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浅谈现代测控系统的发展及其应用摘要：现代测控技术是建立在计算机信息基础上的一门新兴技术，是测量技术、微电子技术、计算机技术、网络技术和通信技术等多种技术相互渗透、相互结合、综合发展的一门新兴学科。
本文主要论述了现代测控技术的特点及应用实例,并对其未来的发展前景进行了展望。
关键词:现代测控技术智能化虚拟化集成化应用Abstract： Modern control technology is built on the basis of computer information on an emerging technology, measurement technology， microelectronics technology, computer technology， network technology and communication technology and other technology mutual penetration， combined with comprehensive development of a new Subject. This article discusses the characteristics of modern measurement and control technology and its application examples，and the prospects for its future development prospects。
Keywords: Modern Control Technology Intelligent virtual application现代测控技术是一门高新技术，以测控、测量、电子等学科为基础，涉及计算机技术、信息处理技术、电子技术、自动控制技术、测试测量技术、仪器仪表技术及网络技术等领域。
随着现代科学技术的飞速发展和不断融入,加快了现代测控技术的发展,使其正朝着智能化、集成化、微型化、虚拟化、网络化和远程化的方向大步迈进.作为一门实践性很强的技术，现代测控技术在工业、农业和国防等领域的应用广度和深度正不断的扩大,并将为改进技术水平和提高生产率做出巨大的贡献。
课程代号D - 48现代导航、制导与测控技术考核辅导大纲王在成编兵器工程师进修大学2011年7月《现代导航、制导与测控技术》考核辅导大纲一、课程性质当前，人类社会正在向信息时代过渡，信息化战争已成为反映该时代特征的全新基本战争形态。
信息化战争最典型特点之一就是实现陆、海、空、天、信息一体化联合/协同作战，大量使用高技术兵器，实施基于效果的精确打击。
防空、防天导弹武器及制导系统已成为国家和地区极为重要的防御力量。
对此，现代导航、制导与测控技术（系统）起着十分重要的支撑作用，并在很大程度上决定着联合/协同作战效能和高技术兵器及反导系统的战技性能。
航天工程，是当今社会发展最快的尖端科技领域之一，从第一颗人造卫星飞向太空至今，虽然只过去了五十多年，却给人类带来了翻天覆地的变化。
它不仅对现代科技、社会经济发展起到了巨大的推动作用，而且在军事上获得了广泛的应用，也必将对未来世界产生更加广阔而深远的影响。
现代导航、制导与测控技术从来就是航天工程发展的核心技术之一，它涉及航天工程方案认证、设计制造和使用运行等方面。
综上所述，现代导航、制导与测控技术（系统）在现代科学技术、国民经济和国防建设发展中的重要地位和战略意义是显而易见。
因此，为了进一步发挥现代导航、制导与测控技术的巨大作用，认真总结和深入研究推动该技术发展的关键技术是十分必要的。
二、课程基本内容与要求本课程选用由科学出版社出版，刘兴堂等编著的《现代导航、制导与测控技术》一书作为教材，下面分别说明各章重点要求掌握和需要了解的内容，并对相关重点和难点进行必要分析和解释。
第1章绪论重点掌握：导航：是引导航行的简称，是指将航行载体（如航空、航天飞行器，陆地、海上和水下航行体）从一个位置（当时位置）引导到另一个位置（目的地）的过程。
还可以理解为：导航是正确地引导航行载体沿着预定的航线，以要求的精度，在指定的时间内到达目的地的技术。
制导：即控制引导，使航行载体按照一定的运动轨迹或根据所给予的指令运动，以达到预定的目的地或攻击预定的目标。
现代测控技术与系统课程代码：80096003课程名称：现代测控技术与系统学分： 3开课学期：第3学年第2学期授课对象：测控技术与仪器专业先修课程：模拟电子技术，数字电子技术，微机原理及应用，单片机原理及应用，传感器原理及应用课程主任：董晓剑课程简介：测控技术近年来发展迅速，是一门集光、机、电、算于一体的工程性和综合性技术。
随着科学技术尤其是电子信息技术的飞速发展，测控的内涵已发展为具有信息获取、存储、传输、处理和控制等综合功能的测控系统；微型化、集成化、远程化、网络化、虚拟化成为以计算机为核心的现代测控技术的一个发展趋势。
本课程从应用角度出发，系统地讲述了现代测控技术的特点、发展概况及其应用。
本课程内容包括新型传感器技术、现代测控总线技术、虚拟仪器技术、远程测控技术、电子设备测控系统集成技术、自动测试设备及软件设计等。
实践教学环节：1.现代测控总线技术实验2.机器视觉技术实验3.虚拟仪器实验4.大型系统PLC综合实验5.现代传感器实验6.通信测控仪器实验课程考核：课程最终成绩=平时成绩*30%+期末考试成绩*70%；平时成绩由出勤率、作业的完成情况决定；期末考试采取灵活方式，采用开卷，题目难度要大，采取闭卷，题目难度适中。
指定教材：韩九强主编．现代测控技术与系统．北京：清华大学出版社2007.9参考书目：孙传友主编．测控系统原理与设计．北京：北京航空航天大学出版社，2002王福瑞等．单片微机测控系统设计大全．北京：北京航空航天大学出版社，1999.3 浦昭邦，王宝光主编．测控仪器设计．北京：机械工业出版社2001程德福，林君主编．智能仪器．北京：机械工业出版社2005．2。
填空选择：1光电效应：因光照引起的材料电学特性改变的现象称为光电效应，分为外光电效应（光电管和光电倍增管）和内光电效应，内光电效应又包括光电导效应（光敏电阻）和光生伏特效应（光敏二极管，光敏三极管，光电池）2热电偶的基本定律：a.均质导体定律：两种均质导体组成的热电偶的热电势大小与电极的直径、长度以及长度方向的温度部分无关，只与热电极材料和温差有关。
如果材质不均匀，当热点，极上各处温度不同时，将产生附加热电势，造成无法估计得测量误差，因此热电极材料的均匀性是衡量热电偶质量的重要指标之一。
b.标准电极定律:若导体ABC分别与三种导体C组成热电偶，那么由导体AB组成的热电偶的热电势可以由标准电极定律来确定。
标准电极定律指出：如果将导体C（热点极，一般为纯铂丝）作为标准电极（也叫做参考电极），并且已知标准c.中间导体定律:在热电偶回路中，只要中间导体两端温度相同，对热电偶回路的总电势没有影响。
D.中间温度定律：在热电偶回路中，当结点温度为T,T0时，总热电势等于该热电偶在节点温度为T,Tn 和Tn，T0时相应的热电势的代数和。
3误差来源：方法误差、环境误差、数据处理误差、使用误差、仪器误差、人身误差。
误差分类：系统误差：在相同条件重复测量同一量时，误差的绝对值和符号保持不变，或在条件改变时按照一定的规律变化。
产生的主要原因是仪表制造，安装或使用不当。
是一种有规律的误差，系统误差越小、则表明准确度越高。
随机误差：在相同条件下多次重复测量同一量时，误差绝对值和符号无规律变化的误差。
主要来源有机械干扰、热和湿干扰、电磁场变化、放电噪音，光空气原件噪声。
总体来说服从统计规律，误差大小放映数据的分散程度，误差越小，精密度越高。
粗大误差：测量值偏离实际值的误差。
操作不当造成的。
测得的值明显地偏离实际值所形成的的误差。
判断哪个测量值是坏值或是异常值，处理数据时应剔除。
4数字PID算法是比例、积分、微分算法。
（增量型算法与位置型算法）5人耳可以听到的声波频率范围是16~20kHz，超过20kHz的声波称为超声波。
仪器仪表技术专业测控系统集成应用专业现代测试技术专业1. 引言1.1 概述本篇文章旨在探讨仪器仪表技术专业测控系统集成应用专业和现代测试技术专业的相关知识和应用。
随着科技的不断进步和产业的发展，测控系统在现代工程领域中扮演着愈发重要的角色。
而作为该领域的核心专业，仪器仪表技术专业和现代测试技术专业在测量、检测、控制以及数据分析等方面有着关键的作用。
1.2 文章结构本文将分为五个部分进行论述，各部分内容包括引言、正文、章节三标题、章节四标题以及结论。
通过逐步深入地讨论这些主题，我们将全面解析仪器仪表技术专业测控系统集成应用专业以及现代测试技术专业的背景和实际运用。
1.3 目的本文旨在帮助读者理解并认识仪器仪表技术专业测控系统集成应用专业和现代测试技术专业的重要性。
同时，通过对这些领域最新进展和潜在挑战的介绍，我们也希望激发读者对这些专业的兴趣，并为相关领域的学习和研究提供有益的参考。
以上是“1. 引言”部分的内容，用以概述本文的目标和结构。
2. 正文：在仪器仪表技术专业中，测控系统集成应用是一个重要的领域。
随着现代科技的不断发展，各种复杂的测量和控制需求不断涌现，因此对于测控系统的集成应用提出了更高的要求。
本文将从多个方面介绍仪器仪表技术专业中测控系统集成应用的相关内容。
首先，我们将从传感器技术开始讨论。
传感器作为测控系统中最基础且重要的组成部分之一，负责将物理量转化为电信号，并提供给控制模块进行进一步处理。
在现代测试技术专业中，各种类型的传感器被广泛使用，例如温度传感器、压力传感器、光学传感器等等。
我们将详细介绍这些传感器的工作原理、特点以及在测控系统集成应用中的具体应用案例。
接下来，我们将讨论数据采集与处理技术。
在测控系统中，数据采集是非常关键的一环。
通过适当选择合适的数据采集设备，并正确配置其参数，可以获得准确可靠的采样数据。
同时，在大数据时代背景下，数据处理也变得尤为重要。
我们将介绍传统的数据采集与处理技术，如模数转换、信号调理等，以及近年来兴起的人工智能技术在这一领域的应用。
填空选择：1光电效应：因光照引起的材料电学特性改变的现象称为光电效应，分为外光电效应（光电管和光电倍增管）和内光电效应，内光电效应又包括光电导效应（光敏电阻）和光生伏特效应（光敏二极管，光敏三极管，光电池）2热电偶的基本定律：a. 均质导体定律：两种均质导体组成的热电偶的热电势大小与电极的直径、长度以及长度方向的温度部分无关，只与热电极材料和温差有关。
如果材质不均匀，当热点，极上各处温度不同时，将产生附加热电势，造成无法估计得测量误差，因此热电极材料的均匀性是衡量热电偶质量的重要指标之一。
b. 标准电极定律：若导体ABC分别与三种导体C组成热电偶，那么由导体AB组成的热电偶的热电势可以由标准电极定律来确定。
标准电极定律指出：如果将导体 C （热点极，一般为纯铂丝）作为标准电极（也叫做参考电极），并且已知标准c. 中间导体定律：在热电偶回路中，只要中间导体两端温度相同，对热电偶回路的总电势没有影响。
D.中间温度定律：在热电偶回路中，当结点温度为T,TO时，总热电势等于该热电偶在节点温度为T,Tn 和Tn, TO时相应的热电势的代数和。
3误差来源：方法误差、环境误差、数据处理误差、使用误差、仪器误差、人身误差。
误差分类：系统误差：在相同条件重复测量同一量时，误差的绝对值和符号保持不变，或在条件改变时按照一定的规律变化。
产生的主要原因是仪表制造，安装或使用不当。
是一种有规律的误差，系统误差越小、则表明准确度越高。
随机误差：在相同条件下多次重复测量同一量时，误差绝对值和符号无规律变化的误差。
主要来源有机械干扰、热和湿干扰、电磁场变化、放电噪音，光空气原件噪声。
总体来说服从统计规律，误差大小放映数据的分散程度，误差越小，精密度越高。
粗大误差：测量值偏离实际值的误差。
操作不当造成的。
测得的值明显地偏离实际值所形成的的误差。
判断哪个测量值是坏值或是异常值，处理数据时应剔除。
4数字PID算法是比例、积分、微分算法。
（增量型算法与位置型算法）5人耳可以听到的声波频率范围是16~20kHz超过20kHz的声波称为超声波。
6超声波传感器的原理及应用原理：超声波传感器以超声波为检测手段，因此必须有发射超声波和加收超声波的装置，一般将它们称为超声换能器或超声探头。
分类：超声波传感器按工作原理分为压电式、磁致伸缩式和电磁式等，在检测技术中应用最为广泛的是压电式。
应用：超声波测厚，超声波测物位，超声波测流量，超声波无损探伤7生物敏传感器的组成原理：生物敏传感器由分子识别软件（敏感基元）和与之结合的信号转换器件（换能器）两部分组成。
分类：按所用分子识别元件分为：酶传感器、微生物敏传感器、组织传感器、细胞传感器、免疫传感器等。
8红外传感器的分类红外传感器是能将红外辐射转换为电能的装置，其按工作原理可分为光敏型（或称光子型、量子型）和热敏型两类。
大题：1. 测控系统的基本任务：测控系统的基本任务是借助专门的传感器感知对象信息并传输到系统处理器，系统处理器中，通过信号处理方法对对象信息进行处理与数据分析，得到控制对象的有效状态信息和测试结果，进而将这些对象的控制信息传输给控制环节进行对象的行为控制，并将测试结果通过显示装置输出。
实现测控系统所涉及的感知技术、通信技术、控制技术、处理技术以及软硬件集成技术都是测控技术的重要内容。
2. 什么叫置信区间？置信区间：当测量或计算变量时，在一定概率保证下，估计出一个区间[-a,+a]以能够覆盖真值卩的区间，这个区间称为置信区间，区间的上下限称为置信限。
3•超声波传感器的工作原理和应用？原理：超声波传感器以超声波为检测手段，因此必须有发射超声波和加收超声波的装置，一般将它们称为超声换能器或超声探头。
分类：超声波传感器按工作原理分为压电式、磁致伸缩式和电磁式等，在检测技术中应最为广泛的是压电式。
应用：超声波测厚，超声波测物位，超声波测流量，超声波无损探伤4. 智能传感器的组成？智能传感器一般构成结构图？智能传感器主要由传感器、微处理器及相关电路组成。
其结构框图：P145系统误差：在相同条件重复测量同一量时，误差的绝对值和符号保持不变，或在条件改变时按照一定的规律变化。
产生的主要原因是仪表制造，安装或使用不当。
是一种有规律的误差，系统误差越小、则表明准确度越高。
随机误差：在相同条件下多次重复测量同一量时，误差绝对值和符号无规律变化的误差。
主要来源有机械干扰、热和湿干扰、电磁场变化、放电噪音，光空气原件噪声。
总体来说服从统计规律，误差大小放映数据的分散程度，误差越小，精密度越高。
粗大误差：测量值偏离实际值的误差。
操作不当造成的。
测得的值明显地偏离实际值所形成的的误差。
判断哪个测量值是坏值或是异常值，处理数据时应剔除。
5. 性补偿的目的？主要有哪些补偿方法？目的：非线性补偿法通过在测量系统中引入非线性补偿环节，使系统的总输出特性呈线性，从而提高检测系统测量的准确性。
方法：模拟非线性补偿法：开环式非线性补偿法、闭环式非线性补偿法、差动补偿法、分段矫正法。
数字非线性补偿法：拟合法、查表法。
7•按照所用分子识别元件的不同、生物敏传感器可以为哪几类？酶传感器、微生物传感器、细胞传感器、组织传感器、细胞传感器、免疫传感器。
8•常用的三种图像分割法是什么？各自有什么特点？1灰度阈值法：特点一常用的图像分割法是将图像灰度分成不同的等级，然后用设置灰度阈值的方法确有意义的区域或分割物体的边界。
特点二选用不同的阈值其处理结果差异很大。
2.区域生长：区域生长是从某个角度或者像素点触发，最后得到整个区域，进而实现目标提取。
3•分裂合并：分裂合并差不多是区域生长的逆过程：从整个图像出发，不断分裂得到各个子区域，然再把前景区域合并，实现目标提取。
9. 什么是光电效应？主要包括哪几种？因光照引起的材料电学特性改变的现象称为光电效应，分为外光电效应（光电管和光电倍增管）和内光电效应，内光电效应又包括光电导效应（光敏电阻）和光生伏特效应（光敏二极管，光敏三极管，光电池）10. 简述虚拟仪器的组成和特点？虚拟仪器由三大功能模块组成：信号采集、信号分析处理、经典输出与显示。
相应的，虚拟仪器由计算机、仪器硬件和应用软件3大要素组成。
与传统仪器相比虚拟仪器具有以下 3 个特点。
1 . 不强调物理上的实现形式虚拟仪器通过软件功能来实现数据采集与控制、数据处理与分析及数据的显示这3部分的物理功能。
其充分利用计算机系统强大的数据处理能力，在基本硬件的支持下，利用软件完成数据的采集、控制、数据分析和处理以及测试结果的显示等，通过软、硬件的配合来实现传统仪器的各种功能。
2 . 在系统内实现软硬件资源共享虚拟仪器的最大特点是将计算机资源与仪器硬件、DSP技术相结合，在系统内共享软硬件资源。
它打破了以往由厂家定义仪器功能的模式，而变成了由用户自己定义仪器功能。
使用相同的硬件系统，通过不同的软件编程，就可实现功能完全不同的测量仪器。
3 . 图形化的软件面板虚拟仪器没有常规仪器的控制面板，而是利用计算机强大的图形环境，采用可视化的图形编程语言和平台，以在计算机屏幕上建立图形化的软面板来替代常规的传统仪器面板。
软面板上具有与实际仪器相似的旋钮、开关、指示灯及其他控制部件。
在操作时，用户通过鼠标或键盘操作软面板，来检验仪器的通信和操作。
除上述特点之外，与传统仪器相比，虚拟仪器还有如下几个方面的优势。
(1)虚拟仪器用户可以据自己的需要灵活地定义仪器的功能，通过不同功能模块的组合可构成多种仪器，而不必受限于仪器厂商提供的特定功能。
(2)虚拟仪器将所有的仪器控制信息均集中在软件模块中，可以采用多种方式显示采集的数据、分析的结果和控制过程。
这种对关键部分的转移进一步增加了虚拟仪器的灵活性。
(3)由于虚拟仪器关键在于软件，硬件的局限性较小，因此与其他仪器设各连接比较容埸实现。
而且虚拟仪器可以方便地与网络、外设及其他应用连接，还可利用网络进行多用户数据共享。
(4)虚拟仪器可实时、直接地对数据进行编辑，也可通过计算机总线将数据传输到存储器或打印机。
这样做一方面解决了数据的传输问题，一方面充分利用了计算机的存储能力，从而使虚拟仪器具有几乎无限的数据记录容量。
(5)虚拟仪器利用计算机强大的图形用户界面(GUI),用计算机直接读数。
根据工程的实际需要，使用人员可以通过软件编程或采用现有分析软件，实时、直接地对测试数据进行各种分析与处理。
(6 )虚拟仪器价格低，而且其基于软件的体系结构还大大节省了开发和维护费用。
例题1•用游标卡尺对某一尺寸测量10次，假定已消除系统误差和粗大误差，得到数据如下(单位为mm): 75.01,75.04,75.07,75.00,75.03,75.09,75.06,75.02,75.05,75.08求测量值的算术平均值、均方根误差以及算术平均值的标准误差。
解：假定已消除系统误差和粗大误差，由算术平均值公式得-1 10X X j =75.045010心由均方根误差公式得一.1「\2二0.0303,n -1山算术平均值的标准误差值要用到标准误差，由于一般无法得到它，所以用它的近似值来代替A，再由公式得例2.已知利用此三值的二次插值 多项式求Ig12的近似值解：设 x -10, X ) = 15, x 2 = 20(x —x1)(x —x2) (x -15)(x -20)丄 ) m(Xj -幼(x 0 —x 2) 一 (10—15)(10—20) 一 50(x _ (x-I(x-XoXxf ) = (x-10)(x-20)=_ 丄(x_10)(x-20) 1(x^ -x 0)(x^ -x 2) (15-10)(15-20) 25 (x-x^x-xj = (x -10)(x -15)= 1(x_10)(x_15)(x^x 0)(x^x 1)(20-10)(20 -15) 501所以：F 2(x)二 y °l °(x) y 」1(x) y zU x) (x-15)(x-20)50 -1.1761(x -10)(x -20) 1.301°(x -10)(x -15) 25 50 F 2(12) =1.07663.在设计一视觉检测系统时，已知被测物体至镜头的距离是 10cm-30cm 范围内，取 WD=20cm 设视场高度为6.6mm ，则镜头放大倍数为：PMAG=6.6mm60mm=0.11则在上述条件下如何选择镜头。
计算镜头焦距上 WD * PMAG 200*0.11_ _f19.82mm1 0.11*L ^MAG =^^01)=16.1cmPMAG 镜头的扩充距离为 LW = f*PMAG =16mm* 0.11 =1.76mm如果镜头的扩充距离不变，可以通过垫圈(1mm 或0.5mm )调节焦距机构获得所需扩充距离。
