现代工程测控技术资料
测控技术与仪器简介
测控技术与仪器简介
测控技术与仪器简介
测控技术是指利用各种测量手段和控制手段，对被测对象进行测量和
控制的技术。
测控技术广泛应用于工业、农业、医疗、环保、交通等
领域，是现代化生产和科学研究的重要基础。
测控仪器是测控技术的重要组成部分，它是指用于测量、控制、调节、检测和分析的各种仪器设备。
测控仪器的种类繁多，包括电子仪器、
光学仪器、机械仪器、化学仪器等。
其中，电子仪器是最为常见和重
要的一类测控仪器。
电子仪器是指利用电子技术和微处理器技术，对电信号、光信号、热
信号、力学信号等进行测量、控制和处理的仪器设备。
电子仪器具有
精度高、速度快、自动化程度高等优点，广泛应用于工业、农业、医疗、环保、交通等领域。
常见的电子仪器包括示波器、信号发生器、频谱分析仪、数字万用表、逻辑分析仪、电源等。
其中，示波器是最为常见和重要的一种电子仪器，它可以显示电信号的波形和幅度，是电子工程师进行电路设计和
故障排除的必备工具。
除了电子仪器，光学仪器也是测控技术中重要的一类仪器。
光学仪器
是指利用光学原理进行测量、控制和分析的仪器设备。
常见的光学仪
器包括显微镜、望远镜、激光器、光谱仪等。
光学仪器具有分辨率高、精度高、非接触性等优点，广泛应用于生物医学、材料科学、环境监
测等领域。
总之，测控技术和仪器是现代化生产和科学研究的重要基础，它们的
发展和应用将会对人类社会的发展和进步产生深远的影响。
测控技术在建筑工程中的应用有哪些
测控技术在建筑工程中的应用有哪些在现代建筑工程领域，测控技术扮演着至关重要的角色。
它就像是建筑施工过程中的“眼睛”和“尺子”，能够精确地监测和控制各种施工参数，确保工程的质量、进度和安全。
那么，测控技术在建筑工程中究竟有哪些具体的应用呢？首先，我们来谈谈全站仪在建筑工程测量中的应用。
全站仪是一种高精度的测量仪器，能够快速、准确地测量出建筑物的位置、高度、角度等参数。
在建筑施工的前期，需要对场地进行精确的测量和规划，全站仪可以帮助测量人员快速获取地形数据，为设计和施工提供准确的基础资料。
在建筑物的施工过程中，全站仪可以用于监测建筑物的垂直度、水平度等，及时发现偏差并进行调整，保证建筑物的结构稳定和外观质量。
水准仪也是建筑工程中常用的测量仪器之一。
它主要用于测量地面的高程差，为场地平整、基础施工、楼层标高控制等提供重要的数据支持。
例如，在基础施工中，需要通过水准仪测量确定基础的深度和标高，以保证基础的承载能力和稳定性。
在楼层施工中，水准仪可以用来控制每层楼的地面标高，确保楼层之间的高差符合设计要求。
除了测量仪器，GPS 技术在建筑工程中的应用也越来越广泛。
GPS具有全球性、全天候、高精度等优点，能够在复杂的地形和环境条件下进行快速定位和测量。
在大型建筑工程，如桥梁、隧道、大型场馆等的建设中，GPS 可以用于建立控制网，对工程的各个部位进行精确的定位和监测。
同时，GPS 还可以与其他测量技术相结合，如全站仪、水准仪等，提高测量的精度和效率。
在建筑材料的性能检测方面，测控技术同样发挥着重要作用。
例如，通过压力试验机可以对混凝土、钢材等建筑材料进行抗压、抗拉强度的测试。
这些测试数据能够评估材料的质量是否符合设计要求，从而保证建筑物的结构安全。
此外，还有专门的仪器用于检测建筑材料的物理性能，如导热系数、吸水率等，为建筑的节能设计和防水设计提供依据。
在建筑结构的健康监测方面，测控技术更是不可或缺。
通过在建筑物的关键部位安装传感器，如应变传感器、位移传感器、加速度传感器等，可以实时监测建筑物在使用过程中的受力情况和变形情况。
测控技术与仪器课程
测控技术与仪器课程简介测控技术与仪器课程是一门介绍测量和控制技术以及相关仪器设备的课程。
在现代工程领域中，测控技术与仪器是不可或缺的一部分，它们在各个行业中都发挥着至关重要的作用。
本文将介绍测控技术与仪器课程的主要内容、学习目标以及可能的职业发展方向。
课程内容测控技术与仪器课程包含了以下主要内容：1.测量基础：介绍测量的基本概念、测量误差及其处理方法，探讨各种常见测量技术的原理和应用。
2.传感器与仪器：介绍常见的传感器和仪器设备，包括温度传感器、压力传感器、光电传感器等，学习它们的工作原理、特性和应用领域。
3.信号处理与分析：学习信号的基本特性、数字信号处理方法和数据分析技术，包括滤波、采样、傅里叶变换等。
4.控制理论与方法：介绍控制系统的基本概念、控制器的设计方法和调节策略，学习PID控制器、模糊控制器等。
5.自动化仪器与仪表：介绍自动化仪器和仪表设备的基本原理和应用，包括虚拟仪器、实时控制系统等。
学习目标通过学习测控技术与仪器课程，学生将能够达到以下目标：1.理解测量和控制技术的基本原理和方法。
2.掌握常见的传感器和仪器设备的工作原理和应用方式。
3.了解信号处理与分析的基本技术，能够对测量数据进行处理和分析。
4.学习控制系统的基本概念和调节方法，能够设计简单的控制系统。
5.熟悉自动化仪器和仪表设备的原理和应用，能够使用并维护相关设备。
职业发展方向测控技术与仪器课程提供了广泛的职业发展机会，毕业生可以在以下领域找到就业机会：1.工业自动化领域：毕业生可以在工厂和制造业中从事自动化控制系统的设计、安装和维护工作。
2.仪器仪表行业：毕业生可以在仪器仪表制造和销售企业从事产品开发、测试和销售工作。
3.科研机构与实验室：毕业生可以在科研机构和实验室从事科学研究和实验设备的使用与维护工作。
4.能源与环境监测：毕业生可以在能源和环境监测领域从事测量和监测设备的安装、运维工作，以提高能源效率和环境保护水平。
测控系统原理及设计现代测控技术简介
6.5.1 嵌入式系统的定义 嵌入式系统 ( Embedded Systems ) 是指以 应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁 剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、 功耗严格要求的专用计算机系统。是将应用程序和 操作系统与计算机硬件集成在一起的嵌入在宿主设 备中的控制系统。
嵌入式计算机
5.4.4 基于计算机的网络控制 80年代后期，计算机控制开始采用开放式通 讯系统，可以和以太网接口，图示功能增强，组 态更加直观、灵活，基于计算机的网络控制系统 性能日益完善、应用逐渐普及。 1. 计算机集散控制系统DCS DCS(Distributed Control System)是以多个微 处理机为基础，利用现代网络技术、现代控制技 术、图形显示技术和冗余技术等实现对分散工艺 对象的控制、监视管理的控制系统。
6.1.1 现代测控技术的定义 现代测控技术隶属于现代信息技术，是以电 子、测量及控制等学科为基础，融合了电子技术、 计算机技术、网络技术、信息处理技术、测试测 量技术、自动控制技术、仪器仪表技术等多门技 术，利用现代最新科学研究方法和成果，对测控 系统进行设计和实现的综合性技术。 现代测控系统中的每一个环节都有新技术的 影子，如：新型传感器；专用集成芯片；以计算 机为核心；构建网络等。
6.3.2 虚拟仪器
虚拟仪器是测试技术和计算机技术结合的产物。
80年代后期
虚拟仪器（Virtual Instrument）
以通用计算机为基础，加上特定的硬件接口设 备和为实现特定功能而编制的软件而形成的一 种新型仪器。
1. 虚拟仪器的基本概念
所谓虚拟仪器（VI，Virtual Instrument），就 是在以计算机为核心的测控硬件和专用软件的平台 上，由用户设计定义测控功能、虚拟面板，由测控 软件实现的一种计算机仪器系统。
大一测控技术与仪器知识点
大一测控技术与仪器知识点测控技术与仪器是现代科学技术的核心支撑，其在各个领域如工业制造、科学研究、环境监测等方面起到了至关重要的作用。
本文将介绍大一测控技术与仪器的一些基本知识点。
1.测控技术的基本概念：测控技术是指通过测量系统对被测量对象或其运动、变化等进行观测、测量与分析，并通过信息处理、数据处理和控制手段对被测对象进行控制的一门技术。
它是工程技术和计算机技术的综合应用。
2.传感器与信号调理：传感器是用于将被测量对象的物理量转换为电信号的装置。
信号调理是指对传感器输出的电信号进行放大、滤波、线性化等处理，以提取和改善信号质量，从而更好地进行数据处理和分析。
3.传感器的分类：按被测量的物理量不同，传感器可以分为温度传感器、压力传感器、湿度传感器、光学传感器、声学传感器等。
按转化原理不同，传感器可以分为电阻传感器、电容传感器、电感传感器、半导体传感器等。
4.数据采集与处理：数据采集是指通过传感器采集被测量对象的信息，并将其转化为数字信号。
数据处理是指对采集到的数字信号进行滤波、去噪、放大、编码等处理，使其可用于后续分析和控制。
5.自动控制系统：自动控制系统是通过测量、判断和校正等方式对被控制对象进行自动调节的系统。
它由传感器、执行器、控制器和执行器等组成。
控制器接收传感器采集到的信号，并生成控制信号，通过执行器对被控对象进行调节，实现系统的稳定工作。
6.实验仪器与设备：实验仪器与设备是测控技术的重要组成部分。
常见的实验仪器包括示波器、多用表、信号发生器、控制台等。
这些仪器可以帮助科学家和工程师对实验数据进行测量、分析和处理。
7.仪器校准与维护：仪器的准确性对于测量结果的可靠性至关重要。
为了保证仪器的准确性，需要进行定期的校准和维护。
校准是指通过与已知标准进行比对，确定仪器的误差并进行修正。
维护是指对仪器进行保养和检修，以保证其正常运行和延长使用寿命。
8. 虚拟仪器与LabVIEW：虚拟仪器是指通过计算机软件实现的一种测控技术，它将传统的硬件仪器与计算机软件相结合，实现了更高的灵活性和可扩展性。
现代测控技术与系统课程简介
现代测控技术与系统课程代码：80096003课程名称：现代测控技术与系统学分： 3开课学期：第3学年第2学期授课对象：测控技术与仪器专业先修课程：模拟电子技术，数字电子技术，微机原理及应用，单片机原理及应用，传感器原理及应用课程主任：董晓剑课程简介：测控技术近年来发展迅速，是一门集光、机、电、算于一体的工程性和综合性技术。
随着科学技术尤其是电子信息技术的飞速发展，测控的内涵已发展为具有信息获取、存储、传输、处理和控制等综合功能的测控系统；微型化、集成化、远程化、网络化、虚拟化成为以计算机为核心的现代测控技术的一个发展趋势。
本课程从应用角度出发，系统地讲述了现代测控技术的特点、发展概况及其应用。
本课程内容包括新型传感器技术、现代测控总线技术、虚拟仪器技术、远程测控技术、电子设备测控系统集成技术、自动测试设备及软件设计等。
实践教学环节：1.现代测控总线技术实验2.机器视觉技术实验3.虚拟仪器实验4.大型系统PLC综合实验5.现代传感器实验6.通信测控仪器实验课程考核：课程最终成绩=平时成绩*30%+期末考试成绩*70%；平时成绩由出勤率、作业的完成情况决定；期末考试采取灵活方式，采用开卷，题目难度要大，采取闭卷，题目难度适中。
指定教材：韩九强主编．现代测控技术与系统．北京：清华大学出版社2007.9参考书目：孙传友主编．测控系统原理与设计．北京：北京航空航天大学出版社，2002王福瑞等．单片微机测控系统设计大全．北京：北京航空航天大学出版社，1999.3 浦昭邦，王宝光主编．测控仪器设计．北京：机械工业出版社2001程德福，林君主编．智能仪器．北京：机械工业出版社2005．2。
测控技术与仪器知识和技能
测控技术与仪器知识和技能测控技术是现代技术领域中的重要分支，它是通过测量和控制来实现对某些物理量或工艺流程进行监测和管理的技术。
而测控仪器则是实现这些技术的关键工具，它们能够高精度、高可靠地完成各种测量和控制任务。
本文将对测控技术和仪器的知识和技能进行详细介绍。
一、测量技术测量是测控技术的基础，它是指对某一物理量进行定量测量的过程。
常见的测量物理量包括长度、时间、电压、电流、温度、湿度、压力等等。
测量技术主要包括测量原理、测量误差、测量仪器的选择和使用、测量数据的处理与分析等方面。
测量原理是测量技术的基础，它涉及到各种测量物理量的基本概念、定量关系、测量方法等。
例如，电阻的测量原理是欧姆定律，通过测量电阻和电流可以求出电压；温度的测量原理是热膨胀原理，通过测量物体的长度或体积变化可以推算出温度。
测量误差是测量技术中不可避免的问题，它可以分为系统误差和随机误差。
系统误差是由于测量仪器本身的缺陷或者环境因素的影响而产生的误差，例如仪器的量程限制、温度、压力、湿度等环境因素的影响。
随机误差则是由于测量仪器的不可避免的偶然误差而产生的误差，例如仪器的精度、读数误差等。
测量仪器的选择和使用是测量技术的关键环节。
不同的测量物理量需要不同的测量仪器，例如测量电压需要万用表、示波器等，测量温度需要温度计、红外测温仪等。
在使用测量仪器时，需要注意仪器的量程、精度、使用方法等，以保证测量的准确性和可靠性。
测量数据的处理与分析是测量技术的重要环节。
在测量过程中得到的数据需要进行处理和分析，以得到有用的信息。
常用的数据处理方法包括平均值、标准差、方差、频率分布等。
数据分析则是通过对数据的统计和分析，来得出结论或预测未来趋势。
常用的数据分析方法包括回归分析、时间序列分析、因子分析等。
二、控制技术控制是测控技术的另一个重要分支，它指的是通过控制某些物理量或工艺流程，来实现对某个系统或设备的管理。
常见的控制物理量包括电压、电流、温度、湿度、压力等等。
测控技术简介
测控技术简介引言测控技术是指利用各种仪器和设备对物体、工艺或系统进行测量和控制的技术。
它在工程领域有着广泛的应用，能够确保产品的质量和安全性，提高生产效率，降低成本。
本文将对测控技术的基本概念和应用进行简要介绍。
测控技术的基本概念1.测量技术：测量技术是测控技术的核心内容之一。
它涉及到测量对象的参数、性能和特性等，通过采集和处理数据，获得准确、可靠的测量结果。
2.控制技术：控制技术是通过对被测对象施加干预，实现其参数、性能或特性的期望值。
控制技术可分为开环控制和闭环控制两种方式。
–开环控制：在开环控制中，根据预先设定的控制规律和控制算法，直接对被测对象施加控制信号，无需反馈信息。
–闭环控制：闭环控制是在开环控制的基础上，通过传感器采集反馈信号，并根据反馈信息对控制信号进行修正，进一步提高控制精度和稳定性。
3.仪器设备：测控技术离不开各种仪器设备，包括传感器、信号调理器、数据采集器、控制器等。
这些设备能够通过电子、光学、机械等方式对被测对象进行测量和控制。
测控技术的应用领域1.工业自动化：测控技术在工业自动化中扮演着重要角色。
它可以实现对生产过程的精确控制，监测各个环节的参数，提高生产效率和产品质量。
例如，自动化生产线通过测控技术可以实时监测设备状态，调整生产速度，避免出现故障和停机。
2.能源管理：测控技术在能源管理中起到至关重要的作用。
通过对能源消耗进行实时监测和控制，能够提高能源利用效率，降低能源消耗和污染。
例如，智能电网通过测控技术可以实现对电力系统的监测和管理，实现节能减排。
3.环境保护：测控技术能够对环境参数进行准确、全面地监测，为环境保护提供数据支持。
例如，空气质量监测站通过测控技术可以对大气中的各种污染物进行测量和分析，及时预警和采取措施。
4.科学研究：测控技术在科学研究中也有广泛应用。
例如，天文学家通过望远镜和其他测量设备对星体进行测量和观测；生物学家通过各种仪器对生物体进行测量和实验。
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核物理学
辐射强度、辐射量
三、现代工程测控技术相关传感器
1、运动学
激光测距传感器 用途：基坑变形、结构变形、 设备位移 优点：长距、精度 缺点：造价高
量程：200m 精度：1mm
拉线测距传感器 用途：架体位移、构件位移 优点：造价低、可靠
量程：20m 精度：10mm
三、现代工程测控技术相关传感器
科为基础，涉及计算机技术、信息处理技术、电子技术、自动 控制技术、测试测量技术、仪器仪表技术及网络技术等领域。 随着现代科学技术的飞速发展和不断融入，加快了现代测控技 术的发展，使其正朝着智能化、集成化、微型化、虚拟化、网 络化和远程化的方向大步迈进。作为一门实践性很强的技术， 现代测控技术在工程领域的应用广度和深度正不断的扩大，并
将为改进技术水平和提高生产率做出巨大的贡献。
一、现代工程测控技术发展概要
现代工程测控技术，是应用传感器及仪表技术、
计算机技术、通讯技术、信息技术、自动控制技术
等相关技术领域通过融合与集成，形成具有实时、
远程、自动化的综合测控能力，能为工程研究、设
计、施工、运营进行技术服务支持的综合平台。
一、现代工程测控技术发展概要
一、现代工程测控技术发展概要
5、机电液一体化：
现代工程的测控技术，不但要实现自动化的测量技术，还要实现 自动化的控制技术。控制技术主要通过中央计算机给由机电液部件组成 的执行机构执行相关动作实现。
二、现代工程测控技术测控对象的分类
序号 1 2 3 4 5 6 类别 运动学 力学 热学 光学 电学 磁学 物理量 距离、位移、速度、加速度、角位移、角 速度、角加速度、挠度、沉降量 轴力、应力、应变 温度、热导率、热容 波长、光强、折射率、透射率、反射率 电压、电流、功率、功率因数 磁场强度、磁感应强度、磁通量、磁化强 度、磁矩、磁化率、磁势、磁阻、磁导
一、现代工程测控技术发展概要
2、计算机技术：
美国新一代“巨人”超级计算机 运算速度：每秒2万万亿次 个世纪的时间才能的工作 量，“巨人”1天内完成。
一、现代工程测控技术发展概要
2、计算机技术：
微型处理器 微型计算机
可以嵌入到传感器里
一、现代工程测控技术发展概要
1、运动学
实时动态（RTK）测量系统，是GPS测量技术与数据传输
技术的结合，是GPS测量技术中的一个新突破。RTK测量技术
是以载波相位观测量为基础的实时差分GPS测量技术，其基本 思想是：在基准站上设置1台GPS接收机，对所有可见GPS卫星 进行连续地观测，并将其观测数据通过无线电传输设备，实 时地发送给用户观测站。在用户站上，GPS接收机在接收GPS 卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接收基准站传输的 观测数据，然后根据差分定位原理，实时地解算整周模糊度
一、现代工程测控技术发展概要
现代测控系统类型可以分为：
1、 单机测控
2、分布式测控
一、现代工程测控技术发展概要
典型单机测控系统
一、现代工程测控技术发展概要
典型的分布式测控系统
一、现代工程测控技术发展概要
工程测控技术在近年来获得了快速发展，这主要由于其相关技术
的快速发展： 1、传感器技术： 传感器是测控系统的感觉器官，只有依赖传感器，测控系统才能 获取被测控对象的状态。新型传感器的种类繁多，如：激光测距、RTK、 激光3D扫描仪、光纤温度传感器、光栅应变传感器、光谱仪、红外热像 仪、静力水准仪、地质雷达、振弦传感器、测斜仪、自动全站仪、LVDT、 磁耦合位移计、霍尔效应器件、巨磁效应器件、风速传感器等，可以完 成位移、应变、温度、力、角度、沉降、风荷等工程参量的测量。
一、现代工程测控技术发展概要
2、计算机技术：
计算机是测控系统的大脑，计算机技术近20年突飞猛进的发展， 如今的计算机有千万亿次的超级计算机，有便于携带的移动电脑，有可 嵌入仪器设备的嵌入式计算机，也有体积小于米粒的超微型计算机。大 型计算机可以作为测控系统的中枢，嵌入式计算机可以作为测控系统的 局部指挥、协调、通讯、运算部件，超微型计算机可以作为智能传感器 的核心处理部件。
现代测控系统的组成 现代测控系统的组成大致可以分为五个部分，即： 1、测控对象。根据测控任务的不同，被测对象也是千差万别的。如：工程主体的 构件等。 2、传感器。是测控系统的感觉器官，感应被测对象的状态。如：位移、压力等传 感器。 3、控制器。是系统的控制中心和指挥中心，主要指计算机、小型机、单片机等。 4、通讯装置。它是连接控制器与各种设备、程控仪器的通路，以完成数据、命令 及消息的交换与传输。 5、执行装置。包括：激励源、程控伺服系统、各种程控开关及仪器、执行元件、 存储器件、显示器件等。 6、测控应用软件。包括I/O接口软件、可执行应用程序和仪器驱动程序等。
3、通讯技术：
通讯技术是测控系统的神经网络，如今的通讯技术有：卫星通讯、 INTERNET、微波通讯、移动通讯、无线电、激光通讯、光纤通讯等等。 工程测控系统可以根据情况选择合适的通讯方式进行集成。
一、现代工程测控技术发展概要
3、通讯技术：
通讯技术是测控系统的神经网络，如今的通讯技术有：卫星通讯、 INTERNET、微波通讯、移动通讯、无线电、激光通讯、光纤通讯等等。 工程测控系统可以根据情况选择合适的通讯方式进行集成。
一、现代工程测控技术发展概要
4、信息技术：
信息处理就是对信息的接收、存储、转化、传送和发布等。随着 计算机科学的不断发展，计算机已经从初期的以“计算”为主的一种计 算工具，发展成为以信息处理为主的、集计算和信息处理于一体的工具。 信息的接收包括信息的感知、信息的测量、信息的识别、信息的 获取以及信息的输入等；信息的存储就是把接收到的信息或转换、传送 或发布中间的信息通过存储设备进行缓冲、保存、备份等处理；信息转 化就是把信息根据人们的特定需要进行分类、计算、分析、检索、管理 和综合等处理；信息的传送把信息通过计算机内部的指令或计算机之间 构成的网络从一地传送到另外一地；信息的发布就是把信息通过各种表 示形式展示出来。
现代工程测控技术
工程智能化研究所
韦永斌 2018年10月15日
目
录
一、现代工程测控技术发展概要
二、现代工程测控技术测控对象的分类
三、现代工程测控技术相关传感器
四、现代工程测控技术相关采集设备 五、现代工程测控技术的工程案例 六、结束语
一、现代工程测控技术发展概要
现代测控技术是一门高新技术，以测控、测量、电子等学