作狀態(tài)，便于管理人員直觀、便捷地獲取數(shù)據(jù)信息，提高測控工作效能。在遠程監(jiān)測技術(shù)發(fā)展的過程中，無線通信技術(shù)發(fā)揮著重要作用，可在復(fù)雜環(huán)境下實現(xiàn)遠距離的數(shù)據(jù)傳播和信號交互，相BOCaCsAdcblu0UTwwMi+DQ==關(guān)設(shè)備具有安裝簡單、靈活性強、通信效果好等優(yōu)勢，有效擴大了遠程監(jiān)測的適用范圍。此外，網(wǎng)絡(luò)集成也是遠程監(jiān)測的一個重要分支。

4 測控技術(shù)與儀器的智能化發(fā)展趨勢

智能化發(fā)展已成為測控技術(shù)與儀器的必然發(fā)展趨勢，將智能化技術(shù)融入測控領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景，值得進行深入的研究和實踐檢驗，不斷進行技術(shù)創(chuàng)新與升級。目前我國智能化測控技術(shù)正處于快速發(fā)展?fàn)顟B(tài)中，其主要發(fā)展方向有人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳網(wǎng)絡(luò)算法、柔性控制系統(tǒng)、模糊集等。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是近年來的熱議話題，是指利用計算機模擬人類神經(jīng)系統(tǒng)接收信息、處理信息的過程，將其應(yīng)用于智能測控領(lǐng)域，可提高工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控、設(shè)備故障檢測等測控工作的效能，通過仿真模擬化的測控過程，實現(xiàn)對生產(chǎn)活動中各個環(huán)節(jié)、流程的精細(xì)化控制[6]。遺傳網(wǎng)絡(luò)算法則是智能仿真體系的基礎(chǔ)，應(yīng)用于測控領(lǐng)域中，理論上可實現(xiàn)高精度矯正，借助其線性時變特性，可提高測控精度。柔性控制系統(tǒng)則是以提高系統(tǒng)自適應(yīng)度為目的，展開柔性控制，例如在控制系統(tǒng)中增加環(huán)境自適應(yīng)模塊，借助智能化技術(shù)使系統(tǒng)能夠靈活適應(yīng)各種環(huán)境因素，使控制系統(tǒng)在各種環(huán)境條件下都能發(fā)揮最佳效能，提升測控精度。

5 結(jié)束語

總之，智能化測控是測量與控制領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢，各類新型技術(shù)的開發(fā)與利用是推動經(jīng)濟發(fā)展進步的關(guān)鍵。將智能化技術(shù)融入測控技術(shù)和儀器中，可顯著提高測控工作效率和精確度，節(jié)約人力成本，減少操作人員的工作量及人為操作的失誤。智能化測控技術(shù)和智能化測控儀器的使用，可更好地發(fā)揮測控技術(shù)對各行業(yè)生產(chǎn)活動的輔助作用和促進作用，使其價值得到充分發(fā)揮。

參考文獻

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