儀器儀表的自動化控制在儀器儀表效能、結構的改進中起到關鍵作用，下面是小編蒐集整理的一篇探究儀器儀表中自動化控制及其應用的論文範文，歡迎閱讀參考。
【摘 要】隨著科學技術的快速進步，智慧自動化技術的快速發展與應用，在現如今的生產生活中，各行各業都受到了自動化控制技術的影響。我國儀器儀表產業的發展也運用了自動化控制技術的優勢，從而邁進了更技術化的階段。本文對自動化儀器儀表的定義和分類相關概況做出了分析，之後對儀器儀表自動化以及其控制的相關應用做了介紹。
【關鍵詞】儀器儀表 自動化控制 分類 應用
一、自動化儀器儀表定義
自動化儀器儀表是科技發展的產物，結合了各方面的知識與技術，它們應用於物理、化學等方面，是一種工具或者裝置，可以有效檢測出物理成分、物理量等。從廣義上來講，儀器儀表具有報警、自動控制、訊號傳遞等很多功能。自動化儀器儀表也可以說是一種資訊及其，它主要作用是將資訊進行形式轉化，通過對輸入訊號的有效轉換，變成輸出訊號。訊號具有頻率、時間等特徵，傳輸過程可以調製成數字形式(斷續結構)或者是模擬量(連續)形式。
二、自動化儀器儀表概述與分類
儀器儀表加入自動化功能，就實現了技術的提升與進步。自動化儀器儀表是科學發展與進步的產物，涉及到很多領域。例如：教學過程中運用的物理化學定量分析、光學眼鏡的相關儀器儀表;環境監測相關部門對土壤、空氣、水資源進行監測與分析的儀器;農林牧部門對食品安全進行檢測的儀器;生物部門對藥品、基因等進行綜合檢測與分析的儀器儀表;還有工業上運用的工控儀表等。總的來說，自動化的儀器儀表技術是現階段科學核心關鍵技術之一，也促進了各行業的快速發展與進步。
自動化儀器儀表一般具有檢測、觀察、計算等功能。其自動控制系統為關鍵的子系統。一般自動化檢測儀器儀表有三個組成部分：第一、感測器，檢測訊號並模擬;第二、變送器，將感測器測量到的模擬訊號進行轉變，變化為4到20mA的電流訊號，並且輸送到可程式控制器進行顯示。第三、顯示器，它的作用是顯示出測量直觀結果。自動化儀器儀表由於具有操作簡單、測量準確、清晰顯示等優勢，所以得到了工業、農業以及各方面的廣泛使用。並且自動化控制系統中的重要組成部分為其內部與微機的介面，該介面充當了自動控制功能眼睛的作用。
將自動化儀器儀表進行分類，可以有兩種分類方法：(1)按照用途不同進行分類。儀器儀表由於其用途不同有不同的分類，例如有運用在運輸上的'汽車、拖拉機儀表等，運用於航空航海方面的海空、航海儀表，運用於地質勘探的地震測試儀器等，除此之外，運用於各行各業的儀器儀表大有存在，醫療、教學、環保等方面的儀器等。(2)按照功能劃分。按照功能可以分為檢測、記錄、計算等儀器。檢測方面又根據物理量的不同可以分為壓力、溫度、流量等方面的測量儀表。
三、儀器儀表中自動化控制及其應用
(一)改進儀器儀表結構與效能
儀器儀表的自動化控制在儀器儀表效能、結構的改進中起到關鍵作用。從下面幾個方面進行分析：第一、自動化控制技術應用於儀器儀表、測量等相關工作領域，開闊了應用前景，促進了技術的快速發展。智慧化軟體與硬體裝置設施的應用，可以使得儀器儀表能夠方便、實時的分析和處理當前的資料，以及對以往資料做出分析，更好的從不同高中低層次上抽象測量過程。提升測量效率與效能，拓展測量功能，例如進化計算、神經網路、遺傳演算法等智慧技術的融合，可以使得儀器儀表提升效率、速度，增加功能與靈活性。第二、將分散的儀器儀表系統，結合微處理器與控制器等晶片技術，有效對模糊控制程式進行設計，並設定需要測量的資料臨界值，有效結合模糊推理，實現對各種不同模糊關係的決策。它的優勢為可以不建立相關數學模型，也不需要非常多的測試資料，就可以結合經驗、總結規則，結合晶片的現場除錯、離線計算功能，有效做出預定需要的資料分析和控制反應。
(二)設計虛擬儀器結構
在對儀器儀表結構進行設計的過程中，廠家一般都是傳遞虛擬儀器，以原始碼的形式提供給使用者，結合虛擬儀器驅動器有效實現即插即用。為了方便末端使用者的操作和開發，在執行效率方面得到提升，並且還需要提升程式設計靈活性與質量，相關設計儀器儀表的廠家給予VXI匯流排儀器驅動器標準退出了新的驅動軟體管理規範，結合智慧化儀器的特點，在虛擬儀器效能與結構方面採取了多項措施進行改進。第一、體現驅動裝置的直觀性、方便使用以及提升執行效率等作用，並且需要保持原先的VXI匯流排(即插即用的高層程式設計介面)，以此實現相同功能函式的呼叫功能。第二、基於最新的Lab windows/CVI 5.0內建開發工具，結合智慧化模式和手段，可以在人機互動的功能下，自動生成智慧的儀器驅動程式碼，簡化工作，降低工作量，又能有效統一驅動器程式碼的程式設計特色與結構，使得不同使用者水平的使用人員都可以方便的使用於維護。第三、結合智慧化的手段，設定、識別、管理和跟蹤所有儀器狀態，使用者能夠對其進行低層設定，通過智慧化的方式進行管理，根據使用者最終需要，進行開發測試與正常執行的模式選擇與切換。開發測試模式可以實現自動檢查，幫助其發現程式設計中出現的錯誤，除錯成功並投入使用後，使用者就可以切換至正常執行模式，保障了軟體執行的效率。另一方面，智慧化手段的運用，可以方便使得測試、安全執行多執行緒實現;另外，驅動器的模擬功能可以使得單獨開發測試程式成為可能，你不需要與實際儀器相連線。第四、驅動器在執行過程中，只是受到測試功能的影響，而與儀器匯流排介面方式沒有直接聯絡。總的來說，將智慧化手段運用到虛擬儀器中，可以算是以往VXI驅動器的革新，提升執行效率，使得程式設計風格、結構達到一致，方便執行和維護。
(三)儀器儀表網路化中的應用
將計算機與儀器儀表組建成網路，就可以通過藉助智慧化的軟硬體作用，比如模式識別、神經網路的自適應、自學習、自組織以及聯想記憶的功能等，可以有效而充分的發揮網路上不同類別計算機以及儀器儀表的潛力和資源特性。相互配合產生出驚人的組合優勢。舉個例子說明：現階段藉助可以與Web進行連線的數字萬用表與示波器，連線到網路，並結合模式識別相關軟體的功能，區分不同類別儀器儀表的特徵，並且測定出其臨界值，以此可以根據特徵的不同做出對應響應;另外，採取分散式資料採集系統，作為原先使用的單獨進行資料採集裝置的替代，實施跨越乙太網或者其他類別網路，可以實現遠端操作的功能，方便實時測量與資料採集，並可以有效實現分類儲存與應用。藉助網路化智慧測量環境的優勢，將各種計算機與儀器儀表綜合連線，高效完成不同要求的任務。例如拷貝採集後的資料，並送達到需要的部門;又或者將定期資料收集結果儲存到遠端資料庫等。儀器儀表網路化促進了多使用者的實時監控，從而有效實現技術人員、質量管理人員、領導等遠端對同一生產過程的監控，以方便收集資料，分析規律，做出調整。除此之外，智慧重構這方面的資訊處理技術也提供了豐富的使用空間。
四、總結
儀器儀表中自動化控制技術的研究與應用還在不斷髮展，在以後的生活、生產與研究中，自動化控制技術下的儀器儀表會不斷提升效能、豐富作用、強化功能，它的適應性和功能性也會不斷加強，促進更多領域的應用。科學技術的快速發展，帶來了社會的不斷進步，國家技術未來的研究與發展需要我們不斷努力。
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