光電技術在自動化儀表測量中的應用分析

鄭家樂

摘 要：自動化測量技術因信息科技產業的發展逐漸走向成熟，近年來其已經被應用于航空航天和工業生產等多種領域且發揮了良好的效果。自動化測量中的光電技術對提高儀表測量精度以及測量技術的發展做出了卓越貢獻。本文在對自動化儀器測量中的光電技術原理進行簡要概述的基礎上指出了光電技術應用中存在的一些不足，并根據多年的工作經驗提出了適合光電技術可持續發展的對策。

關鍵詞：光電技術;自動化儀表測量;應用對策

0 引言

各種測量檢測儀器及技術隨著信息時代的到來正在不斷發展和進步，多種智能測量工具的出現大大改善了自動化測量效率，但受限于自身條件等因素實現儀表完全自動測量仍然有一定的難度，這時就需要光電技術的滲透來提高工作效率。

1 自動化測量中的光電技術基本原理

儀表儀器在進行自動化測量時因其工作原理和工作結構存在差異，導致了各個工件的工作參數在一定程度上是不同的。根據其實際組成結構可以將工作過程大體分為三個環節：分別是檢測環節和傳送放大環節以及顯示環節。檢測環節具有一種科學合理地轉換測量參數的能力，這可以使儀表測量更加精確，隨后通過傳送放大環節將測量參數的信號傳輸到顯示環節進行指示和記錄。因此不同類型的測量儀器共同之處在于其測量參數都需要通過一個或者多個信號進行轉換，此外測量結果都通過數字符號或者指針刻度等形式顯示在儀表盤上供人查驗，整過過程都需要自動測量檢驗儀器參與。光電技術自動化檢測的具體過程是由光電轉換裝置將光信號轉換為電信號，隨后在通過信號調節處理裝置將當前的信號轉換為需要的電信號。目前我國雖然在儀表自動化測量技術開發方面有了巨大的進展，但是自動化測量水平與發達國家相比仍存在一定的差距，因此有必要繼續加強自動化測量技術的研究和改進。

2 光電技術在自動化儀表測量中的具體應用

2.1 微機控制技術

微機控制技術作為光前技術的重要組成其在儀器測量的智能化和自動化方面發揮著重要作用。目前微機控制技術主要分為兩種類型：一種是以VC語言操作平臺與數據庫管理系統相互結合構成的計算機控制系統軟件。其在實際應用中可以使計算機在待測儀器的測量點及其標準源上進行相關設置并發出信號，儀表指針將隨著儀表電流的不斷上升與表盤中的單位刻度相互匹配，匹配完成后再次發出一個信號并繼續測量第二個單位刻度，儀表自動化測量就是通過這種方式對不同位置的參數信號進行測量記錄的。另一種是針對計算機數字圖像的相關處理，其具體過程為：首先計算機通過中值波率與高斯波率對儀器的指針信號和儀表表盤刻度信號進行相關處理，然后利用計算機算法對噪聲進行降噪處理且同時提高了數據的準確性，最后計算機通過在圖像擬合過程中引入了最小二乘法來處理數據。這種做法在使信號合理的顯示在儀器終端上的同時使其具有了更高的精度。

2.2 高分辨率CCD與光電技術成像系統

高分辨率CCD與光電技術成像是在光學成像的原則基礎之上使用物理遠心光學將實際測量指標以及指針刻度真實地反映到CCD設備上，然后通過CDD設備將相關信息輸送到數據采集系統進行驅動器信息轉換，最后用矩陣的形式存儲傳輸數據以方便對計算機成像系統進行操作。同時該系統在一般狀況下通常使用10X10靈敏度單位以及1024X1024的像原素進行尺寸測量。此外光源亮度的自動調節功能可以實現同軸照且其模塊化的信息收集等一系列工作是通過16位采集卡來進行的，這種信息采集系統達到減少錯誤發生的同時降低了信息轉換所需的時間。

3 光電技術在儀表測量中存在的問題及對策

3.1 傳輸過程中的干擾問題及解決措施

基于光電技術的自動化儀表測量技術正朝著智能化和精密化的方向不斷發展。但在實際測量過程中，自動化測量技術會不可避免地受到電磁干擾、振動干擾以及信號干擾等外在因素的影響。電磁干擾影響了光電系統測量的準確性和功能性，有時系統在高電磁的輻射下甚至會發生故障并失靈，此外還會導致自動化儀器的測量和顯示功能也不能正常工作。為了解決這個問題，有必要采用抗電磁干擾元件代替普通的電氣元件來提高整個系統的抗干擾能力。除此之外傳統的電子板電路也可以被現代集成電路所取代。

3.2 電路控制問題及解決措施

高壓電池是光電系統運行的電力來源。但是高壓電池的電壓會隨著內部運作時間的變長而減低，這在給整個系統造成較大干擾的同時還會破壞整個系統的運作。此外在光電線路初期設計過程中通常對后期改造問題缺乏一體化的考慮，使得許多電器元件的排列太擁擠并可能引起控制電路短路等問題。解決這些問題的最佳辦法是使用新的能源代替傳統的高壓電池電力供應。目前光電系統的運行需求可以通過風能、太陽能等方式新能源供電方式來滿足。除此之外，因光電系統的額定電壓較高，因此可以通過加大電壓量來提高系統的運行效率，這種做法不僅不會對光電系統的正常運行造成損害，而且其在提高數據準確性的同時還提高了系統控制的靈敏度。

4 結語

光電技術的應用在很大程度上提高了自動化測量儀表儀器的測量精度，隨著我國社會經濟的不斷發展和人民生產生活需求不斷增加，有必要加快光電技術的試驗研究和升級改造。同時應將其應用到自動測量設備以及各個領域中以提高其工作效率和精準度。此外還要根據自動化儀表測量現狀尋找其存在的問題，在對問題原因進行深入分析的同時采取必要措施確保測量功能的實現。

參考文獻：

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