光电技术在自动化仪表测量中的应用分析

来源：核心期刊咨询网时间：2020-03-09 11:3112

摘要：摘 要：自动化测量技术因信息科技产业的发展逐渐走向成熟，近年来其已经被应用于航空航天和工业生产等多种领域且发挥了良好的效果。自动化测量中的光电技术对提高仪表测量精度以及测量技术的发展做出了卓越贡献。本文在对自动化仪器测量中的光电技术原理进行

　　摘 要：自动化测量技术因信息科技产业的发展逐渐走向成熟，近年来其已经被应用于航空航天和工业生产等多种领域且发挥了良好的效果。自动化测量中的光电技术对提高仪表测量精度以及测量技术的发展做出了卓越贡献。本文在对自动化仪器测量中的光电技术原理进行简要概述的基础上指出了光电技术应用中存在的一些不足，并根据多年的工作经验提出了适合光电技术可持续发展的对策。

　　关键词：光电技术;自动化仪表测量;应用对策

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　　0 引言

　　各种测量检测仪器及技术随着信息时代的到来正在不断发展和进步，多种智能测量工具的出现大大改善了自动化测量效率，但受限于自身条件等因素实现仪表完全自动测量仍然有一定的难度，这时就需要光电技术的渗透来提高工作效率。

　　1 自动化测量中的光电技术基本原理

　　仪表仪器在进行自动化测量时因其工作原理和工作结构存在差异，导致了各个工件的工作参数在一定程度上是不同的。根据其实际组成结构可以将工作过程大体分为三个环节：分别是检测环节和传送放大环节以及显示环节。检测环节具有一种科学合理地转换测量参数的能力，这可以使仪表测量更加精确，随后通过传送放大环节将测量参数的信号传输到显示环节进行指示和记录。因此不同类型的测量仪器共同之处在于其测量参数都需要通过一个或者多个信号进行转换，此外测量结果都通过数字符号或者指针刻度等形式显示在仪表盘上供人查验，整过过程都需要自动测量检验仪器参与。光电技术自动化检测的具体过程是由光电转换装置将光信号转换为电信号，随后在通过信号调节处理装置将当前的信号转换为需要的电信号。目前我国虽然在仪表自动化测量技术开发方面有了巨大的进展，但是自动化测量水平与发达国家相比仍存在一定的差距，因此有必要继续加强自动化测量技术的研究和改进。

　　2 光电技术在自动化仪表测量中的具体应用

　　2.1 微机控制技术

　　微机控制技术作为光前技术的重要组成其在仪器测量的智能化和自动化方面发挥着重要作用。目前微机控制技术主要分为两种类型：一种是以VC语言操作平台与数据库管理系统相互结合构成的计算机控制系统软件。其在实际应用中可以使计算机在待测仪器的测量点及其标准源上进行相关设置并发出信号，仪表指针将随着仪表电流的不断上升与表盘中的单位刻度相互匹配，匹配完成后再次发出一个信号并继续测量第二个单位刻度，仪表自动化测量就是通过这种方式对不同位置的参数信号进行测量记录的。另一种是针对计算机数字图像的相关处理，其具体过程为：首先计算机通过中值波率与高斯波率对仪器的指针信号和仪表表盘刻度信号进行相关处理，然后利用计算机算法对噪声进行降噪处理且同时提高了数据的准确性，最后计算机通过在图像拟合过程中引入了最小二乘法来处理数据。这种做法在使信号合理的显示在仪器终端上的同时使其具有了更高的精度。

　　2.2 高分辨率CCD与光电技术成像系统

　　高分辨率CCD与光电技术成像是在光学成像的原则基础之上使用物理远心光学将实际测量指标以及指針刻度真实地反映到CCD设备上，然后通过CDD设备将相关信息输送到数据采集系统进行驱动器信息转换，最后用矩阵的形式存储传输数据以方便对计算机成像系统进行操作。同时该系统在一般状况下通常使用10X10灵敏度单位以及1024X1024的像原素进行尺寸测量。此外光源亮度的自动调节功能可以实现同轴照且其模块化的信息收集等一系列工作是通过16位采集卡来进行的，这种信息采集系统达到减少错误发生的同时降低了信息转换所需的时间。

　　3 光电技术在仪表测量中存在的问题及对策

　　3.1 传输过程中的干扰问题及解决措施

　　基于光电技术的自动化仪表测量技术正朝着智能化和精密化的方向不断发展。但在实际测量过程中，自动化测量技术会不可避免地受到电磁干扰、振动干扰以及信号干扰等外在因素的影响。电磁干扰影响了光电系统测量的准确性和功能性，有时系统在高电磁的辐射下甚至会发生故障并失灵，此外还会导致自动化仪器的测量和显示功能也不能正常工作。为了解决这个问题，有必要采用抗电磁干扰元件代替普通的电气元件来提高整个系统的抗干扰能力。除此之外传统的电子板电路也可以被现代集成电路所取代。

　　3.2 电路控制问题及解决措施

　　高压电池是光电系统运行的电力来源。但是高压电池的电压会随着内部运作时间的变长而减低，这在给整个系统造成较大干扰的同时还会破坏整个系统的运作。此外在光电线路初期设计过程中通常对后期改造问题缺乏一体化的考虑，使得许多电器元件的排列太拥挤并可能引起控制电路短路等问题。解决这些问题的最佳办法是使用新的能源代替传统的高压电池电力供应。目前光电系统的运行需求可以通过风能、太阳能等方式新能源供电方式来满足。除此之外，因光电系统的额定电压较高，因此可以通过加大电压量来提高系统的运行效率，这种做法不仅不会对光电系统的正常运行造成损害，而且其在提高数据准确性的同时还提高了系统控制的灵敏度。

　　4 结语

　　光电技术的应用在很大程度上提高了自动化测量仪表仪器的测量精度，随着我国社会经济的不断发展和人民生产生活需求不断增加，有必要加快光电技术的试验研究和升级改造。同时应将其应用到自动测量设备以及各个领域中以提高其工作效率和精准度。此外还要根据自动化仪表测量现状寻找其存在的问题，在对问题原因进行深入分析的同时采取必要措施确保测量功能的实现。

　　参考文献：

　　[1]赵棣.工业自动化仪表与自动化控制技术的应用研究[J].科学技术创新，2019(23)：185-186.

　　[2]李林原，贾如春，黄德军.基于SRIO(SerialRapidIO)多模型目标检测跟踪系统设计与研究[J].自动化与仪器仪表，2019(05).

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