Mæli- og stýritækni og tæki er kenning og tækni sem rannsakar öflun og úrvinnslu upplýsinga og eftirlit með tengdum þáttum.„Mæling- og stýritækni og tæki“ vísar til tækja og búnaðar til upplýsingasöfnunar, mælinga, geymslu, flutnings, vinnslu og eftirlits, þar með talið mælitækni, stýritækni og tæki og kerfi sem innleiða þessa tækni.
Mæling og stýritækni
Mæli- og stýritækni og -tæki byggjast á nákvæmnisvélum, rafeindatækni, ljósfræði, sjálfstýringu og tölvutækni.Það rannsakar aðallega nýjar meginreglur, aðferðir og ferla ýmissa nákvæmnisprófunar- og stýritækni.Undanfarin ár hefur tölvutækni gegnt æ mikilvægara hlutverki við beitingarrannsóknir á mæli- og stýritækni.
Mæli- og stýritækni er beitingartækni sem er beitt beint á framleiðslu og líf og nær yfir ýmis svið félagslífsins eins og „þyngd landbúnaðar, sjós, lands og lofts, matvæla og fatnaðar“.Tækjatæknin er „margfaldari“ þjóðarbúsins, „fyrsti yfirmaður“ vísindarannsókna, „bardagavaldið“ í hernum og „efnislausi dómarinn“ í lagareglum.Tölvustýrð prófunar- og eftirlitstækni og snjöll og nákvæm mæli- og stjórntæki og kerfi eru mikilvæg tákn og leiðir á sviði nútíma iðnaðar- og landbúnaðarframleiðslu, vísinda- og tæknirannsókna, stjórnun, eftirlits og eftirlits og gegna sífellt mikilvægara hlutverki.
Notkun mæli- og stýritækni og tækjabúnaðartækni
Mælingar- og stýritækni er beitt tækni sem er mikið notuð á ýmsum sviðum iðnaðar, landbúnaðar, flutninga, siglinga, flugs, hernaðar, raforku og borgaralífs.Með þróun framleiðslutækni gegnir mælingar- og eftirlitstækni mikilvægu hlutverki í stýritækninni frá fyrstu stjórnun á einum og búnaði þess, til að stjórna öllu ferlinu og jafnvel kerfinu, sérstaklega í nýjustu tækni nútímans. á sviði nútímavísinda og tækni.
Í málmvinnsluiðnaði felur beiting mælinga- og stjórnunartækni meðal annars í sér: heita sprengiofnastýringu, hleðslustýringu og sprengiofnastýringu í járnframleiðslu, þrýstingsstýringu, hraðastýringu valsverksmiðju, spólustjórnun osfrv. í stálvalsferlinu og ýmis greiningartæki sem notuð eru þar.
Í raforkuiðnaðinum felur beiting mælinga- og stjórnunartækni í sér brunastýringarkerfi ketilsins, sjálfvirka vöktun, sjálfvirka vörn, sjálfvirka aðlögun og sjálfvirkt forritastýringarkerfi gufuhverflans og aflinntaks- og úttakstýringarkerfi. vélinni.
Í kolaiðnaðinum felur beiting mælinga- og eftirlitstækni í sér: kollagða metan skógarhögg í kolanámuferli, uppgötvunartæki fyrir loftsamsetningu námu, gasskynjari jarðsprengja, öryggiseftirlitskerfi neðanjarðar o.s.frv. kolhreinsunarferli, hreinsunarferlisstýring, flutningsstýring framleiðsluvéla osfrv.
Í jarðolíuiðnaðinum felur beiting mælingar og stjórnunartækni í sér: segulmagnaðir staðsetningarmælir, vatnsinnihaldsmælir, þrýstimælir og önnur mælitæki sem styðja skógarhöggstækni í olíuframleiðsluferli, aflgjafakerfi, vatnsveitukerfi, gufuveitukerfi, gasveitukerfi. , Geymslu- og flutningskerfi og þrjú úrgangsmeðferðarkerfi og uppgötvunartækin fyrir fjölda breytu í stöðugu framleiðsluferli.
Í efnaiðnaði felur beiting mælinga- og stjórnunartækni í sér: hitastigsmælingu, flæðismælingu, vökvastigsmælingu, styrk, sýrustig, raka, þéttleika, grugg, hitagildi og ýmsar blandaða gasíhluti.Stýritæki sem stjórna reglulega stýrðum breytum osfrv.
Í vélaiðnaðinum felur beiting mælingar og stjórnunartækni í sér: nákvæmni stafræn stýrivélar, sjálfvirkar framleiðslulínur, iðnaðarvélmenni osfrv.
Í geimferðaiðnaðinum felur beiting mælinga- og stjórnunartækni í sér: mælingar á breytum eins og flughæð flugvéla, flughraða, flugástand og stefnu, hröðun, ofhleðslu og stöðu hreyfils, tækni geimfara, tækni geimfara og geimmæling. og stýritækni.Bíddu.
Í herbúnaði felur beiting mælinga- og stjórnunartækni í sér: nákvæmnisstýrð vopn, skynsamleg skotfæri, sjálfvirkt stjórnkerfi hersins (C4IRS kerfi), herbúnað fyrir utan geiminn (svo sem ýmis hernaðarkönnun, samskipti, snemmbúin viðvörun, siglingargervitungl osfrv. .).
Myndun og þróun mæli- og stýritækni
Sögulegar staðreyndir þróunar vísinda og tækni Saga mannlegs skilnings og umbreytingar á náttúrunni er einnig mikilvægur hluti af sögu mannlegrar siðmenningar.Þróun vísinda og tækni er fyrst og fremst háð þróun mælitækni.Nútíma náttúruvísindi byrja á mælingum í eiginlegum skilningi.Marga framúrskarandi vísindamenn dreymir um að vera uppfinningamenn vísindatækja og stofnendur mæliaðferða.Framfarir mælitækni knýr beint framfarir vísinda og tækni.
Fyrsta tæknibyltingin
Á 17. og 18. öld var mæli- og stýritækni farin að koma fram.Sumir eðlisfræðingar í Evrópu byrjuðu að nota kraft straums og segulsviðs til að búa til einfalda galvanóma og nota sjónauka til að búa til sjónauka og leggja þannig grunninn að raf- og ljóstækjum.Á sjöunda áratugnum hófst fyrsta vísinda- og tæknibyltingin í Bretlandi.Fram á 19. öld stækkaði fyrsta vísinda- og tæknibyltingin til Evrópu, Ameríku og Japan.Á þessu tímabili hafa nokkur einföld mælitæki verið notuð, svo sem tæki til að mæla lengd, hitastig, þrýsting o.fl.Í lífinu hefur skapast mikil framleiðni.
Önnur tæknibyltingin
Röð þróunar á sviði rafsegulfræði snemma á 19. öld kom af stað annarri tæknibyltingu.Vegna þess að tækið til að mæla straum var fundið upp var rafsegulsviðið fljótt komið á réttan kjöl og hver uppgötvunin á fætur annarri óx upp.Margar uppfinningar á sviði rafsegulfræði, eins og símskeyti, sími, rafal o.s.frv., áttu þátt í komu rafaldarinnar.Á sama tíma eru einnig að koma fram ýmis önnur tæki til mælinga og athugana, eins og fyrsta flokks þeódólít sem notað var til hæðarmælinga fyrir 1891.
Þriðja tæknibyltingin
Eftir seinni heimsstyrjöldina, brýn þörf fyrir hátækni í ýmsum löndum stuðlaði að umbreytingu framleiðslutækni frá almennri vélvæðingu yfir í rafvæðingu og sjálfvirkni, og röð stórbyltinga í vísindafræðilegum rannsóknum var gerð.
Á þessu tímabili byrjaði framleiðsluiðnaðurinn sem er táknaður með rafvélavörum að þróast í iðnaði.Einkenni fjöldaframleiðslu á vörum eru hringrásaraðgerðir og flæðisaðgerðir.Til að gera þetta sjálfvirkt er nauðsynlegt að greina sjálfkrafa staðsetningu vinnustykkisins á brotthvarfsstigi vinnslu og framleiðslu., stærð, lögun, líkamsstöðu eða frammistöðu o.s.frv. Til þess þarf fjölda mæli- og stjórntækja.Á hinn bóginn krefst uppgangur efnaiðnaðar með jarðolíu sem hráefni mikils fjölda mæli- og stjórntækja.Byrjað var að staðla sjálfvirkan tækjabúnað og sjálfvirkt stjórnkerfi var myndað eftir þörfum.Á sama tíma fæddust einnig CNC vélar og vélmennatækni á þessu tímabili, þar sem mæli- og stýritækni og tæki hafa mikilvæga notkun.
Með þróun vísinda og tækni hefur tækjabúnaður orðið ómissandi tæknilegt tæki til mælinga, eftirlits og sjálfvirkni, frá einföldum mælingum og athugunum.Til að mæta þörfum ýmissa þátta hefur tækjabúnaður stækkað frá hefðbundnum notkunarsviðum yfir í óhefðbundin notkunarsvið eins og líflæknisfræði, vistfræðilegt umhverfi og lífverkfræði.
Frá 21. öld hefur mikill fjöldi af nýjustu tækniafrekum, svo sem nákvæmni vélarannsóknarniðurstöður á nanómælikvarða, nútíma efnarannsóknarniðurstöður á sameindastigi, líffræðilegar rannsóknarniðurstöður á genastigi og afkastamiklar rannsóknir á sérstökum hagnýtum efnum. Niðurstöður og alþjóðlegar Niðurstöður vinsælda og beitingar nettækni hafa komið fram hver á eftir annarri, sem er grundvallarbreyting á sviði tækjabúnaðar og stuðlar að tilkomu nýs tímabils hátækni og snjöllu tækja.
Skynjarar í mæli- og stýrikerfum
Almenna mæli- og eftirlitskerfið samanstendur af skynjurum, millibreytum og skjáritum.Skynjarinn skynjar og breytir mældu líkamlegu magni í mælt líkamlegt magn.Millibreytirinn greinir, vinnur og breytir úttak skynjarans í merki sem hægt er að samþykkja af næsta tæki, og gefur það út í önnur kerfi, eða er mælt af skjáritanum.Niðurstöðurnar eru sýndar og skráðar.
Skynjarinn er fyrsti hlekkur mælikerfisins.Fyrir stjórnkerfið, ef tölvan er borin saman við heilann, þá jafngildir skynjarinn fimm skilningarvitunum, sem hefur bein áhrif á stýrinákvæmni kerfisins.
Skynjarinn er almennt samsettur úr viðkvæmum þáttum, umbreytingarskrám og umbreytingarrásum.Mælda gildið finnst beint af viðkvæma þættinum og breytingin á tilteknu færibreytugildi sjálfs hefur ákveðið samband við breytinguna á mældu gildinu, og þessa breytu er auðvelt að mæla og gefa út;þá er framleiðsla næma þáttarins breytt í rafmagnsfæribreytu með umbreytingareiningunni;Að lokum magnar umbreytingarrásin upp rafmagnsfæribreyturnar sem gefnar eru út af umbreytingarhlutanum og breytir þeim í gagnleg rafmagnsmerki sem eru þægileg til að sýna, taka upp, vinna og stjórna.
Núverandi staða og þróun nýrra skynjara
Skynjunartækni er ein af þeim hátæknifyrirtækjum sem þróast hraðast í heiminum í dag.Nýi skynjarinn stundar ekki aðeins mikla nákvæmni, stórt svið, mikla áreiðanleika og litla orkunotkun, heldur þróast hann einnig í átt að samþættingu, smæðingu, stafrænni væðingu og upplýsingaöflun.
1. Greindur
Greind skynjarans vísar til samsetningar virkni hefðbundinna skynjara og virkni tölva eða annarra íhluta til að mynda sjálfstæða samsetningu, sem hefur ekki aðeins virkni upplýsingaöflunar og merkjabreytingar, heldur hefur einnig getu til gagnavinnslu. , kjaragreining og ákvarðanatöku.
2. Netkerfi
Netkerfi skynjarans er að gera skynjaranum kleift að hafa það hlutverk að tengjast tölvunetinu, gera sér grein fyrir flutnings- og vinnslugetu upplýsinga í langa fjarlægð, það er að gera sér grein fyrir „yfir sjóndeildarhringinn“ mælingu. og stjórnkerfi.
3. Smávæðing
Smæðingargildi skynjarans dregur verulega úr rúmmáli skynjarans með því skilyrði að virknin sé óbreytt eða jafnvel aukin.Smávæðing er krafan um nútíma nákvæmni mælingar og eftirlit.Í grundvallaratriðum, því minni stærð sem neminn er, því minni áhrifin á mældan hlut og umhverfið, því minni orkunotkun og því auðveldara er að ná nákvæmri mælingu.
4. Samþætting
Samþætting skynjara vísar til samþættingar á eftirfarandi tveimur áttum:
(1) Samþætting margra mæligilda getur mælt margar breytur.
(2) Samþætting skynjunar og síðari hringrása, það er samþætting viðkvæmra íhluta, umbreytingarhluta, umbreytingarrása og jafnvel aflgjafa á sama flís, þannig að það hafi mikla afköst.
5. Stafavæðing
Stafræna gildi skynjarans er að upplýsingaframleiðsla skynjarans er stafrænt magn, sem getur áttað sig á langri fjarlægð og mikilli nákvæmni sendingu og hægt er að tengja það við stafrænan vinnslubúnað eins og tölvu án millitengla.
Samþætting, upplýsingaöflun, smæðing, netkerfi og stafræn væðing skynjara eru ekki sjálfstæð, heldur fylling og innbyrðis tengd og engin skýr mörk eru á milli þeirra.
Stýritækni í mæli- og stýrikerfi
Basic Control Theory
1. Klassísk stjórnunarkenning
Klassísk stjórnunarkenning inniheldur þrjá hluta: línuleg stjórnunarkenning, úrtaksstýringarkenning og ólínuleg stjórnunarkenning.Klassísk netfræði tekur Laplace-umbreytingu og Z-umbreytingu sem stærðfræðiverkfæri og tekur línulega stöðuga kerfið með einum inntaki og einum útgangi sem aðal rannsóknarviðfangsefni.Diffurjöfnunni sem lýsir kerfinu er breytt í tvinntölusviðið með Laplace umbreytingu eða Z umbreytingu og flutningsfall kerfisins fæst.Og byggt á flutningsaðgerðinni, rannsóknaraðferð um feril og tíðni, með áherslu á að greina stöðugleika og stöðugleika nákvæmni endurgjafarstýringarkerfisins.
2. Nútíma stjórnunarkenning
Nútíma stjórnunarkenning er stjórnunarkenning byggð á ástandsrýmisaðferð, sem er meginþáttur sjálfstýringarkenningarinnar.Í nútíma stjórnfræði er greining og hönnun stýrikerfisins aðallega unnin með því að lýsa ástandsbreytum kerfisins og grunnaðferðin er tímalénsaðferðin.Nútíma stjórnunarfræði getur tekist á við mun víðtækari stjórnvandamál en klassísk stjórnunarkenning, þar á meðal línuleg og ólínuleg kerfi, kyrrstæð og tímabreytileg kerfi, einbreytukerfi og fjölbreytukerfi.Aðferðirnar og reikniritin sem það notar henta líka betur fyrir stafrænar tölvur.Nútíma stjórnunarkenning býður einnig upp á möguleika á að hanna og smíða ákjósanleg stjórnkerfi með tilgreindum frammistöðuvísum.
Stjórnkerfi
Stýrikerfið er samsett af stjórntækjum (þar á meðal stýribúnaði, stýrisbúnaði og skynjara) og stýrðum hlutum.Stýribúnaðurinn getur verið manneskja eða vél, sem er munurinn á sjálfvirkri stjórn og handstýringu.Fyrir sjálfvirka stjórnkerfið, samkvæmt mismunandi stjórnunarreglum, er hægt að skipta því í opið lykkja stjórnkerfi og lokað lykkja stjórnkerfi;í samræmi við flokkun tiltekinna merkja má skipta því í stöðugt gildisstýringarkerfi, eftirfylgnistýringarkerfi og forritastýringarkerfi.
Sýndartækjatækni
Mælitæki er mikilvægur hluti af mæli- og eftirlitskerfinu sem er skipt í tvær gerðir: sjálfstætt tæki og sýndartæki.
Óháða tækið safnar, vinnur og gefur frá sér merki tækisins í sjálfstæðum undirvagni, hefur stjórnborð og ýmsar tengi og allar aðgerðir eru til í formi vélbúnaðar eða fastbúnaðar, sem ákvarðar að sjálfstæða tækið er aðeins hægt að skilgreina með framleiðandinn., leyfi, sem notandinn getur ekki breytt.
Sýndartækið lýkur greiningu og vinnslu merkisins, tjáningu og úttak niðurstöðunnar í tölvunni, eða setur gagnaöflunarkortið í tölvuna og fjarlægir þrjá hluta tækisins í tölvunni, sem brýtur í gegnum hefðbundna hljóðfæri.takmörkun.
Tæknilegir eiginleikar sýndartækja
1. Öflugar aðgerðir, samþætta öflugan vélbúnaðarstuðning tölva, brjóta í gegnum takmarkanir hefðbundinna tækja í vinnslu, skjá og geymslu.Stöðluð uppsetning er: afkastamikil örgjörvi, skjár í mikilli upplausn, harður diskur með stórum afkastagetu.
2. Tölvuhugbúnaðarauðlindir gera sér grein fyrir hugbúnaðarvæðingu sums vélbúnaðar, spara efnisauðlindir og auka sveigjanleika kerfisins;með samsvarandi tölulegum reikniritum er hægt að framkvæma ýmsar greiningar og úrvinnslu prófunargagna beint í rauntíma;í gegnum GUI (grafískt notendaviðmót) tækni til að ná raunverulegu vinalegu viðmóti og samskiptum manna og tölvu.
3. Miðað við tölvurútuna og máttækjabúnaðinn er vélbúnaður tækisins mátskiptur og raðbundinn, sem dregur verulega úr stærð kerfisins og auðveldar byggingu máttækja.
Samsetning sýndartækjakerfis
Sýndartæki samanstendur af vélbúnaðartækjum og viðmótum, hugbúnaði fyrir tækjabúnað og sýndarmælaborði.Meðal þeirra geta vélbúnaðartækin og viðmótin verið ýmis PC-undirstaða innbyggð aðgerðakort, alhliða viðmótsrútuviðmótskort, raðtengi, VXI strætótækjaviðmót osfrv., Eða annar ýmis forritanlegur utanaðkomandi prófunarbúnaður. ökumannsforrit sem stýrir beint ýmsum vélbúnaðarviðmótum.Sýndartækið hefur samskipti við hið raunverulega mælitækjakerfi í gegnum undirliggjandi tækjabúnaðarhugbúnaðinn og sýnir samsvarandi rekstrarþætti hins raunverulega mælaborðs á tölvuskjánum í formi sýndarmælaborðs.Ýmis stjórntæki.Notandinn stjórnar spjaldið á sýndartækinu með músinni eins raunverulegt og þægilegt og að stjórna raunverulegu tækinu.
Mæling- og stýritæknin og tækjanámið er hefðbundið og fullt af þróunarhorfum.Sagt er að það sé hefðbundið vegna þess að það á sér forna uppruna, hefur upplifað mörg hundruð ára þróun og hefur gegnt mikilvægu hlutverki í félagslegri þróun.Sem hefðbundin aðalgrein felur það í sér margar greinar á sama tíma, sem gerir það að verkum að það hefur enn sterkan lífskraft.
Með frekari þróun nútíma mæli- og eftirlitstækni, rafrænnar upplýsingatækni og tölvutækni hefur það boðað nýtt tækifæri til nýsköpunar og þróunar, sem mun örugglega skila af sér sífellt mikilvægari forritum á ýmsum sviðum.
Pósttími: 21. nóvember 2022