O'lchov va nazorat qilish texnologiyasi va asboblari - bu axborotni olish va qayta ishlash va tegishli elementlarni boshqarishni o'rganadigan nazariya va texnologiya."O'lchov va nazorat qilish texnologiyasi va asboblari" deganda axborotni yig'ish, o'lchash, saqlash, uzatish, qayta ishlash va nazorat qilish uchun vositalar va uskunalar, shu jumladan o'lchash texnologiyasi, nazorat qilish texnologiyasi va ushbu texnologiyalarni amalga oshiradigan asboblar va tizimlar tushuniladi.
O'lchash va nazorat qilish texnologiyasi
O'lchov va nazorat qilish texnologiyasi va asboblari nozik mashinalar, elektron texnologiya, optika, avtomatik boshqaruv va kompyuter texnologiyalariga asoslangan.U asosan turli xil nozik sinov va nazorat texnologiyalarining yangi tamoyillari, usullari va jarayonlarini o'rganadi.So'nggi yillarda kompyuter texnologiyalari o'lchash va nazorat qilish texnologiyasini amaliy tadqiq qilishda tobora muhim rol o'ynadi.
O'lchov va nazorat qilish texnologiyasi ishlab chiqarish va hayotga bevosita tatbiq etiladigan dastur texnologiyasi bo'lib, uning qo'llanilishi "qishloq xo'jaligi, dengiz, quruqlik va havo, oziq-ovqat va kiyim-kechak og'irligi" kabi ijtimoiy hayotning turli sohalarini qamrab oladi.Asboblar texnologiyasi xalq xo'jaligining "ko'paytiruvchisi", ilmiy tadqiqotlarning "birinchi zobiti", harbiy sohada "jangovar kuch" va huquqiy tartibga solishda "materiallashtirilgan sudya" dir.Kompyuterlashtirilgan sinov va nazorat qilish texnologiyasi va aqlli va aniq o'lchash va nazorat qilish asboblari va tizimlari zamonaviy sanoat va qishloq xo'jaligi ishlab chiqarishi, ilmiy va texnologik tadqiqotlar, boshqaruv, tekshirish va monitoring sohalarida muhim ramz va vositalar bo'lib, tobora muhim rol o'ynamoqda.
O'lchov va nazorat qilish texnologiyasi va asbobsozlik texnologiyasini qo'llash
O'lchash va nazorat qilish texnologiyasi sanoat, qishloq xo'jaligi, transport, navigatsiya, aviatsiya, harbiy, elektroenergetika va fuqarolik hayotining turli sohalarida keng qo'llaniladigan amaliy texnologiyadir.Ishlab chiqarish texnologiyasining rivojlanishi bilan o'lchash va nazorat qilish texnologiyasi nazorat qilish texnologiyasida bitta va uning uskunasini dastlabki nazorat qilishdan butun jarayonni va hatto tizimni boshqarishgacha, ayniqsa, bugungi zamonaviy texnologiyada muhim rol o'ynaydi. zamonaviy fan va texnologiya sohasida.
Metallurgiya sanoatida o'lchash va nazorat qilish texnologiyasini qo'llash quyidagilarni o'z ichiga oladi: issiq yuqori o'choq nazorati, temir ishlab chiqarish jarayonida zaryadlashni nazorat qilish va yuqori o'choq nazorati, bosimni nazorat qilish, prokat tezligini nazorat qilish, po'lat prokat jarayonida rulonni boshqarish va boshqalar va boshqalar. unda ishlatiladigan turli aniqlash asboblari.
Elektr energiyasi sanoatida o'lchash va nazorat qilish texnologiyasini qo'llash qozonning yonishini boshqarish tizimini, bug 'turbinasining avtomatik monitoringini, avtomatik himoyasini, avtomatik sozlash va avtomatik dasturni boshqarish tizimini, shuningdek, elektr energiyasini kiritish va chiqish quvvatini boshqarish tizimini o'z ichiga oladi. dvigatel.
Ko'mir sanoatida o'lchash va nazorat qilish texnologiyasini qo'llash quyidagilarni o'z ichiga oladi: ko'mir qazib olish jarayonida ko'mir yotqizilgan metanni kesish asbobi, shaxta havosining tarkibini aniqlash asbobi, shaxta gaz detektori, er osti xavfsizligi monitoringi tizimi va boshqalar. ko'mirni qayta ishlash jarayoni, qayta ishlash jarayonini boshqarish, ishlab chiqarish mashinalarini uzatishni boshqarish va boshqalar.
Neft sanoatida o'lchash va nazorat qilish texnologiyasini qo'llash quyidagilarni o'z ichiga oladi: magnit lokator, suv miqdori o'lchagich, bosim o'lchagich va neft ishlab chiqarish jarayonida logging texnologiyasini qo'llab-quvvatlovchi boshqa o'lchov asboblari, elektr ta'minoti tizimi, suv ta'minoti tizimi, bug 'ta'minoti tizimi, gaz ta'minoti tizimi , Saqlash va tashish tizimi va uchta chiqindilarni tozalash tizimi va doimiy ishlab chiqarish jarayonida ko'p sonli parametrlarni aniqlash asboblari.
Kimyo sanoatida o'lchash va nazorat qilish texnologiyasini qo'llash quyidagilarni o'z ichiga oladi: haroratni o'lchash, oqim o'lchash, suyuqlik darajasini o'lchash, kontsentratsiya, kislotalik, namlik, zichlik, loyqalik, kalorifik qiymat va turli xil aralash gaz komponentlari.Boshqariladigan parametrlarni muntazam ravishda nazorat qiluvchi nazorat asboblari va boshqalar.
Mashinasozlik sanoatida o'lchash va nazorat qilish texnologiyasini qo'llash quyidagilarni o'z ichiga oladi: nozik raqamli boshqaruv dastgohlari, avtomatik ishlab chiqarish liniyalari, sanoat robotlari va boshqalar.
Aerokosmik sanoatida o'lchash va nazorat qilish texnologiyasini qo'llash quyidagilarni o'z ichiga oladi: samolyotning parvoz balandligi, parvoz tezligi, parvoz holati va yo'nalishi, tezlashuv, ortiqcha yuk va dvigatel holati, aerokosmik vosita texnologiyasi, kosmik kema texnologiyasi va aerokosmik o'lchov kabi parametrlarni o'lchash. va nazorat qilish texnologiyasi.Kutmoq.
Harbiy texnikada o'lchash va boshqarish texnologiyasini qo'llash quyidagilarni o'z ichiga oladi: aniq boshqariladigan qurollar, aqlli o'q-dorilar, harbiy avtomatlashtirish qo'mondonlik tizimi (C4IRS tizimi), kosmik harbiy texnika (masalan, turli xil harbiy razvedka, aloqa, erta ogohlantirish, navigatsiya sun'iy yo'ldoshlari va boshqalar). .).
O'lchov va nazorat qilish texnologiyasining shakllanishi va rivojlanishi
Fan-texnika taraqqiyotining tarixiy faktlari Insoniyatning tabiatni anglash va o'zgarishi tarixi ham insoniyat sivilizatsiyasi tarixining muhim qismidir.Ilm-fan va texnikaning rivojlanishi avvalo o'lchov texnologiyasining rivojlanishiga bog'liq.Zamonaviy tabiatshunoslik haqiqiy ma'noda o'lchashdan boshlanadi.Ko'pgina taniqli olimlar ilmiy asboblar ixtirochisi va o'lchash usullarining asoschilari bo'lishni orzu qiladilar.O'lchov texnologiyasining rivojlanishi fan va texnika taraqqiyotini bevosita boshqaradi.
Birinchi texnologik inqilob
17—18-asrlarda oʻlchash va nazorat qilish texnologiyasi paydo boʻla boshladi.Yevropadagi ba’zi fiziklar tok va magnit maydon kuchidan oddiy galvanometrlar yasashda, optik linzalardan teleskoplar yasashda foydalanishga kirishdilar va shu tariqa elektr va optik asboblarga asos soldilar.1760-yillarda Buyuk Britaniyada birinchi ilmiy-texnik inqilob boshlandi.19-asrgacha birinchi ilmiy-texnik inqilob Yevropa, Amerika va Yaponiyani qamrab oldi.Bu davrda ba'zi oddiy o'lchov asboblari, masalan, uzunlik, harorat, bosim va boshqalarni o'lchash uchun asboblar ishlatilgan.Hayotda ulkan mahsuldorlik yaratilgan.
Ikkinchi texnologik inqilob
19-asr boshlarida elektromagnetizm sohasidagi bir qator o'zgarishlar ikkinchi texnologik inqilobni keltirib chiqardi.Tokni o'lchash uchun asbob ixtiro qilinganligi sababli, elektromagnitizm tezda to'g'ri yo'lga qo'yildi va birin-ketin kashfiyotlar o'sib bordi.Elektromagnetizm sohasidagi ko'plab ixtirolar, masalan, telegraf, telefon, generator va boshqalar elektr davrining kelishiga yordam berdi.Shu bilan birga, 1891 yilgacha balandlikni o'lchash uchun ishlatiladigan aniqlikdagi birinchi toifali teodolit kabi o'lchash va kuzatish uchun turli xil asboblar ham paydo bo'ladi.
Uchinchi texnologik inqilob
Ikkinchi jahon urushidan keyin turli mamlakatlarda yuqori texnologiyalarga boʻlgan keskin ehtiyoj ishlab chiqarish texnologiyasini umumiy mexanizatsiyalashdan elektrlashtirish va avtomatlashtirishga oʻtishga turtki boʻldi va ilmiy nazariy tadqiqotlarda qator yirik yutuqlarga erishildi.
Bu davrda elektromexanik mahsulotlar bilan ifodalangan ishlab chiqarish sanoati sanoat miqyosida rivojlana boshladi.Mahsulotlarni ommaviy ishlab chiqarish xususiyatlari tsiklik operatsiyalar va oqim operatsiyalari hisoblanadi.Buni avtomatik qilish uchun ishlov berish va ishlab chiqarishni yo'q qilish bosqichida ishlov beriladigan qismning holatini avtomatik ravishda aniqlash kerak., hajmi, shakli, holati yoki ishlashi va boshqalar. Buning uchun ko'p sonli o'lchash va nazorat qilish moslamalari talab qilinadi.Boshqa tomondan, kimyo sanoatining xom ashyo sifatida neft bilan ko'tarilishi ko'plab o'lchov va nazorat asboblarini talab qiladi.Avtomatlashtirilgan asbob-uskunalar standartlashtirila boshladi va talab bo'yicha avtomatik boshqaruv tizimi shakllantirildi.Shu bilan birga, o'lchash va nazorat qilish texnologiyasi va asboblari muhim ilovalarga ega bo'lgan ushbu davrda CNC tezgahlar va robot texnologiyasi ham tug'ildi.
Ilm-fan va texnologiyaning rivojlanishi bilan asbobsozlik oddiy o'lchash va kuzatishdan boshlab o'lchash, nazorat qilish va avtomatlashtirish uchun ajralmas texnik vositaga aylandi.Turli jihatlarning ehtiyojlarini qondirish uchun asbobsozlik an'anaviy dastur sohalaridan biomeditsina, ekologik muhit va bioinjeneriya kabi noan'anaviy dastur sohalariga kengaydi.
21-asrdan beri ko'plab so'nggi texnologik yutuqlar, masalan, nano-miqyosdagi nozik mashinalar bo'yicha tadqiqotlar natijalari, molekulyar darajadagi zamonaviy kimyoviy tadqiqotlar natijalari, gen darajasidagi biologik tadqiqotlar natijalari va yuqori aniqlikdagi ultra samarali maxsus funktsional materiallarni tadqiq qilish. natijalar va global Tarmoq texnologiyasini ommalashtirish va qo'llash natijalari birin-ketin chiqdi, bu esa asbobsozlik sohasida tub o'zgarishlar bo'lib, yuqori texnologiyali va aqlli asboblarning yangi davrining kelishiga yordam beradi.
O'lchov va boshqarish tizimlarida sensorlar
Umumiy o'lchash va nazorat qilish tizimi sensorlar, oraliq konvertorlar va displey yozuvchilaridan iborat.Sensor o'lchangan jismoniy miqdorni aniqlaydi va o'lchangan jismoniy miqdorga aylantiradi.Oraliq konvertor sensorning chiqishini tahlil qiladi, qayta ishlaydi va keyingi asbob tomonidan qabul qilinadigan signalga aylantiradi va uni boshqa tizimlarga chiqaradi yoki displey yozuvchisi tomonidan o'lchanadi.Natijalar ko'rsatiladi va qayd etiladi.
Sensor o'lchov tizimining birinchi bo'g'inidir.Boshqaruv tizimi uchun, agar kompyuter miya bilan taqqoslansa, u holda sensor beshta hissiyotga teng bo'lib, bu tizimning nazorat qilish aniqligiga bevosita ta'sir qiladi.
Sensor odatda sezgir elementlar, konversiya fayllari va konversiya sxemalaridan iborat.O'lchangan qiymat sezgir element tomonidan to'g'ridan-to'g'ri seziladi va o'zining ma'lum bir parametr qiymatining o'zgarishi o'lchangan qiymatning o'zgarishi bilan aniq munosabatga ega va bu parametrni o'lchash va chiqarish oson;keyin sezgir elementning chiqishi konvertatsiya elementi tomonidan elektr parametriga aylanadi;Nihoyat, konversiya sxemasi konversiya elementi tomonidan chiqarilgan elektr parametrlarini kuchaytiradi va ularni ko'rsatish, yozib olish, qayta ishlash va boshqarish uchun qulay bo'lgan foydali elektr signallariga aylantiradi.
Hozirgi vaziyat va yangi sensorlarning rivojlanishi
Sensing texnologiyasi bugungi kunda dunyodagi eng tez rivojlanayotgan yuqori texnologiyalardan biridir.Yangi sensor nafaqat yuqori aniqlik, keng diapazon, yuqori ishonchlilik va kam quvvat iste'molini ta'qib qiladi, balki integratsiya, miniatyuralashtirish, raqamlashtirish va razvedka tomon ham rivojlanadi.
1. Aqlli
Sensorning intellekti deganda an'anaviy sensorlar funktsiyalari va kompyuterlar yoki boshqa komponentlar funktsiyalarining mustaqil yig'ilishni shakllantirish uchun kombinatsiyasi tushuniladi, bu nafaqat axborotni qabul qilish va signalni o'zgartirish funktsiyalariga ega, balki ma'lumotlarni qayta ishlash qobiliyatiga ham ega. , kompensatsiya tahlili va qaror qabul qilish.
2. Tarmoqqa ulanish
Sensorning tarmog'i sensorning kompyuter tarmog'iga ulanish funktsiyasiga ega bo'lishini ta'minlash, uzoq masofalarga ma'lumotlarni uzatish va qayta ishlash qobiliyatini amalga oshirish, ya'ni o'lchovning "ufqdan tashqari" o'lchovini amalga oshirishdir. va nazorat qilish tizimi.
3. Miniatyuralashtirish
Sensorning miniatyuraviy qiymati, funksiya o'zgarmagan yoki hatto yaxshilangan bo'lsa, sensorning hajmini sezilarli darajada kamaytiradi.Miniatizatsiya zamonaviy aniqlik o'lchash va nazorat qilish talabidir.Printsipial jihatdan sensorning o'lchami qanchalik kichik bo'lsa, o'lchangan ob'ektga va atrof-muhitga ta'siri qanchalik kichik bo'lsa, energiya sarfi kamroq bo'ladi va aniq o'lchovga erishish osonroq bo'ladi.
4. Integratsiya
Sensorlarning integratsiyasi quyidagi ikki yo'nalishning integratsiyasini anglatadi:
(1) Bir nechta o'lchov parametrlarining integratsiyasi bir nechta parametrlarni o'lchashi mumkin.
(2) Sensor va keyingi sxemalarning integratsiyasi, ya'ni sezgir komponentlar, konversiya komponentlari, konversiya sxemalari va hatto quvvat manbalarini bir xil chipda birlashtirish, shuning uchun u yuqori ishlashga ega.
5. Raqamlashtirish
Sensorning raqamli qiymati shundan iboratki, sensor tomonidan chiqarilgan ma'lumot raqamli miqdor bo'lib, u uzoq masofali va yuqori aniqlikdagi uzatishni amalga oshirishi mumkin va oraliq aloqalarsiz kompyuter kabi raqamli ishlov berish uskunasiga ulanishi mumkin.
Sensorlarning integratsiyasi, razvedka, miniatyura, tarmoq va raqamlashtirish mustaqil emas, balki bir-birini to'ldiradi va o'zaro bog'liqdir va ular o'rtasida aniq chegara yo'q.
O'lchov va nazorat qilish tizimida boshqaruv texnologiyasi
Asosiy nazorat nazariyasi
1. Klassik boshqaruv nazariyasi
Klassik boshqaruv nazariyasi uch qismdan iborat: chiziqli boshqaruv nazariyasi, namuna olishni nazorat qilish nazariyasi va chiziqli bo'lmagan nazorat nazariyasi.Klassik kibernetika matematik vositalar sifatida Laplas konvertatsiyasini va Z transformatsiyasini oladi va asosiy tadqiqot ob'ekti sifatida bir kirish-bir chiqishli chiziqli barqaror tizimni oladi.Tizimni tavsiflovchi differensial tenglama Laplas konvertatsiyasi yoki Z konvertatsiyasi orqali kompleks sonlar sohasiga aylantiriladi va sistemaning uzatish funksiyasi olinadi.Va uzatish funktsiyasiga asoslanib, qayta aloqani boshqarish tizimining barqarorligi va barqaror holatning aniqligini tahlil qilishga qaratilgan traektoriya va chastotaning tadqiqot usuli.
2. Zamonaviy boshqaruv nazariyasi
Zamonaviy boshqaruv nazariyasi - avtomatik boshqaruv nazariyasining asosiy tarkibiy qismi bo'lgan holat fazosi usuliga asoslangan boshqaruv nazariyasi.Zamonaviy boshqaruv nazariyasida boshqaruv tizimini tahlil qilish va loyihalash asosan tizimning holat o'zgaruvchilarini tavsiflash orqali amalga oshiriladi va asosiy usul vaqt sohasi usuli hisoblanadi.Zamonaviy boshqaruv nazariyasi boshqaruv muammolarining klassik nazariyasiga qaraganda ancha kengroq diapazoni, jumladan chiziqli va chiziqli bo'lmagan tizimlar, statsionar va vaqt o'zgaruvchan tizimlar, bir o'zgaruvchan tizimlar va ko'p o'zgaruvchan tizimlar bilan shug'ullanishi mumkin.U qabul qilgan usullar va algoritmlar raqamli kompyuterlar uchun ham ko'proq mos keladi.Zamonaviy boshqaruv nazariyasi, shuningdek, belgilangan ishlash ko'rsatkichlari bilan optimal boshqaruv tizimlarini loyihalash va qurish imkoniyatini beradi.
Boshqarish tizimi
Boshqaruv tizimi boshqaruv qurilmalari (shu jumladan, boshqaruvchilar, aktuatorlar va sensorlar) va boshqariladigan ob'ektlardan iborat.Boshqarish moslamasi odam yoki mashina bo'lishi mumkin, bu avtomatik boshqaruv va qo'lda boshqarish o'rtasidagi farqdir.Avtomatik boshqaruv tizimi uchun turli xil boshqaruv tamoyillariga ko'ra, uni ochiq pastadir boshqaruv tizimiga va yopiq pastadir boshqaruv tizimiga bo'lish mumkin;berilgan signallarning tasnifiga ko'ra, uni doimiy qiymatni nazorat qilish tizimiga, keyingi nazorat qilish tizimiga va dasturni boshqarish tizimiga bo'lish mumkin.
Virtual asboblar texnologiyasi
O'lchov vositasi o'lchash va nazorat qilish tizimining muhim qismi bo'lib, u ikki turga bo'linadi: mustaqil asbob va virtual asbob.
Mustaqil asbob asbob signalini mustaqil shassisda yig'adi, qayta ishlaydi va chiqaradi, operatsion paneli va turli portlarga ega va barcha funktsiyalar apparat yoki proshivka ko'rinishida mavjud bo'lib, bu mustaqil asbobning faqat aniqlanishi mumkinligini aniqlaydi. ishlab chiqaruvchi., litsenziya, uni foydalanuvchi o'zgartira olmaydi.
Virtual asbob signalni tahlil qilish va qayta ishlashni, natijani kompyuterda ifodalash va chiqarishni yakunlaydi yoki kompyuterga ma'lumotlarni yig'ish kartasini joylashtiradi va an'anaviy signalni buzadigan kompyuterdagi asbobning uch qismini olib tashlaydi. asboblar.cheklash.
Virtual asboblarning texnik xususiyatlari
1. Kuchli funktsiyalar, kompyuterlarning kuchli apparat ta'minotini integratsiyalash, qayta ishlash, ko'rsatish va saqlashda an'anaviy asboblarning cheklovlarini buzish.Standart konfiguratsiya: yuqori unumli protsessor, yuqori aniqlikdagi displey, katta hajmli qattiq disk.
2. Kompyuter dasturiy resurslari ba'zi bir mashina apparatlarini dasturiy ta'minotini amalga oshiradi, moddiy resurslarni tejaydi va tizimning moslashuvchanligini oshiradi;tegishli raqamli algoritmlar orqali test ma'lumotlarini turli xil tahlil qilish va qayta ishlash to'g'ridan-to'g'ri real vaqtda amalga oshirilishi mumkin;GUI (grafik foydalanuvchi interfeysi) interfeysi orqali do'stona interfeys va inson-kompyuter o'zaro ta'siriga erishish uchun texnologiya.
3. Kompyuter shinasi va modulli asboblar shinasi hisobga olingan holda, asboblar apparati modullashtirilgan va seriyali bo'lib, bu tizim hajmini sezilarli darajada kamaytiradi va modulli asboblarni qurishni osonlashtiradi.
Virtual asboblar tizimining tarkibi
Virtual asbob apparat qurilmalari va interfeyslardan, qurilma drayveri dasturiy ta'minotidan va virtual asboblar panelidan iborat.Ularning orasida apparat qurilmalari va interfeyslari turli xil shaxsiy kompyuterga asoslangan o'rnatilgan funktsional kartalar, universal interfeysli avtobus interfeysi kartalari, ketma-ket portlar, VXI avtobus asboblari interfeyslari va boshqalar yoki boshqa turli xil dasturlashtiriladigan tashqi sinov uskunalari bo'lishi mumkin. turli apparat interfeyslarini bevosita boshqaradigan haydovchi dasturi.Virtual asbob asosiy qurilma drayveri dasturiy ta'minoti orqali haqiqiy asboblar tizimi bilan bog'lanadi va haqiqiy asboblar panelining tegishli ish elementlarini kompyuter ekranida virtual asboblar paneli shaklida ko'rsatadi.Har xil nazorat.Foydalanuvchi virtual asbob panelini sichqoncha bilan haqiqiy asbobni boshqarish kabi haqiqiy va qulay boshqaradi.
O'lchov va nazorat qilish texnologiyasi va asbob-uskunalari an'anaviy va rivojlanish istiqbollari bilan to'la.U qadimiy kelib chiqishi, yuzlab yillik taraqqiyotni boshidan kechirganligi va ijtimoiy taraqqiyotda muhim rol o‘ynagani uchun an’anaviy hisoblanadi.An'anaviy mutaxassislik sifatida u bir vaqtning o'zida ko'plab fanlarni o'z ichiga oladi, bu esa uni hali ham kuchli hayotiylikka ega qiladi.
Zamonaviy o'lchash va nazorat qilish texnologiyasi, elektron axborot texnologiyalari va kompyuter texnologiyalarining yanada rivojlanishi bilan u innovatsiyalar va rivojlanish uchun yangi imkoniyatni ochdi, bu, albatta, turli sohalarda tobora ko'proq muhim ilovalarni ishlab chiqaradi.
Etkazib berish vaqti: 21-noyabr-2022