據(jù)悉，一般測控系統(tǒng)有傳感器、中間變換器和顯示記錄儀組成。傳感器將被測量檢出并轉(zhuǎn)換成已與測量的物理量，中間變換器對傳感器的輸出量進(jìn)行分析、處理、轉(zhuǎn)換成后級儀表能接受的信號，輸出給其他系統(tǒng)，或由顯示記錄儀對測量結(jié)果進(jìn)行顯示、記錄。

傳感器是測量系統(tǒng)的第一的環(huán)節(jié)，對于控制系統(tǒng)來說，如果把計算機比作大腦，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量，同時它自身的某一參數(shù)值變化與被測量值的變化有確定的關(guān)系，且這一參數(shù)容易測量輸出；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。

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)傳感器的功能同計算機或其他元件的功能相結(jié)合構(gòu)成一個獨立的組合體，使其既具有信息拾取和信號轉(zhuǎn)化功能，又有數(shù)據(jù)處理、補償分析和決策能力。

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算機網(wǎng)絡(luò)連接的功能，實現(xiàn)遠(yuǎn)距離的信息傳遞和處理能力，即實現(xiàn)測控系統(tǒng)的“超視距”測量。

3.微型化

傳感器的微型化值在功能不變甚至增強的條件下，大幅度減小傳感器的體積。微型化是現(xiàn)代精密測量與控制的要求，原則上將，傳感器的尺寸越小對被測對象及環(huán)境的影響越小，對能量的消耗越少，越易實現(xiàn)精確測量。

4.集成化

傳感器的集成化指下面兩個方向的集成：

（1）多測量參數(shù)的集成，即可測量多種參數(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，可以實現(xiàn)遠(yuǎn)距離、高精度傳輸，同時可無需中間環(huán)節(jié)接入計算機等數(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)字化等不是獨立的，而是相輔相成、相互關(guān)聯(lián)的，它們之間并沒有明確的界限。

測控系統(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)為主要的研究對象。通過拉普拉斯變換或者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，是自動控制理論的一個主要組成部分。在現(xiàn)代控制理論中，對控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計主要是通過對系統(tǒng)的狀態(tài)變量的描述來進(jìn)行的，基本的方法是時間域方法。現(xiàn)代控制理論比經(jīng)典控制理論所能處理的控制問題要廣泛得多，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)字計算機上進(jìn)行。現(xiàn)代控制理論還為設(shè)計和構(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）與被控制對象組成。控制裝置可以是人，也可以是一臺機器，這就是自動控制與人工控制的不同。對于自動控制系統(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)；按給定信號分類，可分為恒值控制系統(tǒng)、隨動控制系統(tǒng)和程序控制系統(tǒng)。

虛擬儀器技術(shù)

測量儀器是測控系統(tǒng)的重要組成部分，它分為獨立儀器與虛擬儀器兩種。

獨立儀器把儀器的信號收集、處理、輸出放在獨立的機箱內(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，這就決定了獨立儀器只能由廠家來定義、執(zhí)照，而用戶無法改變。

虛擬儀器則把信號的分析與處理、結(jié)果的表達(dá)和輸出放到計算機上來完成，或在計算機上插上數(shù)據(jù)采集卡，把儀器的三個部分去不放到計算機上來實現(xiàn)，突破了傳統(tǒng)儀器的局限性。

虛擬儀器技術(shù)特點

1.功能強大，融合了計算機強大的硬件支援，突破了傳統(tǒng)儀器在處理、顯示、存儲方面的限制。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.計算機軟件資源實現(xiàn)了部分機器硬件的軟件化，節(jié)省了物質(zhì)資源，由增強了系統(tǒng)的靈活性；通過相應(yīng)數(shù)值算法，實時直接地對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行各種分析與處理；通過GUI（圖形用戶界面）技術(shù)，真正做到界面友好，人機交互。

3.給予計算機總線和模塊化儀器總線，儀器硬件實現(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試設(shè)備，設(shè)備驅(qū)動軟件是直接控制各種硬件接口的驅(qū)動程序，虛擬儀器通過底層設(shè)備驅(qū)動軟件與真實的儀器系統(tǒng)進(jìn)行通訊，并以虛擬儀器面板的形式在計算機屏幕上顯示與真實儀器面板操作元素相對應(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儀器一樣真實與方便。