儀器儀表的自動化控制在儀器儀表性能、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】隨着科學技術的快速進步，智能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，是一種工具或者設備，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、信號傳遞等很多功能。自動化儀器儀表也可以說是一種信息及其，它主要作用是將信息進行形式轉化，通過對輸入信號的有效轉換，變成輸出信號。信號具有頻率、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。其自動控制系統爲關鍵的子系統。一般自動化檢測儀器儀表有三個組成部分：第一、傳感器，檢測信號並模擬;第二、變送器，將傳感器測量到的模擬信號進行轉變，變化爲4到20mA的電流信號，並且輸送到可編程控制器進行顯示。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爲其內部與微機的接口，該接口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。按照功能可以分爲檢測、記錄、計算等儀器。檢測方面又根據物理量的不同可以分爲壓力、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性能
儀器儀表的自動化控制在儀器儀表性能、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。智能化軟件與硬件設備設施的應用，可以使得儀器儀表能夠方便、實時的分析和處理當前的數據，以及對以往數據做出分析，更好的從不同高中低層次上抽象測量過程。提升測量效率與性能，拓展測量功能，例如進化計算、神經網絡、遺傳算法等智能技術的融合，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芯片技術，有效對模糊控制程序進行設計，並設置需要測量的數據臨界值，有效結合模糊推理，實現對各種不同模糊關係的決策。它的優勢爲可以不建立相關數學模型，也不需要非常多的測試數據，就可以結合經驗、總結規則，結合芯片的現場調試、離線計算功能，有效做出預定需要的數據分析和控制反應。
(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，以源代碼的形式提供給用戶，結合虛擬儀器驅動器有效實現即插即用。爲了方便末端用戶的操作和開發，在運行效率方面得到提升，並且還需要提升編程靈活性與質量，相關設計儀器儀表的廠家給予VXI總線儀器驅動器標準退出了新的驅動軟件管理規範，結合智能化儀器的特點，在虛擬儀器性能與結構方面採取了多項措施進行改進。第一、體現驅動設備的直觀性、方便使用以及提升運行效率等作用，並且需要保持原先的VXI總線(即插即用的高層編程接口)，以此實現相同功能函數的調用功能。第二、基於最新的Lab windows/CVI 5.0內建開發工具，結合智能化模式和手段，可以在人機交互的功能下，自動生成智能的儀器驅動代碼，簡化工作，降低工作量，又能有效統一驅動器代碼的編程特色與結構，使得不同用戶水平的使用人員都可以方便的使用於維護。第三、結合智能化的手段，設置、識別、管理和跟蹤所有儀器狀態，用戶能夠對其進行低層設置，通過智能化的方式進行管理，根據用戶最終需要，進行開發測試與正常運行的模式選擇與切換。開發測試模式可以實現自動檢查，幫助其發現編程中出現的錯誤，調試成功並投入使用後，用戶就可以切換至正常運行模式，保障了軟件運行的效率。另一方面，智能化手段的運用，可以方便使得測試、安全運行多線程實現;另外，驅動器的仿真功能可以使得單獨開發測試程序成爲可能，你不需要與實際儀器相連接。第四、驅動器在運行過程中，只是受到測試功能的影響，而與儀器總線接口方式沒有直接聯繫。總的來說，將智能化手段運用到虛擬儀器中，可以算是以往VXI驅動器的革新，提升運行效率，使得編程風格、結構達到一致，方便運行和維護。
(三)儀器儀表網絡化中的應用
將計算機與儀器儀表組建成網絡，就可以通過藉助智能化的軟硬件作用，比如模式識別、神經網絡的自適應、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絡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進行連接的數字萬用表與示波器，連接到網絡，並結合模式識別相關軟件的功能，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，採取分佈式數據採集系統，作爲原先使用的單獨進行數據採集設備的替代，實施跨越以太網或者其他類別網絡，可以實現遠程操作的功能，方便實時測量與數據採集，並可以有效實現分類存儲與應用。藉助網絡化智能測量環境的優勢，將各種計算機與儀器儀表綜合連接，高效完成不同要求的任務。例如拷貝採集後的數據，並送達到需要的部門;又或者將定期數據收集結果保存到遠程數據庫等。儀器儀表網絡化促進了多用戶的實時監控，從而有效實現技術人員、質量管理人員、領導等遠程對同一生產過程的監控，以方便收集數據，分析規律，做出調整。除此之外，智能重構這方面的信息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性能、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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