Ngartos téknologi pangukuran sareng kontrol sareng téknologi instrumentasi

Téknologi pangukuran sareng kontrol sareng instrumen mangrupikeun téori sareng téknologi anu ngulik akuisisi sareng ngolah inpormasi sareng kontrol unsur-unsur anu aya hubunganana."Teknologi sareng instrumen pangukuran sareng kontrol" nujul kana alat sareng alat pikeun ngumpulkeun inpormasi, pangukuran, neundeun, pangiriman, pamrosésan sareng kontrol, kalebet téknologi pangukuran, téknologi kontrol, sareng alat sareng sistem anu nerapkeun téknologi ieu.

Téknologi Pangukuran sareng Kontrol
Téknologi pangukuran sareng kontrol sareng instrumen dumasar kana mesin presisi, téknologi éléktronik, optik, kontrol otomatis sareng téknologi komputer.Utamana ngulik prinsip anyar, metode sareng prosés rupa-rupa tés precision sareng téknologi kontrol.Dina taun-taun ayeuna, téknologi komputer parantos maénkeun peran anu langkung penting dina panalitian aplikasi téknologi pangukuran sareng kontrol.
Téknologi pangukuran jeung kontrol mangrupa téhnologi aplikasi anu langsung dilarapkeun kana produksi jeung kahirupan, sarta aplikasina ngawengku sagala rupa widang kahirupan sosial kayaning "beurat tatanén, laut, darat jeung hawa, pangan jeung sandang".Téknologi instrumentasi mangrupikeun "multiplier" ékonomi nasional, "perwira munggaran" panalungtikan ilmiah, "kakuatan tempur" dina militér, sareng "hakim terwujud" dina peraturan hukum.Téknologi tés sareng kontrol komputerisasi sareng alat sareng sistem pangukuran sareng kontrol anu cerdas sareng tepat mangrupikeun simbol penting sareng sarana dina widang produksi industri sareng pertanian modéren, panalungtikan ilmiah sareng téknologi, manajemén, pamariksaan sareng ngawaskeun, sareng maénkeun peran anu langkung penting.

Aplikasi Téknologi Pangukuran sareng Kontrol sareng Téknologi Instrumentasi
Téknologi pangukuran sareng kontrol mangrupikeun téknologi terapan, anu seueur dianggo dina sagala rupa widang industri, tatanén, transportasi, navigasi, penerbangan, militer, listrik sareng kahirupan sipil.Kalayan ngembangkeun téknologi produksi, pangukuran sareng téknologi kontrol maénkeun peran anu penting dina téknologi kontrol ti mimiti kontrol tunggal sareng alat-alatna, dugi ka kontrol sadaya prosés, bahkan sistem, khususna dina téknologi canggih ayeuna. dina widang sains jeung teknologi modern.
Dina industri metalurgi, aplikasi pangukuran jeung téhnologi kontrol ngawengku: kontrol tungku blast panas, ngecas kontrol jeung blast tungku kontrol dina prosés ironmaking, kontrol tekanan, kontrol speed ngagiling rolling, kontrol coil, jsb dina prosés rolling baja, jeung rupa instrumen deteksi dipaké therein.
Dina industri kakuatan listrik, aplikasi pangukuran sareng téknologi kontrol kalebet sistem kontrol durukan boiler, ngawaskeun otomatis, perlindungan otomatis, adjustment otomatis sareng sistem kontrol program otomatis turbin uap, sareng input kakuatan sareng sistem kontrol kaluaran. mesin.
Dina industri batubara, aplikasi pangukuran jeung téhnologi kontrol ngawengku: coalbed métana logging instrumen dina prosés pertambangan batubara, tambang hawa komposisi instrumen deteksi, detektor gas tambang, sistem ngawaskeun kaamanan jero taneuh, jsb, coke kontrol prosés quenching jeung kontrol recovery gas dina. prosés pemurnian batubara, kontrol prosés pemurnian, kontrol transmisi mesin produksi, jsb.
Dina industri minyak bumi, aplikasi pangukuran sareng téknologi kontrol kalebet: locator magnét, méteran eusi cai, gauge tekanan sareng alat ukur sanésna anu ngadukung téknologi logging dina prosés produksi minyak, sistem catu daya, sistem pasokan cai, sistem pasokan uap, sistem suplai gas. , Panyimpenan sareng sistem transportasi sareng tilu sistem perawatan runtah sareng instrumen deteksi pikeun sajumlah ageung parameter dina prosés produksi kontinyu.
Dina industri kimia, aplikasi pangukuran sareng téknologi kontrol kalebet: pangukuran suhu, pangukuran aliran, pangukuran tingkat cair, konsentrasi, kaasaman, kalembaban, dénsitas, kekeruhan, nilai kalori sareng sababaraha komponén gas campuran.Instrumén kontrol nu rutin ngadalikeun parameter dikawasa, jsb.
Dina industri mesin, aplikasi pangukuran sareng téknologi kontrol kalebet: alat mesin kontrol digital precision, garis produksi otomatis, robot industri, jsb.
Dina industri aerospace, aplikasi téknologi pangukuran sareng kontrol kalebet: pangukuran parameter sapertos luhurna hiber pesawat, laju hiber, kaayaan sareng arah penerbangan, akselerasi, kaleuleuwihan, sareng kaayaan mesin, téknologi kendaraan aerospace, téknologi pesawat ruang angkasa, sareng pangukuran aerospace. jeung téhnologi kontrol.Antosan.
Dina alat-alat militer, aplikasi pangukuran jeung téhnologi kontrol ngawengku: pakarang precision-dipandu, amunisi calakan, sistem komando automation militér (sistem C4IRS), alat-alat militér luar angkasa (kayaning rupa-rupa pangintipan militér, komunikasi, warning dini, satelit navigasi, jsb .).

Formasi jeung Ngembangkeun Téknologi Pangukuran sareng Kontrol
Fakta sajarah perkembangan sains jeung teknologi Sajarah pamahaman manusa jeung transformasi alam ogé mangrupa bagian penting tina sajarah peradaban manusa.Kamekaran élmu pangaweruh jeung téknologi mimitina gumantung kana kamekaran téknologi pangukuran.Élmu alam modern dimimitian ku ukur dina harti anu leres.Seueur élmuwan anu luar biasa ngimpi janten panemu instrumen ilmiah sareng pendiri metode pangukuran.Kamajuan téknologi pangukuran langsung ngadorong kamajuan élmu pangaweruh jeung téknologi.
Revolusi téhnologis munggaran
Dina abad ka-17 sareng ka-18, téknologi pangukuran sareng kontrol mimiti muncul.Sababaraha fisikawan di Éropa mimiti ngagunakeun gaya arus jeung médan magnét pikeun nyieun galvanometers basajan, sarta ngagunakeun lénsa optik pikeun nyieun teleskop, sahingga peletakan yayasan pikeun instrumen listrik jeung optik.Dina 1760-an, revolusi ilmiah jeung téhnologis munggaran dimimitian di Britania Raya.Nepi ka abad ka-19, revolusi ilmiah jeung téhnologis munggaran ngalegaan ka Éropa, Amérika, jeung Jepang.Salila periode ieu, sababaraha alat ukur saderhana, sapertos alat pikeun ngukur panjang, suhu, tekanan, sareng sajabana, parantos dianggo.Dina kahirupan, produktivitas badag geus dijieun.

Revolusi téhnologis kadua
Runtuyan kamajuan dina widang éléktromagnétisme dina awal abad ka-19 memicu revolusi téhnologis kadua.Kusabab panemuan alat pikeun ngukur arus, éléktromagnétisme gancang dijalankeun dina jalur anu leres, sareng hiji-hijina panemuan naék.Seueur panemuan dina widang éléktromagnétisme, sapertos telegraf, telepon, generator, sareng sajabana, nyumbang kana datangna jaman listrik.Dina waktos anu sami, rupa-rupa alat pangukuran sareng pangamatan ogé muncul, sapertos theodolite kelas munggaran anu presisi anu dianggo pikeun pangukuran élévasi sateuacan 1891.

Revolusi téhnologis katilu
Sanggeus Perang Dunya II, kabutuhan urgent pikeun téhnologi luhur di sagala rupa nagara diwanohkeun transformasi téhnologi produksi tina mekanisasi umum pikeun electrification na automation, sarta runtuyan breakthroughs utama dina panalungtikan teoritis ilmiah dijieun.
Salila periode ieu, industri manufaktur anu diwakilan ku produk éléktromékanik mimiti mekar sacara industri.Karakteristik produksi masal produk nyaéta operasi siklik sareng operasi aliran.Pikeun nyieun ieu otomatis, diperlukeun pikeun otomatis ngadeteksi posisi workpiece salila tahap éliminasi ngolah jeung produksi., ukuran, wangun, sikep atawa kinerja, jsb Pikeun tujuan ieu, sajumlah badag alat ukur jeung kontrol diperlukeun.Di sisi anu sanés, naékna industri kimia kalayan minyak bumi salaku bahan baku peryogi sajumlah ageung alat ukur sareng kontrol.Instrumentasi otomatis mimiti standarisasi, sareng sistem kontrol otomatis dibentuk dumasar kana paménta.Dina waktos anu sami, alat mesin CNC sareng téknologi robot ogé dilahirkeun dina waktos ieu, dimana téknologi pangukuran sareng kontrol sareng alat gaduh aplikasi anu penting.
Kalayan kamajuan sains sareng téknologi, instrumentasi parantos janten alat téknis anu penting pikeun pangukuran, kontrol sareng otomatisasi, mimitian ti pangukuran sareng observasi anu sederhana.Pikeun nyumponan kabutuhan sagala rupa aspék, instrumentasi parantos ngalegaan tina widang aplikasi tradisional kana widang aplikasi non-tradisional sapertos biomedicine, lingkungan ékologis, sareng bioengineering.
Saprak abad ka-21, sajumlah ageung prestasi téknologi pangénggalna, sapertos hasil panalungtikan mesin precision skala nano, hasil panalungtikan kimia modern tingkat molekular, hasil panalungtikan biologis tingkat gen, sareng panalungtikan bahan fungsional khusus kinerja ultra-precision tinggi. hasil na global Hasil tina popularization sarta aplikasi tina téhnologi jaringan geus kaluar hiji sanggeus sejen, nu mangrupakeun parobahan fundamental dina widang instrumentation sarta promotes mecenghulna jaman anyar tina téhnologi tinggi na instrumén calakan.

Sénsor dina ukuran sareng sistem kontrol
Sistem pangukuran sareng kontrol umum diwangun ku sénsor, konvérsi panengah sareng perékam tampilan.Sensor ngadeteksi sareng ngarobih kuantitas fisik anu diukur kana kuantitas fisik anu diukur.Konverter panengah nganalisa, ngolah sareng ngarobih kaluaran sénsor janten sinyal anu tiasa ditampi ku alat anu salajengna, sareng kaluarkeun ka sistem anu sanés, atanapi diukur ku perékam tampilan.Hasilna dipintonkeun sareng dirékam.
Sénsor mangrupikeun tautan munggaran tina sistem pangukuran.Pikeun sistem kontrol, upami komputer dibandingkeun sareng otak, maka sénsorna sami sareng panca indera, anu langsung mangaruhan akurasi kontrol sistem.
Sensor umumna diwangun ku elemen sénsitip, file konvérsi, sareng sirkuit konvérsi.Nilai diukur langsung dirasakeun ku unsur sénsitip, sarta robah tina nilai parameter tangtu sorangan boga hubungan definite jeung robah tina nilai diukur, sarta parameter ieu gampang pikeun ngukur sarta output;teras kaluaran unsur sénsitip dirobih janten parameter listrik ku unsur konvérsi;Tungtungna, sirkuit konvérsi ngagedékeun kaluaran parameter listrik ku unsur konvérsi sareng ngarobih kana sinyal listrik anu mangpaat anu cocog pikeun tampilan, ngarékam, ngolah sareng kontrol.
Situasi Ayeuna sareng Ngembangkeun Sénsor Anyar
Téknologi sensing mangrupikeun salah sahiji téknologi canggih anu paling gancang ngembang di dunya ayeuna.Sensor anyar henteu ngan ukur ngudag precision anu luhur, rentang ageung, réliabilitas anu luhur sareng konsumsi kakuatan anu rendah, tapi ogé ngembangkeun ka arah integrasi, miniaturisasi, digitalisasi sareng intelijen.

1. calakan
Kecerdasan sénsor ngarujuk kana kombinasi fungsi sénsor konvensional sareng fungsi komputer atanapi komponén sanés pikeun ngabentuk rakitan mandiri, anu henteu ngan ukur ngagaduhan fungsi pikeun nyandak inpormasi sareng konversi sinyal, tapi ogé gaduh kamampuan ngolah data. , analisis santunan jeung kaputusan-pembuatan.

2. Jaringan
Jaringan sénsor nyaéta pikeun ngaktipkeun sénsor ngagaduhan fungsi nyambungkeun sareng jaringan komputer, pikeun ngawujudkeun pangiriman inpormasi jarak jauh sareng kamampuan ngolah, nyaéta, pikeun ngawujudkeun pangukuran "over-the-horizon" tina pangukuran. jeung sistem kontrol.

3. Miniaturisasi
Nilai miniaturization tina sensor greatly ngurangan volume sensor dina kaayaan nu fungsina unchanged atawa malah ditingkatkeun.Miniaturisasi mangrupikeun sarat pikeun pangukuran sareng kontrol presisi modern.Sacara prinsip, nu leutik ukuran sensor, nu leutik dampak dina obyék diukur sarta lingkungan, konsumsi énergi kirang, sarta leuwih gampang pikeun ngahontal ukuran akurat.

4. Integrasi
Integrasi sensor ngarujuk kana integrasi dua arah ieu:
(1) Integrasi sababaraha parameter ukur tiasa ngukur sababaraha parameter.
(2) Integrasi sensing jeung sirkuit saterusna, nyaeta, integrasi komponén sénsitip, komponén konversi, sirkuit konvérsi komo catu daya dina chip sarua, meh boga kinerja tinggi.

5. Digitalisasi
Nilai digital tina sénsor nyaéta yén kaluaran inpormasi ku sénsor mangrupikeun kuantitas digital, anu tiasa ngawujudkeun transmisi jarak jauh sareng precision tinggi, sareng tiasa dihubungkeun sareng alat pangolahan digital sapertos komputer tanpa tautan perantara.
Integrasi, intelijen, miniaturisasi, jaringan sareng digitalisasi sénsor henteu mandiri, tapi pelengkap sareng silih hubungan, sareng teu aya wates anu jelas antara aranjeunna.
Téknologi Kontrol dina Pangukuran sareng Sistem Kontrol

Téori Kontrol Dasar
1. Téori kontrol klasik
Tiori kontrol klasik ngawengku tilu bagian: tiori kontrol linier, tiori kontrol sampling, jeung tiori kontrol nonlinier.Sibernetika klasik nyandak transformasi Laplace sareng transformasi Z salaku alat matematika, sareng nyandak sistem stabil linier input-single-output salaku objek panalungtikan utama.Persamaan diferensial ngajéntrékeun sistem dirobah jadi domain wilangan kompléks ku transformasi Laplace atawa transformasi Z, sarta fungsi mindahkeun tina sistem dicandak.Sarta dumasar kana fungsi mindahkeun, métode panalungtikan lintasan jeung frékuénsi, fokus kana analisa stabilitas jeung akurasi ajeg tina sistem kontrol eupan balik.

2. Téori Kontrol Modern
Téori kontrol modern nyaéta téori kontrol dumasar kana métode spasi kaayaan, nu mangrupakeun komponén utama téori kontrol otomatis.Dina téori kontrol modern, analisis jeung desain sistem kontrol utamana dilumangsungkeun ku ngajéntrékeun variabel kaayaan sistem, jeung métode dasar nya éta métode domain waktu.Téori kontrol modéren tiasa ngatasi masalah kontrol anu langkung lega tibatan téori kontrol klasik, kalebet sistem linier sareng nonlinier, sistem stasioner sareng variasi waktos, sistem variabel tunggal sareng sistem multivariabel.Métode sareng algoritma anu diadopsi ogé langkung cocog pikeun komputer digital.Téori kontrol modern ogé nawiskeun kamungkinan mendesain sareng ngawangun sistem kontrol anu optimal kalayan indikator kinerja anu ditangtukeun.

Sistim kontrol
Sistem kontrol diwangun ku alat kontrol (kaasup controller, aktuator jeung sensor) jeung objék dikawasa.Alat kontrol tiasa janten jalma atanapi mesin, anu mangrupikeun selisih kontrol otomatis sareng kontrol manual.Pikeun sistem kontrol otomatis, nurutkeun prinsip kontrol béda, éta bisa dibagi kana sistem kontrol buka-loop jeung sistem kontrol loop katutup;Numutkeun klasifikasi sinyal anu dipasihkeun, éta tiasa dibagi kana sistem kontrol nilai konstan, sistem kontrol turutan sareng sistem kontrol program.

Téknologi instrumen virtual
Alat ukur mangrupikeun bagian penting tina sistem pangukuran sareng kontrol, anu dibagi jadi dua jinis: alat mandiri sareng alat virtual.
Instrumén bebas ngumpulkeun, ngolah, jeung kaluaran sinyal alat dina chassis bebas, boga panel operasi sarta sagala rupa palabuhan, sarta sakabeh fungsi aya dina bentuk hardware atawa firmware, nu nangtukeun yén alat bebas ngan bisa dihartikeun ku. produsén., lisénsi, nu pamaké teu bisa ngarobah.
Alat virtual ngalengkepan analisa sareng ngolah sinyal, éksprési sareng kaluaran hasil dina komputer, atanapi nyelapkeun kartu akuisisi data dina komputer, sareng ngaleungitkeun tilu bagian alat dina komputer, anu ngarecah tradisional. instrumén.watesan.

Fitur Téknis Alat Virtual
1. fungsi kuat, integral tina rojongan hardware kuat komputer, megatkeun ngaliwatan keterbatasan instrumen tradisional dina ngolah, tampilan jeung neundeun.Konfigurasi standar nyaéta: prosésor kinerja luhur, tampilan resolusi luhur, hard disk kapasitas badag.
2. Sumberdaya software komputer ngawujudkeun softwareization sababaraha hardware mesin, nyimpen sumberdaya bahan, sarta ningkatkeun kalenturan sistem;ngaliwatan algoritma numerik pakait, rupa analisis jeung ngolah data test bisa dipigawé langsung sacara real waktu;ngaliwatan GUI (antarmuka pamaké grafis) panganteur) téhnologi pikeun sabenerna ngahontal panganteur ramah tur interaksi manusa-komputer.
3. Dibikeun beus komputer jeung beus instrumen modular, hardware instrumen modularized na serialized, nu greatly ngurangan ukuran sistem na facilitates pangwangunan instrumen modular.
Komposisi sistem instrumen virtual
Alat virtual diwangun ku parangkat hardware sareng antarmuka, parangkat lunak supir alat sareng panel instrumen virtual.Di antarana, alat-alat hardware na interfaces bisa rupa-rupa basis PC diwangun-di kartu fungsi, kartu panganteur beus universal interfaces, palabuhan serial, interfaces instrumen beus VXI, jeung sajabana, atawa rupa-rupa alat uji éksternal programmable séjén, software supir alat nyaeta program supir nu langsung ngadalikeun rupa interfaces hardware.Alat maya komunikasi sareng sistem instrumen nyata ngaliwatan software supir alat kaayaan, sarta mintonkeun elemen operasi pakait tina panel instrumen nyata dina layar komputer dina bentuk panel instrumen virtual.Rupa-rupa kadali.Pamaké ngoperasikeun panel alat virtual nganggo beurit sakumaha nyata sareng merenah sapertos ngoperasikeun alat nyata.
Téknologi pangukuran sareng kontrol sareng alat utama nyaéta tradisional sareng pinuh ku prospek pangembangan.Disebut tradisional sabab asalna kuna, geus ngalaman ratusan taun pangwangunan, sarta boga peran penting dina pangwangunan sosial.Salaku jurusan tradisional, éta ngalibatkeun seueur disiplin dina waktos anu sami, anu ngajantenkeun éta masih gaduh vitalitas anu kuat.
Jeung ngembangkeun salajengna tina ukuran modern jeung téhnologi kontrol, téhnologi informasi éléktronik jeung téhnologi komputer, éta geus ushered dina kasempetan anyar pikeun inovasi jeung ngembangkeun, nu pasti bakal ngahasilkeun aplikasi beuki loba kritis dina sagala rupa widang.