據(jù)悉，一般測(cè)控系統(tǒng)有傳感器、中間變換器和顯示記錄儀組成。傳感器將被測(cè)量檢出并轉(zhuǎn)換成已與測(cè)量的物理量，中間變換器對(duì)傳感器的輸出量進(jìn)行分析、處理、轉(zhuǎn)換成后級(jí)儀表能接受的信號(hào)，輸出給其他系統(tǒng)，或由顯示記錄儀對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行顯示、記錄。
傳感器是測(cè)量系統(tǒng)的第一的環(huán)節(jié)，對(duì)于控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，如果把計(jì)算機(jī)比作大腦，那么傳感器就相當(dāng)于五官，直接影響到系統(tǒng)的控制精度。
傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換文件、轉(zhuǎn)換電路組成。由敏感元件直接感受被測(cè)量，同時(shí)它自身的某一參數(shù)值變化與被測(cè)量值的變化有確定的關(guān)系，且這一參數(shù)容易測(cè)量輸出；然后由轉(zhuǎn)換元件將敏感元件的輸出轉(zhuǎn)換成電參數(shù)；最后又轉(zhuǎn)換電路將轉(zhuǎn)換元件輸出的電參數(shù)放大，轉(zhuǎn)換成便于顯示、記錄、處理、控制的有用電信號(hào)。
新型傳感器的現(xiàn)狀與發(fā)展
傳感技術(shù)是當(dāng)今世界發(fā)展最為迅速的高新技術(shù)之一。新型傳感器不僅追求高精度、大量程、高可靠、低功耗，還向著集成化、微型化、數(shù)字化、智能化發(fā)展。
1.智能化
傳感器的智能化指把常規(guī)傳感器的功能同計(jì)算機(jī)或其他元件的功能相結(jié)合構(gòu)成一個(gè)獨(dú)立的組合體，使其既具有信息拾取和信號(hào)轉(zhuǎn)化功能，又有數(shù)據(jù)處理、補(bǔ)償分析和決策能力。
2.網(wǎng)絡(luò)化
傳感器的網(wǎng)絡(luò)化就是使傳感器具備和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接的功能，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的信息傳遞和處理能力，即實(shí)現(xiàn)測(cè)控系統(tǒng)的“超視距”測(cè)量。
3.微型化
傳感器的微型化值在功能不變甚至增強(qiáng)的條件下，大幅度減小傳感器的體積。微型化是現(xiàn)代精密測(cè)量與控制的要求，原則上將，傳感器的尺寸越小對(duì)被測(cè)對(duì)象及環(huán)境的影響越小，對(duì)能量的消耗越少，越易實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量。
4.集成化
傳感器的集成化指下面兩個(gè)方向的集成：
（1）多測(cè)量參數(shù)的集成，即可測(cè)量多種參數(shù)。
（2）傳感去與后續(xù)電路的集成，即將敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、轉(zhuǎn)換電路乃至電源等集成在同一塊芯片上，使其具有很高的性能。
5.數(shù)字化
傳感器的數(shù)字化值的是傳感器輸出的信息為數(shù)字量，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、高精度傳輸，同時(shí)可無(wú)需中間環(huán)節(jié)接入計(jì)算機(jī)等數(shù)字處理設(shè)備。
傳感器的集成化、智能化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化和數(shù)字化等不是獨(dú)立的，而是相輔相成、相互關(guān)聯(lián)的，它們之間并沒(méi)有明確的界限。
測(cè)控系統(tǒng)中的控制技術(shù)
基本控制理論
1.經(jīng)典的控制理論
經(jīng)典控制論包括線性控制理論、采樣控制理論、非線性控制理論三個(gè)部分。經(jīng)典控制論以拉普拉斯變換和Z變換為數(shù)學(xué)工具，以單輸入-單輸出的線性定常系統(tǒng)為主要的研究對(duì)象。通過(guò)拉普拉斯變換或者Z變換將描述系統(tǒng)的微分方程變換到復(fù)數(shù)域中，得到系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。并以傳遞函數(shù)為基礎(chǔ)，一根軌跡發(fā)和頻率發(fā)威研究手段，重點(diǎn)分析反饋控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)精度。
2.現(xiàn)代控制理論
現(xiàn)代控制理論使建立在狀態(tài)空間法基礎(chǔ)上的一種控制理論，是自動(dòng)控制理論的一個(gè)主要組成部分。在現(xiàn)代控制理論中，對(duì)控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計(jì)主要是通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的狀態(tài)變量的描述來(lái)進(jìn)行的，基本的方法是時(shí)間域方法?，F(xiàn)代控制理論比經(jīng)典控制理論所能處理的控制問(wèn)題要廣泛得多，包括線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)，定常系統(tǒng)和時(shí)變系統(tǒng)，單變量系統(tǒng)和多變量系統(tǒng)。它所采用的方法和算法也更適合于在數(shù)字計(jì)算機(jī)上進(jìn)行?，F(xiàn)代控制理論還為設(shè)計(jì)和構(gòu)造具有指定的性能指標(biāo)的最優(yōu)控制系統(tǒng)提供了可能性。
控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)是由控制裝置（包括控制器、執(zhí)行器和傳感器）與被控制對(duì)象組成?？刂蒲b置可以是人，也可以是一臺(tái)機(jī)器，這就是自動(dòng)控制與人工控制的不同。對(duì)于自動(dòng)控制系統(tǒng)，按照控制原理的不同，可分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)；按給定信號(hào)分類，可分為恒值控制系統(tǒng)、隨動(dòng)控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)。
虛擬儀器技術(shù)
測(cè)量?jī)x器是測(cè)控系統(tǒng)的重要組成部分，它分為獨(dú)立儀器與虛擬儀器兩種。
獨(dú)立儀器把儀器的信號(hào)收集、處理、輸出放在獨(dú)立的機(jī)箱內(nèi)，有操作面板和各種端口，全部的功能以硬件或固化軟件的形式存在，這就決定了獨(dú)立儀器只能由廠家來(lái)定義、執(zhí)照，而用戶無(wú)法改變。
虛擬儀器則把信號(hào)的分析與處理、結(jié)果的表達(dá)和輸出放到計(jì)算機(jī)上來(lái)完成，或在計(jì)算機(jī)上插上數(shù)據(jù)采集卡，把儀器的三個(gè)部分去不放到計(jì)算機(jī)上來(lái)實(shí)現(xiàn)，突破了傳統(tǒng)儀器的局限性。
虛擬儀器技術(shù)特點(diǎn)
1.功能強(qiáng)大，融合了計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的硬件支援，突破了傳統(tǒng)儀器在處理、顯示、存儲(chǔ)方面的限制。標(biāo)準(zhǔn)配置為：高性能處理器、高分辨率顯示器、大容量硬盤。
2.計(jì)算機(jī)軟件資源實(shí)現(xiàn)了部分機(jī)器硬件的軟件化，節(jié)省了物質(zhì)資源，由增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性；通過(guò)相應(yīng)數(shù)值算法，實(shí)時(shí)直接地對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行各種分析與處理；通過(guò)GUI（圖形用戶界面）技術(shù)，真正做到界面友好，人機(jī)交互。
3.給予計(jì)算機(jī)總線和模塊化儀器總線，儀器硬件實(shí)現(xiàn)了模塊化、系列化，大大縮小了系統(tǒng)尺寸，可方便的構(gòu)建模塊化儀器。
虛擬儀器系統(tǒng)的構(gòu)成
虛擬儀器由硬件設(shè)備與接口、設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件和虛擬儀器面板組成。其中，硬件設(shè)備與接口可以是各種以PC為基礎(chǔ)的內(nèi)置功能插卡、通用接口總線接口卡、串行口、VXI總線儀器接口等設(shè)備，或者是其它各種可程控的外置測(cè)試設(shè)備，設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件是直接控制各種硬件接口的驅(qū)動(dòng)程序，虛擬儀器通過(guò)底層設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件與真實(shí)的儀器系統(tǒng)進(jìn)行通訊，并以虛擬儀器面板的形式在計(jì)算機(jī)屏幕上顯示與真實(shí)儀器面板操作元素相對(duì)應(yīng)的各種控件。用戶用鼠標(biāo)操作虛擬儀器的面板就如同操作真實(shí)儀器一樣真實(shí)與方便。
