基本概念
測量
測量是通過用數量的概念來描述和認識客觀事物,進而逐步掌握事物本質和揭示自然界規律的一種手段。
狹義的定義是,測量是為了確定被測量的量值而進行的實驗過程;廣義上,測量是為了獲取被測對象的信息而進行的實踐過程。
計量
計量是實現單位統一、量值準確可靠的活動。計量具有準確性、一致性、溯源性、法制性的特點。
電子測量
電子測量泛指以電子科學為手段而進行的測量,包括電量和非電量的測量。電子測量是測控技術的核心內容。
控制
控制是指通過自身的干涉或參與而使事物的發展在一定的範圍內或按照遵循一定的趨勢。
在測控中,控制通常是指自動控制,指(在沒有人直接參與的情況下)根據測量得到的結果,利用外加的設備或裝置,使機器、設備或生產過程的某個工作狀態或參數自動地按照預定的規律運行。
測控
測控,就是測量和控制的一體化過程,是指對現實世界物理量進行測量獲取信息,再經處理後得到控制量對執行機構進行控制的過程。
測量和電子測量
測量的基本要素
測量的基本要素是對象(測量的客體)、實施者(測量的主體)、專門的儀器設備(測量的工具)、相關的科學理論(測量的理論指導)以及特定環境。這五個元素之間直接或間接有著一定的作用或相互作用。
電子測量的特點
測量科學是研究信息獲取的科學,處理信息最有效的是以電荷為載體的電子科學技術,與其他測量技術相比,電子測量有如下特點:
測量頻率範圍寬
量程範圍寬
測量準確度高
測量速度快
可遠程操作
易於實現自動化和智慧型化
電子測量的分類
根據測量的物理量是否能夠攜帶和傳送功率,可分為有源量測量(如對力、電/磁場)和無源量測量(如電阻、電感、電容、距離);
根據測量方法的角度,可分為直接測量、間接測量和組合測量;
根據測量系統的空間位置,可分為集中式測量和分散式測量;
根據測量域之間的相互關係,可分為時域測量(幅度-時域)、頻域測量(幅度-頻率)、調製域測量(頻率-時間),以及隨機測量、數字測量。
電子測量實現
轉換技術:包括對無法直接測量的物理量採用間接測量其他物理量再轉換為需求的物理量,和為了獲取精度更高、量程更寬、速度更快的測量結果或過程而進行的轉換;
比較技術:通過對兩個或更多物理量進行一定的對比或運算,達到對物理量的比較,從而得到更有意義且易於分析處理的測量結果;
處理技術:泛指為了各種目的而對信息所進行的變換和加工,在測量階段一般是指預處理,即對直接所得物理量進行簡單的變換以得到更容易理解和便於下一步處理的預處理結果;
顯示技術:顯示技術是將對於人來說不可見的信息轉化為可見的信息,是為了讓人們能夠更直觀的看到測量的結果。
儀表
在工業和自動化領域,測量離不開儀表,其中包括測量並直接指示測量結果的測量儀表,以及測量並將測量結果轉換為規定標準信號的變換器。見
檢測儀表。
測量和控制
測控細分出的測量和控制是有一定差別的兩個方面,測量和控制是可以分別單獨進行的。一般來說,測控過程是“信號測量→數據處理→生成控制量→驅動執行機構”。
測量得到結果往往不能直接輸入到控制系統中,需要對其進行一定的處理,比如域的變換、信號的濾波、信號的運算等。
處理後的信號需要達到可以直接輸入控制系統作為輸入量的要求。控制系統對輸入的信號進行進一步處理運算,得到用以控制執行器工作的控制量,最終執行器在控制量的控制下執行動作,整個測控過程就完成了。見
自動控制。