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1、自動化儀表測量中的光電技術及其應用 摘要:隨著社會主義現代化進程的不斷加快與社會生產力水平的不斷提高,改革開放以來,我國的計算機產業(yè)得以迅速發(fā)展,且為我國社會生產的各個領域提供了廣泛的科技支持。作為計算機技術中的重要組成部分,光電技術的應用對于工業(yè)生產具有重要的影響。文章通過對光電技術在自動化儀表測量中的應用原理進行分析,并對自動化儀表測量中光電技術的具體應用方法及相關問題做出了具體的研究?! £P鍵詞:自動化儀表測量;光電技術;具體應用 引言 近年來,隨著微電子技術與計算機技術的高速發(fā)展,自動化儀表的測量技術也獲得了較大的發(fā)展空間,光電技術作為自動化儀表智能化技術內容
2、的重要組成部分,其自身技術的熟練程度對自動化儀表的測量工作具有重要的影響。文章通過對自動化測量儀表中光電技術的應用原理進行了研究,并對光電技術在自動化儀表測量過程中的相關問題展開了具體分析。 1自動化儀表測量與光電技術的相關原理 1.1自動化儀表工作原理 由于不同類型的工業(yè)其自身的加工種類也不盡相同,因此各種參數儀表的測量原理也有所不同,但對測量儀表的具體組成進行分析可知,一般的測量儀表均是由檢測環(huán)節(jié)、傳送放大環(huán)節(jié)以及顯示環(huán)節(jié)三個部分組成的,其中,檢測環(huán)節(jié)直接檢測需要被測量的相關參數,并將其轉變成適合于測量的具體信號;而自動化儀表的傳送環(huán)節(jié)則將接受到的信號進行放大,并
3、傳送到儀表的顯示端,最終將數據呈現給儀表的操作者。由上文可知,自動化儀表測量原理可以總結為儀表將被檢測的信號進行一次或者多次的形式變換,并最后以數字、圖形或者指針的形式顯示出來[1]。 1.2光電技術在自動化儀表測量中的原理 1.2.1分辨率較高的CCD的應用 要想實現相關測量參數的自動化,首先要研發(fā)出可以代替人眼功能的儀器來代替人眼的測量工作,且該儀器應該具備較高的性能和瞄準度。CCD即電荷耦合元件是一種半導體的器件,且能夠將光學信號轉化為相應的數字信號,因此通過不斷提高CCD器件的質量并使其逐步代替人眼在自動化儀表測量中的工作,可以較好地實現測量參數的自動化。將光
4、電技術中的CCD應用到自動化儀表測量工作中主要是通過其自身的遠心光學系統(tǒng)將測量儀表的指針與表盤映射到該電荷耦合元件的表面,并在驅動器的作用下,CCD器件將指針與表盤的相關信號傳送到器件的模擬數據采集系統(tǒng)進行相應的轉換,且在傳輸的過程中,數據以矩陣的形式被存儲起來,從而方便計算機對數據進行相應的識別,并將其顯示到儀表的顯示終端[2]?! ?.2.2微機控制技術 作為光電技術中的重要組成部分,微機控制技術對于實現儀表的智能化與自動化測量具有重要的作用和意義。現階段的微機控制技術主要分為兩種類型,一種是以VC語言作為整體操作平臺,并與數據庫的管理系統(tǒng)互相結合從而構成完整的計算機
5、控制系統(tǒng)軟件,其對測量參數具體的控制原理為:利用計算機對需要檢測的儀表指針的測試點進行相關設置,并在其對標準源發(fā)出信號后,從而使儀表中的電流進行平穩(wěn)上升,當指針與表盤中的單位刻度數相吻合時,再次向標準源發(fā)出信號,并繼續(xù)測量第二個單位刻度數,以此類推,將儀表中不同位置的數據參數以證書的形式打印出來,從而實現儀表的自動化測量。首先,計算機通過對儀表的指針信號與表盤刻度信號進行相關處理,并應用中值波率與高斯波率處理噪聲信號,從而將收集到的信號存儲到數據庫中;其次,計算機利用Caany算子對噪聲進行相應的降噪處理,從而提高數據的準確性;最后,計算機通過在圖像擬合加工工序過程中加入最
6、小二乘法,從而使信號達到較高精度的擬合度,并顯示到儀表終端[3]?! ?.3交流標準源控制系統(tǒng)的應用 在自動化儀表的測量過程中,通過引入三相交流標準源,可以為儀表提供標準的電壓、電流、頻率以及相位和功率信號,從而提高儀表數據的精準度。其中,作為整個標準源信號交換的基準,數據源以其高度穩(wěn)定的性能調節(jié)著數據在儀表的各個傳輸環(huán)節(jié)中的精準度。由于傳統(tǒng)的電流、電壓控制器對儀表功率負載的最高承受額度是20W,而基于數據源技術的三相交流標準院系統(tǒng)則通過應用前饋控制技術對數據進行無差別調節(jié),從而避免了由于負載變化而引起的跟蹤信號基準不穩(wěn)定的現象,在大幅度提高了儀表數據準確度的同時,也保證
7、了相關工業(yè)生產的安全性[4]?! ?光電技術應用于自動化儀表測量中所出現的問題及解決措施 2.1發(fā)射電路的供電問題解決措施 由于應用到儀表自動化測量過程中的多種光電技術系統(tǒng)均需要相應的有源設備,因此高壓端口的供電電壓是否穩(wěn)定直接影響到傳輸系統(tǒng)運行的可靠性。我國光電系統(tǒng)高壓側的供電形式主要分為三種:利用高壓母線進行傳輸供電、將低壓側電能轉化為光能并利用光纖傳送到高壓端口、通過高壓電池進行供電。在利用高壓母線進行傳輸供電的過程中,一旦流經母線內的電流過小,則會使得信號的傳輸電路無法得到正常的供電,但如果母線內的電流