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检测技术与自动化科学技术的关系

时间:2014年01月06日 来源:插卡电表 作者:磁卡电表 点击:

检测技术属于信息科学的范畴,与计算机技术、自动控制技术和通信技术构成完整的信息技术科学。广义地讲,检测技术是白动化技术4个支柱之一,从信息科学角度考察,检测技术任务为:寻找与自然信息具有对应关系的种种表现形式的信号,以及确定两者间的定性、定量关系;从反映某一信息的多种信号表现中挑选出在所处条件下最为合适的表现形式,以及寻求最佳的采集、变换、处理、传输、存储、显示等的方法和相应的设备。显然,检测技术是自动化学科的重要组成部分之一,是以现代自动化系统中的应用为主要目的,围绕参数检测和测量信号的分析等信息获取处理技术进行研究开发与应用的一门综合性技术。

在科学实验和工业生产过程中,为了及时了解工艺过程、监测和控制某个生产过程或运动对象的状态,掌握其发展变化规律,使它们处于所选工况的最佳状态,就需要对描述被控对象特征的某些参数进行测量或检测,其目的是为了准确获得表征它们的定量信息,为生产过程的白动化及科研提供可靠的数据。至于检测技术的意义就更广泛了,它包括根据被测对象的特点,选用合适的测量仪器仪表及实验方法,通过测量及数据处理和误差分析,准确得到被测量的数据,并为提高测量精度、改进实验方法及测量仪表,为生产过程的自动化等提供可靠的依据。

科学技术的发展与检测技术的发展是密切相关的,检测技术达到的水平越高,则科学技术成就愈为深广,而科学技术的发展,特别是新材料、新结构的传感器研制成功,以及微型计算机在检测技术中的应用,使得检测手段、检测方法和检测设备发生了变革性的变化,形成了自动化、实时化和智能化的微机检测系统,从而在检测的准确性、快速性、可靠性和抗干扰等方面发挥了明显作用,大大丰富了检测技术所包含的内容,扩大了检测技术的应用范围,同时也提出了新的课题。所谓智能化的微机检测系统是以微处理器为核心组成的数字化测量系统。

在现代化生产中,为提高劳动生产率和产品质量,改善劳动条件,必须不断提高生产过程自动化水平和扩大自动化应用范围。在实现自动化过程中,所用的检测技术和装置是自动化系统的“感觉器官”.因为只有在准确知道生产过程的状态和工艺参数的条件下才能进行自动控制。

为了阐明检测技术在自动化系统中的应用和地位,下面以图1-1所示的数字计算机控制系统为例说明。


图1-1控制系统的特点之一是按多控制对象或多参量反馈控制来设计的,其日的是充分发挥计算机准确和快速的优势,提高计算机控制系统的性能价格比。显然,在数字计算机控制系统中需要解决大量工艺参数的检测和数字量的转换问题,在计算机应用中的这一重要分支即为巡回检测系统。去掉图I-I中的虚框部分即为此类系统的典型框图。在生产过程中,采用微型计算机进行巡回检测和数据处理不仅具有强的实时性,也给工作带来更多的方便。

从自动控制系统分类观点出发,一个控制系统不设置执行控制器部分,而系统主要用于对生产设备和工艺过程进行自动监视和自动保护,则称为自动检测系统。然而“自动检测”更一般的定义如下:使用自动化仪表或系统,在最少的人工干预下自动进行并完成测量,检验的全部过程,称为自动检测(automatic-detection and measurement)。相应的自动检测系统的基本结构从图1-1中可见,应包括检测元件(或传感器、检测仪表等)、信号处理、信号输出及附加装置等组成。传感器、检测仪表是将检测的非电量变换为电信号。信号处理包括标度变换、复杂的运算处理、A/D转换等。信号输出环节输出有效信号+用于控制、记录、显示、保护、报警等。

从图1-1典型框图看冉,自动检测技术和装置是自动化系统中不可缺少的组成部分。自动控制系统的控制精度在很大程度上取决于检测和转换技术的精度,随着自动化水平的不断提高,对检测和转换装置的要求亦愈来愈高。

在军事方面,检测技术也属于高科技的技术,军用探测技术被称为高科技战争中制胜的三大法宝之一。日前已发展和投入使用的军用探测技术主要有光学探测技术、夜视探测技术、雷达探测技术、地面传感探测技术等。根据自动控制理论,图I-I也是一个典型的负反馈闭环控制系统,它是由一些基本的职能元件组成,这些基本职能元件是:测量元件、比较元件、放大元件、调节器、执行元件等。自动化仪表分类方法也与它们相对应。

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