光电技术在自动化测量检测中的应用分析

姬生龙

[摘要]：科学技术的快速发展推动我国整体经济建设发展迅速，使得我国提前进入现代化科学技术发展阶段。随着我国在机械动能产业方面投入的加大，我国的自动化检测技术得到了长足的发展，特别是在自动化测量技术与仪器研发方面取得了巨大的成就。大力扩展光电技术在自动化测量中的应用程度，能够有效提高质量，提升工作效率，确保了企业在低成本下实现了较高的经济效益。

[关键词]：光电技术；自动化测量检测；应用

引言

近年来，很多先进技术运用到各行业中，助力各行业的快速发展，为我国基础建设的不断进步贡献力量。光电技术的出现，扩大了自动测量系统的应用半径、范围与功能，让测量系统的控制对象从单个对象的控制扩展到资源池的管理与自由调度，从近距离向远距离延伸。

1光电技术在自动化测量中的应用原理

自动化检测过程中，为了对生产产品进行测量与检测，需要结合光电技术。由于工件之间的生产存在差异性，因此自动化检测的工作原理与检测机制不同。通过对于其组成结构进行分类，可将自动化检测的过程分为三个环节，分别为检测、传送以及显示。下面对于上述的三个环节进行描述，检测环节即通过自动化测量仪器，实现数据的收集以及整理，进一步将数据准确化，使得检测结果更加精确。传送环节即将收集处理后的检测数据放大处理，进一步发现一些需要放大观察才能发现的细节问题。显示环节即自动化测量仪器的数据记录。无论是怎样的自动化测量过程，基本都需要经过这三个环节。因而可以说这是自动化测量的共同点，这个共同点表现为显示环节的刻度、位移等数据通过信号的多次转换与运算，最终以一种理想方式展现在需求者面前，需求者最终能够得到预期的数据，用于其他计算以及处理工作。整个过程中，需要用到的工具包括各种类型的测量仪器。依照我国目前的自动化检测技术，虽然进步巨大，但与发达国家相比，还有很长的路要走。

2光电技术在自动化测量检测中的应用

2.1软件控制系统

软件控制系统主要包括两个部分，分别是计算机控制系统软件和数字图像处理软件。其中前者的控制方式是通过利用计算机科学设置指针表测试点，通常情况下工作人员会将指针表测试点设置成5个测试点，每个测试点会一一对应5安倍的点，在计算机网络功能的辅助下，每个点都会成功发射出信号，经过电流的运动，直到指针与表盘20%处的刻度线完全重叠，计算机系统就会向标准源及时发出指令，接收到相关指令信号后计算机会成功读取标准源的显示值，并将显示值数据存储起来。当控制系统有效完成对每个测试点测量结果与误差计算分析后，就能够打印出相关测试证书。而数字图像处理软件的应用优势在于其能够精确识别表盘刻线和指针信号，提升了准确率。数字图像处理技术的工作原理是通过先处理系统软件的指针信号及对应的表盘刻度信号，信号噪声会在高斯滤波和中值滤波中被完全祛除，当然也能够通过使用CANNY算子，降低信号噪声的干扰，最大化保障测量结果的精确可靠性。

2.2射电路中的供电问题及解决方法

进行一次自动化测量要用到很多类型的光电技术，这样一来就对工业企业的发射电路电压的稳定程度有了更高的要求。现阶段我国的光电系统中所用到的发射点形式有3种，即通过高压母线进行供电、将低压电能转换成光能经过光纤传输到供电系统、通过高压电池进行供电。但是在实际的应用中常常会有因高压母线供电电源在用电高峰时期电流过小的情况出现，这就导致测量过程中电压不稳定，对测量结果有着很大的影响。所以应用光电技术在自动化仪表测量中要在高压母线端口设置变压器，以对所经过的电力进行调节来保证光电技术得到精确的结果。将低压电能转换为光能，通过光纤使用电力的过程来保证电压的稳定，这种方式较易遭受到光电转化效率的影响，所以在运用这项供电的时候就要采用相关的技术来保护，通过增加光缆线路来提高光电转化的工作效率，或者增加自然能源发电站来提高供电电压的稳定。

2.3三相交流标准源

三相交流标准源的作用是为自动化检测提供稳定持续的标准电压，其对于自动化测量检测进程是不可缺少的基础。通过分析发现，三相交流标准源是高度化的数字控制技术，其对于电流、功率以及频率的控制是通过计算机软件的自动化操控来实现的，其组成构件是数模转换器以及波形存储器。在调幅方面，运用的是脉冲移像技术，调相方面运用的是锁相环技术。矢量采样技术作为一种较为复杂的采样技术，其通过全面收集信息来实现采样的目的。采样信息包含增幅信息以及波形信息等其他信息，近年来由于对于自动化检测的要求越来越高，因而矢量采用技术的适用范围大大增加，逐渐成为了自动化检测的焦点技术。

2.4集成微型,高效低耗

诸多技术集成是人工智能技术的显著特点。光芯片集成化和微型化已经实现突破，设备或器件微型化、多功能化、集成化和低能耗是人工智能领域光电技术发展趋势。中国信科研制的100G硅光收发芯片,在不到30平方毫米的硅芯片集成近60个光器件。光电传感器的方向为多功能化、终端应用集成化。随着精密加工、微电子、集成电路等技术的发展及新材料的应用,光电传感器中的一些器件尺寸已走向微米级甚至纳米级。半导体蒸镀技术、光刻技术、精密微加工及组装技术等日益突破,同一基板整合诸多敏感器件不再是难题。由此可见，微型化、多功能化、集成化和低能耗、智能化的光电传感器将逐步取代传统的传感器。

2.5控制端

以接口控制为核心的控制部分，主要是基于网络。主要包含三部分功能，资源管理与调度、通道选择和仪器控制。通道与仪器的选择主要依靠资源管理与调度模块实现，资源管理与调度模块完成对资源和通道状态的实时检测与控制，并根据约定的优先级准则和用户的定制化需求，提供需求的仪器资源和需求的通道。如果无可用仪器设备，则及时返回结果。利用光矩阵开关和测试仪器提供的软件接口、硬件接口（光矩阵开关的硬件接口主要采用RS232，测试仪器主要采用GPIB或者RJ45硬件接口）和资源管理与调度模块提供的可用通道和可用仪器，通道选择模块完成打开指定的仪器和切换到指定的光通道功能，构建从仪器资源池到被测对象的测频传输通道或者从被测对象到资源池仪器的传输通道。仪器的控制采用通用的SCPI命令或者仪器自带的命令库。首先，构建通用的命令指令库提供自动测试平台使用，在测试过程中，如果需要注入或者测量射频信号时，自动测试平台向控制端发送通用的控制指令，控制端在接收到通用控制命令后，再同已选择的仪器相匹配，对通用指令进行解析，转换成仪器可执行的指令，完成测试的产生或者测量。

结语

基于光纤的远程集成测试能力建设，是测试技术向资源管控方向、远程测试方向的扩展探索。通过测试系统集成仪器资源的管控与调度功能，可实现仪器的分时复用，进一步提高仪器资源的利用率，而远程集成测试能力可提高仪器模块化通用能力和复用率，减少测试开发工作量。

参考文献

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[2]秦红磊,路辉,郎荣玲.自动测试系统-硬件及软件技术[Z].

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