計(jì)量校準(zhǔn)工作中遠(yuǎn)程計(jì)量的實(shí)踐探索

唐士浩

(蘇州市計(jì)量測(cè)試研究所，江蘇 蘇州 215128)

計(jì)量校準(zhǔn)工作中遠(yuǎn)程計(jì)量的實(shí)踐探索

唐士浩

(蘇州市計(jì)量測(cè)試研究所，江蘇 蘇州 215128)

計(jì)量校準(zhǔn)工作在許多領(lǐng)域中都發(fā)揮著相當(dāng)重要的作用，傳統(tǒng)計(jì)量一般以人工現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量為主，存在著高成本、低效率和長(zhǎng)周期的缺陷，無(wú)法有效滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)于計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際需求。針對(duì)這種情況，遠(yuǎn)程計(jì)量得到了發(fā)展和普及，并且發(fā)揮著相當(dāng)重要的作用。本文從遠(yuǎn)程計(jì)量的優(yōu)勢(shì)出發(fā)，對(duì)其在計(jì)量校準(zhǔn)工作中的應(yīng)用進(jìn)行了分析和研究。

計(jì)量校準(zhǔn)；遠(yuǎn)程計(jì)量；實(shí)踐探索

在傳統(tǒng)計(jì)量校準(zhǔn)中，一般都是將需要校準(zhǔn)的器具送到專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)開(kāi)展校準(zhǔn)工作，需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力，而且成本相對(duì)較高。近幾年，伴隨著信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，遠(yuǎn)程計(jì)量在一些發(fā)達(dá)國(guó)家得以普及，將遠(yuǎn)程計(jì)量應(yīng)用到計(jì)量校準(zhǔn)工作中，可以有效提升計(jì)量校準(zhǔn)工作的效率。

1 遠(yuǎn)程計(jì)量的優(yōu)勢(shì)

遠(yuǎn)程計(jì)量，或者是遠(yuǎn)程計(jì)量校準(zhǔn)，是指為了得到被校準(zhǔn)儀器的計(jì)量特性而開(kāi)展的計(jì)量校準(zhǔn)過(guò)程，與傳統(tǒng)計(jì)量校準(zhǔn)工作相比，可以實(shí)現(xiàn)異地操作，同樣能夠保證計(jì)量效果。遠(yuǎn)程計(jì)量與傳統(tǒng)計(jì)量都是針對(duì)被校準(zhǔn)計(jì)量?jī)x器的計(jì)量校準(zhǔn)，具備被校準(zhǔn)計(jì)量器具、標(biāo)準(zhǔn)器具、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、數(shù)據(jù)采集及處理等要素。

不過(guò)，作為一種先進(jìn)的計(jì)量校準(zhǔn)方法，遠(yuǎn)程計(jì)量與傳統(tǒng)計(jì)量校準(zhǔn)工作相比，具有更加明顯的優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在幾個(gè)方面：一是便捷性。遠(yuǎn)程計(jì)量不需要將被校準(zhǔn)儀器送到專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)，可以一步到位直接溯源到國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在節(jié)省計(jì)量校準(zhǔn)時(shí)間的同時(shí)，也極大降低了成本費(fèi)用。傳統(tǒng)計(jì)量校準(zhǔn)工作中的溯源行為，必須依照從低到高的順序逐級(jí)完成，而且存在相應(yīng)的時(shí)間限制，必須依照一定的期限定期實(shí)施。二是在被檢定計(jì)量器具環(huán)境下開(kāi)展校準(zhǔn)工作，能夠有效避免校準(zhǔn)環(huán)節(jié)不確定度變化引發(fā)的負(fù)面影響，具備更好的實(shí)時(shí)性，效率更高，由此引發(fā)的誤工時(shí)間也更短。三是遠(yuǎn)程計(jì)量能夠開(kāi)展在線測(cè)量和復(fù)檢工作，也可以在校準(zhǔn)過(guò)程完成前，根據(jù)實(shí)際情況隨時(shí)終止校準(zhǔn)，為用戶提供了更加多樣化的選擇空間。在遠(yuǎn)程計(jì)量中，上級(jí)計(jì)量部門(mén)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于下級(jí)計(jì)量檢測(cè)機(jī)構(gòu)校準(zhǔn)過(guò)程的直接控制，從而切實(shí)保證校準(zhǔn)工作的質(zhì)量。四是與傳統(tǒng)計(jì)量校準(zhǔn)相比，遠(yuǎn)程計(jì)量能夠極大縮短溯源時(shí)間，有效減少被校實(shí)驗(yàn)室存在的不確定性，將不同層級(jí)的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行對(duì)比，也可以直接將實(shí)驗(yàn)室與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，價(jià)格精度比更高。五是得到的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)可以保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，提供給用戶進(jìn)行調(diào)用或者查閱。從用戶實(shí)驗(yàn)室角度，想要確保遠(yuǎn)程計(jì)量工作的順利開(kāi)展，需要接受一些必要培訓(xùn)，直接從上級(jí)實(shí)驗(yàn)室接收操作指令，可以顯著提升用戶實(shí)驗(yàn)室計(jì)量水平，形成良好的計(jì)量規(guī)范和計(jì)量體系。六是在遠(yuǎn)程計(jì)量校準(zhǔn)環(huán)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)視。儀器生產(chǎn)廠家能夠利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)對(duì)用戶履歷進(jìn)行訪問(wèn)，可以促進(jìn)儀器生產(chǎn)商服務(wù)水平的提高。

2 遠(yuǎn)程計(jì)量在計(jì)量校準(zhǔn)工作中的應(yīng)用

科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，使得計(jì)量器具逐漸實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和數(shù)字化，對(duì)于計(jì)量校準(zhǔn)工作，自然提出了更加嚴(yán)格的要求，如果再繼續(xù)沿用傳統(tǒng)的計(jì)量校準(zhǔn)模式，必然會(huì)引發(fā)各種各樣的問(wèn)題，如一些大型測(cè)試儀器的移動(dòng)困難，部分測(cè)試儀器屬于在線運(yùn)行，難以移動(dòng)，即使能夠移動(dòng)的測(cè)試儀器，在搬動(dòng)過(guò)程中也可能會(huì)導(dǎo)致精度的下降。相比之下，遠(yuǎn)程計(jì)量能夠?qū)ι鲜鰡?wèn)題進(jìn)行解決，降低檢測(cè)費(fèi)及誤工成本。而在全球經(jīng)濟(jì)一體化趨勢(shì)越發(fā)顯著的情況下，我國(guó)與其他國(guó)家質(zhì)檢的經(jīng)濟(jì)技術(shù)交流越發(fā)密切，遠(yuǎn)程計(jì)量的普及和應(yīng)用，可以進(jìn)一步拉近與發(fā)達(dá)國(guó)家的距離。不僅如此，遠(yuǎn)程計(jì)量能夠?qū)τ?jì)量保證方案MAP進(jìn)行適當(dāng)?shù)难由旌屯卣?，確保上級(jí)計(jì)量實(shí)驗(yàn)室能夠準(zhǔn)確把握下級(jí)計(jì)量實(shí)驗(yàn)室的校準(zhǔn)情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理其中存在的問(wèn)題，相比較單純的MAP，可以發(fā)揮出更好的效果。從目前來(lái)看，我國(guó)計(jì)量校準(zhǔn)工作中，對(duì)于遠(yuǎn)程計(jì)量的實(shí)踐探索主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

2.1 應(yīng)用模式

在當(dāng)前的技術(shù)條件下，遠(yuǎn)程計(jì)量的應(yīng)用模式有3種。

一是利用互聯(lián)網(wǎng)。在上級(jí)計(jì)量站和下級(jí)計(jì)量站之間構(gòu)建信息傳輸渠道，將自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)安裝在下級(jí)計(jì)量站，上級(jí)計(jì)量站運(yùn)用物流手段，將計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)送到下級(jí)計(jì)量站現(xiàn)場(chǎng)，結(jié)合實(shí)時(shí)交互平臺(tái)，由上級(jí)計(jì)量站指揮下級(jí)計(jì)量站工作人員完成計(jì)量校準(zhǔn)工作，然后將計(jì)量校準(zhǔn)過(guò)程中得到的數(shù)據(jù)信息傳輸給上級(jí)計(jì)量站，經(jīng)上級(jí)計(jì)量站工作人員評(píng)定后，利用網(wǎng)絡(luò)把相應(yīng)的校準(zhǔn)證書(shū)發(fā)送到下級(jí)計(jì)量站。這種應(yīng)用模式的實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單，但是在計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)物流傳遞環(huán)節(jié)，可能出現(xiàn)儀器損壞或者量值漂移等問(wèn)題，因此，必須在計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)發(fā)回到上級(jí)計(jì)量站，通過(guò)閉環(huán)測(cè)試，確認(rèn)合格后，才能對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)。

二是結(jié)合遠(yuǎn)程計(jì)量的特點(diǎn)，設(shè)置專用的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。確保其同時(shí)具備網(wǎng)絡(luò)通信功能和智能保護(hù)功能，在運(yùn)輸條件下依然能夠保證良好的測(cè)量精度，上級(jí)計(jì)量站通過(guò)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)校準(zhǔn)軟件來(lái)完成計(jì)量校準(zhǔn)工作，獲取相應(yīng)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。相比較前一種應(yīng)用模式，這種模式可以有效降低風(fēng)險(xiǎn)，穩(wěn)定性更好，不過(guò)要求技術(shù)人員研制遠(yuǎn)程計(jì)量專用的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于技術(shù)人員的專業(yè)素質(zhì)有著較高的需求。

三是面向特殊環(huán)境的遠(yuǎn)程計(jì)量，如太空環(huán)境、深海環(huán)境等。量值的確定對(duì)于實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)依賴性較低，主要是參考部分自然常數(shù)以及事物內(nèi)外因之間存在的必然聯(lián)系等，實(shí)現(xiàn)量值比。與其他2種應(yīng)用模式相比，這種模式在當(dāng)前以地面環(huán)境為主的計(jì)量校準(zhǔn)工作中，并沒(méi)有很大需求，主要是面向未來(lái)，對(duì)于遠(yuǎn)程計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的研究和完善有著非常積極的意義。

2.2 實(shí)現(xiàn)技術(shù)

在不斷的發(fā)展過(guò)程中，寬帶帶寬持續(xù)擴(kuò)展，以光纖寬帶為例，其帶寬已經(jīng)能夠達(dá)到100～300M，而當(dāng)前主流4G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的帶寬也可以達(dá)到100M以上，與數(shù)年前遠(yuǎn)程計(jì)量工作需要考慮帶寬影響不同，當(dāng)前遠(yuǎn)程計(jì)量工作中需要考慮的問(wèn)題主要包括計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)試儀器以及控制軟件等?，F(xiàn)階段，遠(yuǎn)程計(jì)量設(shè)備可以分為2種不同類型，一種是在設(shè)備中，設(shè)置有完善的網(wǎng)絡(luò)通信接口，設(shè)備在接入網(wǎng)絡(luò)后，可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)儀器與被校準(zhǔn)儀器的直接通信，可以有效避免外界干預(yù)，保證通信效果；另一種是在設(shè)備中并不存在網(wǎng)絡(luò)通信接口，或者設(shè)備網(wǎng)絡(luò)接入能力相對(duì)較弱，在這種情況下，需要做好網(wǎng)絡(luò)通信接口的開(kāi)發(fā)，以提升遠(yuǎn)程計(jì)量的效果。

遠(yuǎn)程計(jì)量節(jié)點(diǎn)包括了計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)化儀器，數(shù)據(jù)采集裝置、計(jì)量校準(zhǔn)模塊和計(jì)量校準(zhǔn)系統(tǒng)，其中的計(jì)量校準(zhǔn)系統(tǒng)通常都會(huì)選擇不同總線標(biāo)準(zhǔn)，基于此，需要依照總線的方式，對(duì)其進(jìn)行分類改造。網(wǎng)絡(luò)化計(jì)量校準(zhǔn)模塊可以借用的網(wǎng)絡(luò)不僅包括了互聯(lián)網(wǎng)和廣域網(wǎng)，也包含了專線網(wǎng)絡(luò)與局域網(wǎng)，訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)包括3種不同模式，分別是C/S、B/S以及CB/S，在進(jìn)行系統(tǒng)構(gòu)建時(shí)，可以采用混合結(jié)構(gòu)，計(jì)量校準(zhǔn)模塊可以經(jīng)相應(yīng)計(jì)量節(jié)點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)，在任何接入點(diǎn)，都必須由客戶端發(fā)布計(jì)量校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，或者提供計(jì)量技術(shù)支持。在計(jì)量校準(zhǔn)系統(tǒng)中，可以結(jié)合虛擬儀器實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信，立足當(dāng)前技術(shù)條件，比較成熟的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)包括了Java、Web服務(wù)器、VIServer、COM/DCOM、DataSocket等。

3 結(jié)語(yǔ)

雖然通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為遠(yuǎn)程計(jì)量在計(jì)量校準(zhǔn)工作中的應(yīng)用提供了必要的技術(shù)支持，不過(guò)從目前來(lái)看，由于被校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室不具備穩(wěn)定的實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)，想要借助網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程計(jì)量非常困難，這也是今后必須重點(diǎn)解決的問(wèn)題。利用現(xiàn)代化信息手段，可以對(duì)部分計(jì)量校準(zhǔn)問(wèn)題進(jìn)行解決，在提升效率、降低成本的同時(shí)，也能夠減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，應(yīng)該得到足夠的重視，而不依賴實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)的遠(yuǎn)程計(jì)量應(yīng)用模式，也相當(dāng)值得期待。

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