측정 및 제어 기술 및 기기는 정보의 획득 및 처리와 관련 요소의 제어를 연구하는 이론 및 기술입니다."측정 및 제어 기술 및 기기"는 측정 기술, 제어 기술 및 이러한 기술을 구현하는 기기 및 시스템을 포함하여 정보 수집, 측정, 저장, 전송, 처리 및 제어를 위한 수단 및 장비를 의미합니다.
측정 및 제어 기술
측정 및 제어 기술과 기기는 정밀 기계, 전자 기술, 광학, 자동 제어 및 컴퓨터 기술을 기반으로 합니다.주로 다양한 정밀 테스트 및 제어 기술의 새로운 원리, 방법 및 프로세스를 연구합니다.최근 몇 년 동안 컴퓨터 기술은 측정 및 제어 기술의 응용 연구에서 점점 더 중요한 역할을 담당하고 있습니다.
계측제어기술은 생산과 생활에 직접적으로 적용되는 응용기술로서, 그 응용은 “농업, 바다, 육지와 하늘, 음식과 의복의 무게” 등 사회생활의 다양한 분야에 적용된다.계장기술은 국가 경제의 '승수', 과학연구의 '일등장교', 군대의 '전투력', 법규의 '물체화된 재판관'이다.컴퓨터 시험 제어 기술과 지능적이고 정밀한 측정 및 제어 기기 및 시스템은 현대 산업 및 농업 생산, 과학 기술 연구, 관리, 검사 및 모니터링 분야에서 중요한 상징이자 수단이며 점점 더 중요한 역할을 수행하고 있습니다.
측정제어기술과 계측기술의 응용
측정 및 제어 기술은 산업, 농업, 운송, 항법, 항공, 군사, 전력, 민생 등 다양한 분야에서 널리 사용되는 응용 기술입니다.생산기술의 발달로 측정 및 제어기술은 단일기기 및 그 장비의 초기 제어에서부터 전체 공정 및 시스템 제어에 이르기까지 제어기술의 핵심적인 역할을 담당하고 있으며, 특히 오늘날의 첨단기술에서는 더욱 그러하다. 현대 과학 기술 분야에서.
야금 산업에서 측정 및 제어 기술의 적용에는 제철 공정의 열간 용광로 제어, 장입 제어 및 용광로 제어, 철강 압연 공정의 압력 제어, 압연기 속도 제어, 코일 제어 등이 포함됩니다. 거기에 사용되는 다양한 탐지 도구.
전력 산업에서 측정 및 제어 기술의 응용에는 보일러의 연소 제어 시스템, 증기 터빈의 자동 모니터링, 자동 보호, 자동 조정 및 자동 프로그램 제어 시스템 및 전력 입력 및 출력 제어 시스템이 포함됩니다. 엔진.
석탄 산업에서 측정 및 제어 기술의 적용에는 석탄 채굴 공정의 석탄층 메탄 로깅 장비, 광산 공기 성분 탐지 장비, 광산 가스 탐지기, 지하 안전 모니터링 시스템 등이 포함됩니다. 석탄 정제 공정, 정제 공정 제어, 생산 기계 전송 제어 등
석유 산업에서 측정 및 제어 기술의 적용에는 자기 탐지기, 수분 함량 측정기, 압력계 및 석유 생산 공정의 로깅 기술을 지원하는 기타 측정 장비, 전원 공급 시스템, 급수 시스템, 증기 공급 시스템, 가스 공급 시스템이 포함됩니다. , 저장 및 운송 시스템과 세 가지 폐기물 처리 시스템 및 연속 생산 공정에서 많은 매개 변수에 대한 감지 장비.
화학 산업에서 측정 및 제어 기술의 적용에는 온도 측정, 유량 측정, 액체 레벨 측정, 농도, 산도, 습도, 밀도, 탁도, 발열량 및 다양한 혼합 가스 성분이 포함됩니다.제어 매개변수 등을 정기적으로 제어하는 제어 기기
기계 산업에서 측정 및 제어 기술의 적용에는 정밀 디지털 제어 공작 기계, 자동 생산 라인, 산업용 로봇 등이 포함됩니다.
항공 우주 산업에서 측정 및 제어 기술의 적용에는 항공기 비행 고도, 비행 속도, 비행 상태 및 방향, 가속, 과부하 및 엔진 상태, 항공 우주 차량 기술, 우주선 기술 및 항공 우주 측정과 같은 매개 변수 측정이 포함됩니다. 및 제어 기술.기다리다.
군사 장비에서 측정 및 제어 기술의 적용에는 정밀 유도 무기, 지능형 탄약, 군사 자동화 명령 시스템(C4IRS 시스템), 우주 공간 군사 장비(예: 다양한 군사 정찰, 통신, 조기 경보, 항법 위성 등 .).
측정 및 제어 기술의 형성 및 개발
과학기술 발전의 역사적 사실 인간의 이해와 자연의 변용의 역사 또한 인류문명의 역사에서 중요한 부분을 차지한다.과학기술의 발전은 먼저 측정기술의 발전에 달려 있다.현대 자연 과학은 진정한 의미의 측정에서 시작됩니다.많은 뛰어난 과학자들은 과학적 도구의 발명가와 측정 방법의 창시자가 되는 꿈을 꿉니다.측정 기술의 진보는 과학 기술의 진보를 직접적으로 견인합니다.
최초의 기술 혁명
17세기와 18세기에 측정 및 제어 기술이 등장하기 시작했습니다.유럽의 일부 물리학자들은 전류와 자기장의 힘을 이용하여 간단한 검류계를 만들고 광학 렌즈를 사용하여 망원경을 만들기 시작하여 전기 및 광학 기기의 토대를 마련했습니다.1760년대에 영국에서 최초의 과학 기술 혁명이 시작되었습니다.19세기까지 1차 과학기술혁명은 유럽, 미국, 일본으로 확대되었다.이 기간 동안 길이, 온도, 압력 등을 측정하는 기기와 같은 일부 간단한 측정 기기가 사용되었습니다.인생에서 엄청난 생산성이 만들어졌습니다.
두 번째 기술 혁명
19세기 초 전자기학 분야의 일련의 발전은 제2차 기술 혁명을 촉발시켰다.전류 측정 장치의 발명으로 인해 전자기학은 빠르게 올바른 궤도에 올랐고 하나의 발견이 차례로 성장했습니다.전신, 전화, 발전기 등과 같은 전자기 분야의 많은 발명품은 전기 시대의 도래에 기여했습니다.동시에 1891년 이전 고도 측정에 사용된 정밀 일류 경위와 같은 측정 및 관찰을 위한 다양한 기타 기기도 등장하고 있습니다.
세 번째 기술 혁명
제2차 세계대전 이후 여러 국가에서 첨단 기술에 대한 긴급한 요구로 인해 일반 기계화에서 전기화 및 자동화로 생산 기술의 전환이 촉진되었으며 과학 이론 연구에서 일련의 주요 돌파구가 만들어졌습니다.
이 기간 동안 전기 기계 제품으로 대표되는 제조업이 산업적으로 발전하기 시작했습니다.제품 대량 생산의 특징은 순환 작업과 흐름 작업입니다.이를 자동화하기 위해서는 가공 및 생산의 제거 단계에서 공작물의 위치를 자동으로 감지해야 합니다., 크기, 모양, 자세나 성능 등 이를 위해서는 수많은 측정 및 제어 장치가 필요하다.한편, 석유를 원료로 하는 화학 산업의 부상으로 많은 수의 측정 및 제어 장비가 필요합니다.자동 계측이 표준화되기 시작했고 필요에 따라 자동 제어 시스템이 구성되었습니다.동시에 CNC 공작 기계와 로봇 기술도 이 기간 동안 탄생했으며 측정 및 제어 기술과 기기는 중요한 응용 분야를 가지고 있습니다.
과학기술의 발달로 계측은 단순한 측정과 관찰에서 시작하여 측정, 제어, 자동화에 없어서는 안 될 기술 도구가 되었습니다.다양한 측면의 요구를 충족시키기 위해 계측은 전통적인 응용 분야에서 생물 의학, 생태 환경 및 생명 공학과 같은 비전통적 응용 분야로 확장되었습니다.
21세기 이후 나노급 정밀기계 연구성과, 분자급 현대화학 연구성과, 유전자급 생물학적 연구성과, 고정밀 초고성능 특수기능소재 연구 등 최신 기술 성과가 다수 결과 및 글로벌 네트워크 기술의 대중화 및 응용의 결과가 속속 나오고 있으며 이는 계측 분야의 근본적인 변화이며 첨단 및 지능형 계측기의 새로운 시대 도래를 촉진합니다.
측정 및 제어 시스템의 센서
일반적인 측정 및 제어 시스템은 센서, 중간 컨버터 및 디스플레이 레코더로 구성됩니다.센서는 측정된 물리량을 감지하고 측정된 물리량으로 변환합니다.중간 컨버터는 센서의 출력을 분석, 처리 및 후속 기기에서 수용할 수 있는 신호로 변환하고 다른 시스템으로 출력하거나 디스플레이 레코더에서 측정합니다.결과가 표시되고 기록됩니다.
센서는 측정 시스템의 첫 번째 링크입니다.제어 시스템의 경우 컴퓨터를 뇌에 비유하면 센서는 오감에 해당하며 시스템의 제어 정확도에 직접적인 영향을 미칩니다.
센서는 일반적으로 민감한 요소, 변환 파일 및 변환 회로로 구성됩니다.측정된 값은 민감한 요소에 의해 직접 감지되고 특정 매개변수 값의 변화는 측정된 값의 변화와 명확한 관계가 있으며 이 매개변수는 측정 및 출력이 용이합니다.그런 다음 민감한 요소의 출력은 변환 요소에 의해 전기 매개 변수로 변환됩니다.마지막으로 변환회로는 변환소자가 출력한 전기적 파라미터를 증폭하여 표시, 기록, 처리, 제어에 편리한 유용한 전기신호로 변환한다.
새로운 센서의 현황과 개발
감지 기술은 오늘날 세계에서 가장 빠르게 발전하는 첨단 기술 중 하나입니다.새로운 센서는 고정밀, 넓은 범위, 높은 신뢰성 및 낮은 전력 소비를 추구할 뿐만 아니라 통합, 소형화, 디지털화 및 지능화를 향해 발전합니다.
1. 지능형
센서의 지능은 기존 센서의 기능과 컴퓨터 또는 기타 구성 요소의 기능을 결합하여 정보 수집 및 신호 변환 기능뿐만 아니라 데이터 처리 기능을 갖춘 독립적인 어셈블리를 형성하는 것을 말합니다. , 보상 분석 및 의사 결정.
2. 네트워킹
센서의 네트워킹은 센서가 컴퓨터 네트워크와 연결하는 기능을 갖고 장거리 정보 전송 및 처리 능력을 실현하는 것입니다. 즉, 측정의 "수평선 너머" 측정을 실현합니다. 및 제어 시스템.
3. 소형화
센서의 소형화 값은 기능이 변경되지 않거나 심지어 향상되는 조건에서 센서의 부피를 크게 줄입니다.소형화는 현대 정밀 측정 및 제어의 요구 사항입니다.원칙적으로 센서의 크기가 작을수록 측정 대상과 환경에 미치는 영향이 적고 에너지 소비가 적으며 정확한 측정이 더 쉽습니다.
4. 통합
센서의 통합은 다음 두 방향의 통합을 의미합니다.
(1) 여러 측정 매개변수를 통합하면 여러 매개변수를 측정할 수 있습니다.
(2) 감지 및 후속 회로의 통합, 즉 민감한 구성 요소, 변환 구성 요소, 변환 회로 및 전원 공급 장치까지 동일한 칩에 통합하여 고성능을 갖습니다.
5. 디지털화
센서의 디지털 값은 센서가 출력하는 정보가 디지털 양으로 장거리 및 고정밀 전송을 실현할 수 있으며 중간 링크 없이 컴퓨터와 같은 디지털 처리 장비에 연결할 수 있다는 것입니다.
센서의 통합, 지능화, 소형화, 네트워킹 및 디지털화는 독립적인 것이 아니라 보완적이고 상호 연관되어 있으며 이들 사이에 명확한 경계가 없습니다.
측정 및 제어 시스템의 제어 기술
기본 제어 이론
1. 고전적 제어 이론
고전 제어 이론에는 선형 제어 이론, 샘플링 제어 이론 및 비선형 제어 이론의 세 부분이 포함됩니다.고전 사이버네틱스는 라플라스 변환과 Z 변환을 수학적 도구로 삼고 단일 입력 단일 출력 선형 정상 시스템을 주요 연구 대상으로 삼습니다.시스템을 기술하는 미분 방정식은 라플라스 변환 또는 Z 변환에 의해 복소수 도메인으로 변환되고 시스템의 전달 함수가 얻어진다.그리고 궤적과 주파수의 연구방법인 전달함수를 기반으로 피드백 제어 시스템의 안정성과 정상상태 정확도를 분석하는 데 중점을 둡니다.
2. 현대 제어 이론
현대제어이론은 자동제어이론의 주요 구성요소인 상태공간법에 기초한 제어이론이다.현대 제어 이론에서 제어 시스템의 분석 및 설계는 주로 시스템의 상태 변수를 기술함으로써 이루어지며 기본 방식은 시간 영역 방식이다.현대 제어 이론은 선형 및 비선형 시스템, 정지 및 시변 시스템, 단일 변수 시스템 및 다중 변수 시스템을 포함하여 고전 제어 이론보다 훨씬 더 광범위한 제어 문제를 다룰 수 있습니다.채택한 방법과 알고리즘도 디지털 컴퓨터에 더 적합합니다.최신 제어 이론은 또한 지정된 성능 지표로 최적의 제어 시스템을 설계하고 구성할 수 있는 가능성을 제공합니다.
제어 시스템
제어 시스템은 제어 장치(컨트롤러, 액추에이터 및 센서 포함)와 제어 대상으로 구성됩니다.제어 장치는 사람 또는 기계가 될 수 있으며 이는 자동 제어와 수동 제어의 차이점입니다.자동 제어 시스템의 경우 다른 제어 원리에 따라 개방 루프 제어 시스템과 폐쇄 루프 제어 시스템으로 나눌 수 있습니다.주어진 신호의 분류에 따라 상수 제어 시스템, 후속 제어 시스템 및 프로그램 제어 시스템으로 나눌 수 있습니다.
가상 기기 기술
측정 기기는 측정 및 제어 시스템의 중요한 부분으로 독립 기기와 가상 기기의 두 가지 유형으로 나뉩니다.
독립 계측기는 독립 섀시에서 계측기의 신호를 수집, 처리 및 출력하고 조작 패널과 다양한 포트를 가지며 모든 기능은 하드웨어 또는 펌웨어 형태로 존재하며 독립 계측기는 제조 업체., 라이센스, 사용자가 변경할 수 없습니다.
가상 기기는 신호의 분석 및 처리, 컴퓨터에서 결과의 표현 및 출력을 완료하거나 컴퓨터에 데이터 수집 카드를 삽입하고 컴퓨터에서 기기의 세 부분을 제거하여 기존 방식을 깨뜨립니다. 악기.한정.
가상 악기의 기술적 특징
1. 강력한 기능, 컴퓨터의 강력한 하드웨어 지원을 통합하여 처리, 디스플레이 및 저장에서 기존 기기의 한계를 뛰어 넘습니다.표준 구성은 고성능 프로세서, 고해상도 디스플레이, 대용량 하드 디스크입니다.
2. 컴퓨터 소프트웨어 리소스는 일부 기계 하드웨어의 소프트웨어화를 실현하고 재료 리소스를 절약하며 시스템의 유연성을 향상시킵니다.해당 수치 알고리즘을 통해 테스트 데이터의 다양한 분석 및 처리를 실시간으로 직접 수행할 수 있습니다.GUI(그래픽 사용자 인터페이스) 인터페이스) 기술을 통해 진정으로 친숙한 인터페이스와 인간과 컴퓨터의 상호 작용을 달성합니다.
3. 컴퓨터 버스와 모듈형 계측기 버스가 주어지면 계측기 하드웨어가 모듈화되고 직렬화되어 시스템 크기가 크게 줄어들고 모듈형 계측기 구성이 용이해집니다.
가상 악기 시스템의 구성
가상 기기는 하드웨어 장치 및 인터페이스, 장치 드라이버 소프트웨어 및 가상 기기 패널로 구성됩니다.그 중 하드웨어 장치 및 인터페이스는 다양한 PC 기반 내장 기능 카드, 범용 인터페이스 버스 인터페이스 카드, 직렬 포트, VXI 버스 계측기 인터페이스 등 또는 기타 다양한 프로그래밍 가능한 외부 테스트 장비일 수 있습니다. 장치 드라이버 소프트웨어는 다양한 하드웨어 인터페이스를 직접 제어하는 드라이버 프로그램.가상 계기는 기본 장치 드라이버 소프트웨어를 통해 실제 계기 시스템과 통신하고 가상 계기판의 형태로 컴퓨터 화면에 실제 계기판의 해당 작동 요소를 표시합니다.다양한 컨트롤.사용자는 실제 악기를 조작하는 것처럼 실제적이고 편리하게 마우스로 가상 악기의 패널을 조작합니다.
측정 및 제어 기술 및 계측 전공은 전통적이며 발전 전망이 가득합니다.그것은 고대 기원을 가지고 있고 수백 년의 발전을 경험했으며 사회 발전에 중요한 역할을 했기 때문에 전통적이라고 합니다.전통적인 전공으로서 동시에 많은 분야를 포함하여 여전히 강한 활력을 가지고 있습니다.
현대 측정 및 제어 기술, 전자 정보 기술 및 컴퓨터 기술의 추가 개발로 혁신 및 개발을 위한 새로운 기회를 열었으며 다양한 분야에서 점점 더 중요한 응용 프로그램을 생산할 것입니다.
게시 시간: 2022년 11월 21일