王垚

[摘要]測(cè)控技術(shù)是建立在電路與計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)上的一門新興技術(shù)。21世紀(jì)的測(cè)控將是一個(gè)開發(fā)的系統(tǒng)概念，信息交換共享這個(gè)時(shí)代主題也是測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展方向。因此，通過(guò)組建網(wǎng)絡(luò)來(lái)形成使用測(cè)控系統(tǒng)已成為現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。文章根據(jù)相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分析了測(cè)控技術(shù)的發(fā)展與趨勢(shì)。

[關(guān)鍵詞]測(cè)控技術(shù)；電路；計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

[DOI]1013939/jcnkizgsc201619059

1現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)的現(xiàn)狀

20世紀(jì)70年代以來(lái)，測(cè)量技術(shù)不斷進(jìn)步，出現(xiàn)了很多智能儀表，這些儀表在微電子的基礎(chǔ)上，與計(jì)算機(jī)相結(jié)合，使得基于儀表的測(cè)量技術(shù)漸漸演變，成為一門包含機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)的獨(dú)立的學(xué)科。

2測(cè)控技術(shù)的發(fā)展

現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)在追求儀表智能化的同時(shí)，對(duì)其穩(wěn)定性、可靠性和適應(yīng)性要求也不斷提高，相應(yīng)地，隨著技術(shù)發(fā)展，測(cè)控技術(shù)大量應(yīng)用高新技術(shù)和新的科學(xué)研究成果，測(cè)控技術(shù)的技術(shù)指標(biāo)與功能不斷提高。作為代表，測(cè)控儀器儀表單元微小型化、智能化日趨明顯。

測(cè)控技術(shù)兩個(gè)方面，一個(gè)是測(cè)，另一個(gè)是控?！皽y(cè)”是依靠傳感器和信號(hào)傳輸電路，即測(cè)控電路；“控”則是依靠現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的計(jì)算處理能力，根據(jù)數(shù)據(jù)得出相應(yīng)結(jié)果，通過(guò)反饋等方式控制整個(gè)系統(tǒng)。

計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為測(cè)控技術(shù)中的中堅(jiān)力量，于是，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也就自然而然成為測(cè)控技術(shù)滿足實(shí)際需求的關(guān)鍵支持。但是不可否認(rèn)，測(cè)控電路依然是測(cè)控技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)和另一個(gè)重要的發(fā)展方向。

3測(cè)控技術(shù)的趨勢(shì)

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的融入不但使現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)在各方面得到廣泛應(yīng)用，而且加快了現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)的發(fā)展，形成了現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)朝微型化、集成化、遠(yuǎn)程化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化等方向發(fā)展。同時(shí)，現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)是一門實(shí)踐性非常強(qiáng)的技術(shù)，既包括硬件、軟件的設(shè)計(jì)，又包括系統(tǒng)的集成，隨著其在國(guó)防、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用的深度和廣度的擴(kuò)大，它將為提高生產(chǎn)效率、改進(jìn)技術(shù)水平做出巨大的貢獻(xiàn)。

新型傳感器技術(shù)、現(xiàn)代測(cè)控總線技術(shù)、虛擬儀器技術(shù)、遠(yuǎn)程測(cè)控技術(shù)、測(cè)控系統(tǒng)集成技術(shù)等，都是這門涉及廣泛的學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì)和方向。

（1）新型傳感器技術(shù)向微型化、數(shù)字化、集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化傳感器、光纖傳感器和生物傳感器等幾個(gè)方向發(fā)展。

傳感器是信息時(shí)代的三大支柱之一，目前新的智能化傳感器層出不窮，微處理器和網(wǎng)絡(luò)與傳感器的融合技術(shù)快速發(fā)展，新型傳感器在測(cè)量?jī)x器儀表、測(cè)控系統(tǒng)中的應(yīng)用日益廣泛和深入，可以說(shuō)，新型傳感器技術(shù)的發(fā)展對(duì)現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)的發(fā)展起到了很好的推動(dòng)作用，新型傳感器技術(shù)是現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)的一個(gè)重要組成部分。

（2）現(xiàn)代測(cè)控總線技術(shù)具體包括了GPIB、VXI、CPCI、PXI、USB、IEEE 1394、現(xiàn)場(chǎng)總線和LXI幾類總線，USB在現(xiàn)代的應(yīng)用中所占比重日益增加，也是發(fā)展最為迅速的總線技術(shù)。

測(cè)控總線是測(cè)控系統(tǒng)的重要組成部分，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，各種總線標(biāo)準(zhǔn)不斷推出和發(fā)展?，F(xiàn)代測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)是采用標(biāo)準(zhǔn)總線計(jì)算機(jī)平臺(tái)、功能強(qiáng)大的軟件及應(yīng)用總線技術(shù)的模塊化儀器設(shè)備的有機(jī)結(jié)合。這將極大地增強(qiáng)自動(dòng)測(cè)試設(shè)備的功能與性能。在現(xiàn)代測(cè)控系統(tǒng)中，測(cè)控總線技術(shù)越來(lái)越受到重視。因此，在測(cè)控系統(tǒng)的研制、開發(fā)和應(yīng)用中，選擇好的測(cè)控系統(tǒng)平臺(tái)總線，不僅有助于系統(tǒng)最終以較低成本滿足更高的性能要求，而且可以使系統(tǒng)更加容易擴(kuò)充、升級(jí)和保護(hù)用戶的投資效益。

（3）虛擬儀器技術(shù)包括LabVIEW和LabWindows/CVI，包括開發(fā)環(huán)境和虛擬儀器設(shè)計(jì)。

虛擬儀器系統(tǒng)是測(cè)控技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，它從根本上更新了儀器的概念，并在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出傳統(tǒng)儀器無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，可以說(shuō)虛擬儀器技術(shù)是現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)的關(guān)鍵組成部分。虛擬儀器由計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)采集卡等相應(yīng)硬件和專用軟件構(gòu)成，既有傳統(tǒng)儀器的特征，又有一般儀器所不具備的特殊功能，在現(xiàn)代測(cè)控應(yīng)用中有著廣泛的應(yīng)用前景。

（4）遠(yuǎn)程測(cè)控技術(shù)是現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)、遠(yuǎn)程測(cè)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)。

隨著測(cè)控任務(wù)變得日趨復(fù)雜以及大范圍測(cè)控要求的日益增多，進(jìn)行遠(yuǎn)程測(cè)控、組建網(wǎng)絡(luò)化的測(cè)控系統(tǒng)就顯得非常必要。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也必將在測(cè)控領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，從而有力地帶動(dòng)和促進(jìn)遠(yuǎn)程測(cè)控技術(shù)的發(fā)展。采用遠(yuǎn)程測(cè)控技術(shù)，不僅可以降低測(cè)控系統(tǒng)的成本、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離測(cè)控和資源共享，而且還能實(shí)現(xiàn)測(cè)控設(shè)備的遠(yuǎn)距離診斷與維護(hù)，大大提高測(cè)控的效率。

（5）電子設(shè)備測(cè)控系統(tǒng)集成技術(shù)，包括現(xiàn)代測(cè)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)（包括硬件需求分析、硬件集成、接口設(shè)計(jì)和可靠性與安全性設(shè)計(jì)），以及現(xiàn)代測(cè)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)（包括采用COTS的軟件集成、軟件組態(tài)和集成的標(biāo)準(zhǔn)化）。

采用系統(tǒng)集成技術(shù)解決測(cè)控系統(tǒng)的合理構(gòu)成正成為測(cè)控界普遍關(guān)注的話題。測(cè)控系統(tǒng)的規(guī)模和功能各異，且存在各種模塊的集成以及在異構(gòu)和分布環(huán)境下設(shè)備互連、互操作、數(shù)據(jù)傳輸和通信等諸多問(wèn)題，測(cè)控一體化系統(tǒng)集成應(yīng)運(yùn)而生。測(cè)控一體化是當(dāng)今測(cè)控系統(tǒng)的發(fā)展方向，它以計(jì)算機(jī)為核心，采用組件技術(shù)將標(biāo)準(zhǔn)總線、硬件模塊或儀器單元和相應(yīng)的測(cè)控軟件等進(jìn)行構(gòu)建，同時(shí)貫徹實(shí)施一系列系統(tǒng)集成標(biāo)準(zhǔn)體系，使之成為通用性和可移植性強(qiáng)的測(cè)控系統(tǒng)。

測(cè)控一體化要求實(shí)現(xiàn)測(cè)控系統(tǒng)的集成，其目標(biāo)不僅包括測(cè)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)集成，還包括功能集成、信息集成和環(huán)境集成，同時(shí)還要符合相應(yīng)的系統(tǒng)集成標(biāo)準(zhǔn)。

（6）自動(dòng)測(cè)試設(shè)備（ATE）及軟件設(shè)計(jì)?，F(xiàn)代電子裝備自動(dòng)化程度高，技術(shù)密集，為了縮短研制周期，降低研制及使用成本，使得裝備測(cè)控系統(tǒng)的軟、硬件結(jié)構(gòu)易于重新組合，裝備的測(cè)控及維修通常采用自動(dòng)測(cè)試設(shè)備（ATE）來(lái)完成。

ATE系統(tǒng)的測(cè)控軟件就是系統(tǒng)的生命，ATE的軟件平臺(tái)是整個(gè)ATE系統(tǒng)的核心和關(guān)鍵，它是聯(lián)系測(cè)試資源和被測(cè)對(duì)象的軟橋梁，其體系結(jié)構(gòu)的好壞直接關(guān)系到整個(gè)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的性能。

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