自动化仪表测量中的光电技术及其应用分析

摘 要：计算机产业的蓬勃发展以及电子信息工程的不断成熟，为自动化仪表测量技术的广泛应用提供了必要的支持，并在工业生产、航空航天、环境监测等各个领域都发挥这重要作用。光电技术是自动化仪表测量工作中的重要组成部分，对于提高测量精度、促进测量技术发展起到了巨大推动作用。文章首先简述了自动化仪表测量与光电技术的应用原理，随后指出了光电技术应用中存在的一些典型性问题，最后结合工作经验，有针对性的提出了几点解决措施。

关键词：自动化仪表；光电技术；测量原理；应用分析

一、自动化仪表测量及光电技术的相关原理

1、自动化仪表的工作原理

自动化仪表被广泛应用于电力、化工、医药、生态环保等各个领域，虽然其具体的结构组成和实现功能存在较大差异，但是其工作原理大体一致。自动化仪表作为一种监测、观察、计算物理变量的设备，核心结构包括传感器、变送器、显示器以及中央处理器等。其具体的工作流程为：首先，前端传感器对环境信号进行检测，收集相关的被测信号，并将信号传递到变送器中；其次，变送器对信号进行初步加工，将信号进行放大后传送到中央处理器；中央处理器根据内部程序设定，对信号进行加工、整理，最后在显示器上以直观形式输出。设备管理人员可以根据显示器上的内容，及时了解设备的运行情况，并利用仪表控制界面发送控制指令，形成闭环控制。

2、光电技术的工作原理

微机控制和交流标准源控制是光电技术的重要组成部分，对于实现计量仪表的自动化和智能化控制起到了至关重要的作用。目前来说，光电技术中的微机控制大多以单片机为主，借助于C语言进行编程控制。同时，结合三相交流标准源，对仪表内部电压信号、频率信号和功率信号进行同步检测，提高了测量结果的精确度。其具体的工作原理为：首先，单片机对仪表指针和指示数值进行对应处理，并将数据的相关性分析储存到数据库中；随后，单片机调用程序指令，利用中值播率处理噪声信号，并将处理结果与数据库中的相关数据进行对比；最后，将对比结果进行拟合加工，并通过声像处理，将处理结果输送到显示器，在仪表终端进行现实。

二、光电技术在自动化仪表测量应用中存在的问题及解决措施

近年来，人们对自动化仪表测量结果的及时性和准确性提出了更加严格的要求，为了满足上述需求，就需要不断的应用新技术、新设备，以提高自动化仪表的性能。但是就目前来看，光电技术在一些方面的应用还不够成熟，甚至对自动化仪表测量精度造成了负面影响。因此，必须要在问题分析的基础上，探究可行性的解决措施，确保光电技术应有价值的发挥。

1、电压稳定性问题及解决措施

由于应用到仪表自动化测量过程中的多种光电技术系统均需要相应的有源设备，因此高压端口的供电电压是否稳定直接影响到传输系统运行的可靠性。我国光电系统高压侧的供电形式主要分为三种：利用高压母线进行传输供电；将低压侧电能转化为光能，并利用光纤传送到高压端口；通过高压电池进行供电。在利用高压母线进行传输供电的过程中，一旦流经母线内的电流过小，则会使得信号的传输电路无法得到正常的供电，但如果母线内的电流过大，又会使整个光电系统受到冲击，容易出现电路损坏的情况。因此，为了确保传输电路可以获得稳定的电压，在利用高压母线进行传输供电时，可以在母线端口或光电系统前端增设变压器，从而对流经电路的电流进行有效控制，提高系统电压的稳定性。

2、电路控制问题及解决措施

光电系统的电力来源主要是高压电池，随着电池使用时间的延长，内部电压逐渐降低，光电电路系统中的电压控制系统也会出现一些问题，给整个系统的运行造成干扰。除此之外，在前期进行光电线路设计时，由于没有综合考虑到后期线路改造方面的问题，导致线路中的许多电气元件排列过于紧密，在电路控制维修过程中很容易引起电路板断路等问题。针对上述问题，其解决措施可以从两方面着手：其一是使用新型能源，替换传统的电池供电。目前来说，像风力供电、太阳能供电等，都可以满足光电系统运行的需要；其二是适当增加光电系统中的供电电压。通常情况下，光电系统中的额定电压要远远高于运行电压，适当提高系统运行电压，不仅不会对电力系统造成损害，而且还能够提高系统运行效率，提高了控制灵敏度和数据的准确性。

3、传输过程中的干扰问题及解决措施

精密化、自动化和智能化是自动化仪表的整体发展趋势，但是由于测量环境的不同，自动化仪表不可避免的会受到外界的干扰影响，诸如震动干扰、信号干扰、电磁干扰等。对于光电系统来说，电磁干扰对其功能的实现和测量精度的影响最为严重，在高电磁敷设的环境下，甚至会出现系统失灵现象，自动化仪表的测量和示数功能不能正常发挥。针对这一问题，一方面可以选用抗干扰元件代替普通的电气件，提高整个系统的抗干扰能力；另一方面也可以采用集成电路代替电子板电路。

结语：光电技术的发展为自动化仪表测量精度的提升起到了巨大的帮助作用，随着相关技术的不断发展以及人们生产需求的提升，光电技术也必要与时俱进的进行更新，并且加大对新型电气元件的使用，为自动化仪表测量工作的高效率开展提供硬件支持。针对现阶段自动化仪表测量存在的问题，要及时查清问题成因，并采取有相应的解决对策，确保测量功能的实现。

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