数字信号处理技术在测控系统中的发展与应用

摘 要：本文介绍了数字处理技术在测控系统中的发展，叙述了数字处理器的构成及在测控系统中的作用，简单描述了数字处理技术在微型飞行器测控系统、低频电磁场电流信号测控系统、温度测控系统、实时测控系统中的应用。

关键词：数字信号处理技术；测控系统；数字信号处理器

经过20多年的发展，数字信号处理技术在测控系统中的应用已经扩展到人们的学习生活工作等各个方面，例如利用微型飞行器测控系统经行地形侦测，利用低频电磁电流信号测控系统实现了在windows环境下对硬件的操作，利用温度测控系统来达到对温度进行调温的功能，利用实时测控系统来优化传统的监控系统保证及时性和准确性，数字信号处理技术已逐渐成为电子产品更新换代的决定因素。目前，对数字信号处理器指数型增长需求的时代已经来临，数字信号技术在测控系统中的发展前景十分可观。

1 数字信号处理技术在测控系统中的发展

信号处理技术是人类科学发展进程中不可或缺的一部分，数字信号处理技术随着计算机和信息技术的发展而产生，并凭借其可编程性，精度高等特点逐渐取代了易老化。对外环境敏感的模拟信号处理方式，在如今，随着集成电路的发展，人们也开始选择运用数字信号处理技术通过数字信号处理器来实现各种系统控制功能。数字信号处理器由于具有强大的运算能力以及灵活性强、精准度高等特点，经常在测量分析等重要领域中得到充分的使用，同时，它也是数字信号处理技术在各个领域中发挥重要作用的桥梁。测控系统便是运用数字信号处理技术的领域之一。测控系统需要通过接受各种信号来达到输出控制的功能，而实现信号转换不可缺少的器件便是数字信号处理器。数字信号分析处理技术在测控系统中的应用较为广泛，结合测控传感器、单片机等原件能实现对多种不同量的测量。这与早期应用于测控系统的数字信号处理器相比，如今的数字信号处理器信号转换的运算速度提高了好几倍，同时运算精度更高，执行任务操作时变得更灵活方便。

2 数字信号处理技术在测控系统中的应用

2.1数字信号处理技术在微型飞行器测控系统中的应用

作为新技术发展的必然产物，微型飞行器常常用来做侦测侦察器，而其中对图像、声音等信号的采样和处理是由微型飞行器中的测控系统电路来完成的，该系统是通过相应的硬件和含有控制算法的软件实现数字信号处理与输出的。在该测控系统中，采用实时处理的方法对图像等信号进行处理，而系统接收到的信号都是以电压、数据、通信信号相互转换的形式实现的，在电压信号转换为数据信号的过程中，单片机和计数器处理是电压信号离散的关键部分，在数据信号转换为通信信号的过程中，单片机和姿态传感器通过将数据通信与数据处理分开，以保证数据的可靠性和及时性。

2.2数字信号处理技术在低频电磁场电流信号测控系统中的应用

由电压电流传感器等器件组成的低频电磁场电流信号测控系统，能通过检测电压的幅值和纹波大小的电压传感器和通过检测电流的电流传感器，反映失误波形、幅值、频率等变化的情况。而电流电压信号经过该系统转变为控制信号的过程即是一个数字信号处理的过程，也是低频电磁场电流信号测控系统很关键的一部分，被检测的模拟信号采用实时处理的方法，模拟信号通过一种通用性数据采集控制卡K-811的A/D变换器转换为数字信号输入计算机中进行分析与处理，根据处理结果形成控制数据后，再经K-811的D/A变换器转换为控制信号，从而实现低频电磁场电流信号测控系统在windows环境下最硬件的操作的目的。

2.3数字信号处理技术在温度测控系统中的应用

温度测量控制应用十分广泛，在日常生活中，工业生产中都有广泛的应用前景。温度测控系统最重要的部分是通过温度信号经采集放大，数字信号处理产生控制信号，来控制加热丝的工作从而达到实现调控温度的目的。该系统利用DSP的数据信号处理器运用PID算法通过A＼D转换器完成温度信号，电压信号，控制信号的转换，再通过D＼A转换器是加热丝工作完成调温。利用数字信号处理技术的温度测控系统对温度具有较好的控制能力，以及快速高效的特点。

2.4数字信号处理技术在实时测控系统中的应用

在日常生产生活中，人们要想确保系统能正常工作运转就需要由测控系统的实时性来保证，特别是对于精度要求较高的测控系统，需要精确定义各子系统的工作周期。与传统测控系统相比，实时测控系统能在控制精度和相应时间的功能上更优化。实时测控系统是接收来自监视器的视频信号，其通过系统内部的数字信号处理器转换为数字信号，在经过一系列的特定算法处理后，数字信号转换为图像数字形式反馈回监控系统中，从而达到闭环控制的作用。

3 结语

随着数字化脚步的加速，更多的测控系统中运用到了数字信号处理技术，数字信号处理器作为数字信号处理技术的载体将越来越多元化，未来的测控领域中将会出现更多的功能强大的应用于测控系统中的数字电子产品，数字信号处理技术将继续带领我们进入更为细致的数字世界。

参考文献

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作者简介：刘磊（1995-），男，浙江金华人，本科生，中国计量现代科技学院学生，研究方向：测量技术与仪器。