大數(shù)據(jù)時代計量校準(zhǔn)理論與技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢展望

倫小嬌

山東博測計量檢測技術(shù)有限公司 山東濟(jì)南 250200

1 計量校準(zhǔn)理論與技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 計量校準(zhǔn)理論與技術(shù)的發(fā)展過程

計量校準(zhǔn)理論與技術(shù)在發(fā)展的過程當(dāng)中主要經(jīng)歷了三個階段，在不同階段的發(fā)展過程中也出現(xiàn)了不同的問題。

在發(fā)展的第一個階段，計量校準(zhǔn)活動主要是在自然環(huán)境當(dāng)中現(xiàn)場進(jìn)行的，這一階段的計量活動所涉及到的范圍比較小，主要是應(yīng)用于商業(yè)貿(mào)易當(dāng)中。在當(dāng)時，計量校準(zhǔn)理論與技術(shù)比較落后，計量校準(zhǔn)的結(jié)果并不準(zhǔn)確，但是能夠滿足人們的基本計量需求，也沒有在需求與使用當(dāng)中展現(xiàn)出矛盾。

在發(fā)展的第二個階段，計量校準(zhǔn)活動的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，除了在自然環(huán)境當(dāng)中，還在可以很多人工設(shè)定的環(huán)境當(dāng)中進(jìn)行校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)。在這一階段，隨著我國工業(yè)化的不斷發(fā)展，人們對計量校準(zhǔn)的準(zhǔn)確度也有了更高的要求，這促進(jìn)了計量校準(zhǔn)理論與技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步[1]。在這一階段，人們可以將溫度、濕度以及壓強(qiáng)等條件對計量校準(zhǔn)結(jié)果的影響都計算在內(nèi)。與此同時，為了更好地減少外界條件對計量校準(zhǔn)結(jié)果準(zhǔn)確性的影響，人們還構(gòu)建起了更為恒定的環(huán)境。因此，在這一階段，計量校準(zhǔn)活動大多都是在特定實(shí)驗(yàn)室當(dāng)中完成的。這雖然可以提升計量校準(zhǔn)的準(zhǔn)確性，但是由于脫離了現(xiàn)場的環(huán)境，量值與人們的實(shí)際生產(chǎn)生活之間也存在一定的差值，成為了誤差的主要來源。

在發(fā)展的第三個階段，計量校準(zhǔn)理論與技術(shù)可以有效解決工業(yè)現(xiàn)場測量當(dāng)中計量校準(zhǔn)不高的問題。目前，計量校準(zhǔn)理論與技術(shù)已經(jīng)在軍事、國防工業(yè)等高技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)中得到了應(yīng)用。為了更好地適應(yīng)不同的環(huán)境，同時能夠做好對電子對抗和信息對抗等特殊情況的處理，計量校準(zhǔn)工具也在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改革與創(chuàng)新，這使得在計量校準(zhǔn)的過程當(dāng)中能夠更好地抵抗外界的高溫、壓強(qiáng)、風(fēng)力、振動以及各種輻射，在部分特殊的環(huán)境下都也能確保計量校準(zhǔn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。但是，計量校準(zhǔn)結(jié)果提升的同時，成本也不斷增加。除此之外，將實(shí)驗(yàn)室穩(wěn)定條件下設(shè)備所復(fù)現(xiàn)的特性與量值傳遞到其他復(fù)雜環(huán)境條件下也是亟待解決的問題。

1.2 計量校準(zhǔn)理論與技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

在大數(shù)據(jù)時代里，計量校準(zhǔn)理論與技術(shù)實(shí)現(xiàn)了計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)以及多媒體的融合。在這個過程當(dāng)中，很多基于互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)域儀器設(shè)備也開始在更多計量校準(zhǔn)領(lǐng)域當(dāng)中得到了應(yīng)用。通過計算機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)物理信號的幅度量化和時間抽樣，將量化與離散化的數(shù)字信息轉(zhuǎn)化成為數(shù)字化的量值，并通過大數(shù)據(jù)系統(tǒng)來完成對信息的高效處理。在這樣的背景下，我們需要做好對計量校準(zhǔn)指標(biāo)參量表征與量值的溯源，了解在計量校準(zhǔn)體系構(gòu)建當(dāng)中所需要應(yīng)用的理論基礎(chǔ)[2]。

2 大數(shù)據(jù)時代計量校準(zhǔn)理論與技術(shù)的發(fā)展趨勢展望

2.1 復(fù)雜環(huán)境的計量校準(zhǔn)

計量校準(zhǔn)儀器與設(shè)備只有在特定的環(huán)境條件下才能展現(xiàn)出相應(yīng)的性能與指標(biāo)，也就是說這些性能與指標(biāo)都是定量限定與表征化的。雖然隨著技術(shù)的發(fā)展，人們開始意識到了溫度、濕度、壓強(qiáng)等因素對計量校準(zhǔn)結(jié)果的影響，但是并沒有辦法避免各個通道信號之間的相互影響。在大數(shù)據(jù)時代里，人們發(fā)現(xiàn)，關(guān)于計量校準(zhǔn)儀器與設(shè)備在各種環(huán)境條件下的量值數(shù)據(jù)以及特征信息都比較少。當(dāng)前，人們擁有的信息主要都是在校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下所得到的。這導(dǎo)致了計量校準(zhǔn)儀器在面對復(fù)雜環(huán)境的時候往往無法測量到人們滿意的結(jié)果。在未來，隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷完善，人們會將計量校準(zhǔn)設(shè)備在不同環(huán)境因素變化下所產(chǎn)生的特性信息進(jìn)行搜集與整理，并在這個基礎(chǔ)上做好對多種因素下相互作用的研究，通過仿真模擬的方式來了解不同環(huán)境條件下計量校準(zhǔn)設(shè)備與儀器所發(fā)生的變化。通過大數(shù)據(jù)技術(shù)可以搜集與整理這些變化信息，并建立起分布式的大系統(tǒng)模型。當(dāng)在系統(tǒng)當(dāng)中輸入相應(yīng)的環(huán)境條件之后，系統(tǒng)就可以通過對該條件下計量校準(zhǔn)設(shè)備所發(fā)生的變化來得出準(zhǔn)確的計量校準(zhǔn)結(jié)果。這可以為復(fù)雜環(huán)境下計量校準(zhǔn)設(shè)備計量不標(biāo)準(zhǔn)的問題提供重要的解決思路。

2.2 數(shù)據(jù)域計量校準(zhǔn)

在應(yīng)用計量校準(zhǔn)理論與技術(shù)的時候，人們對數(shù)據(jù)域儀器設(shè)備的計量校準(zhǔn)處于停滯不前的狀態(tài)，人們在計量校準(zhǔn)過程當(dāng)中所需要的參數(shù)值、確保系統(tǒng)性能的方法等問題上都沒有形成統(tǒng)一的意見。對于邏輯分析儀、通信協(xié)議分析儀等數(shù)據(jù)設(shè)備的計量校準(zhǔn)，人們也經(jīng)常存在困惑。這是由于這些設(shè)備所產(chǎn)生和處理的信息都是數(shù)字化的，需要通過模擬量的方式進(jìn)行計量和測試。對于模擬量值的獲取、信息傳遞以及信息合成，在這個過程當(dāng)中所需要使用的方法理論和指標(biāo)體系都并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，可借鑒的經(jīng)驗(yàn)比較少。在大數(shù)據(jù)時代里，很多信息都是通過數(shù)字化的方式進(jìn)行傳播的，各種數(shù)據(jù)域儀器和設(shè)備的數(shù)量和種類都比較多，在人們生活的方方面面都有廣泛的應(yīng)用。因此，在未來關(guān)于數(shù)據(jù)域計量校準(zhǔn)方面，還需要利用大數(shù)據(jù)技術(shù)研究出相應(yīng)的量值和指標(biāo)體系，建立量值溯源與校準(zhǔn)的方法，完善量值信息的傳遞[3]。

3 結(jié)語

綜上所述，目前無論是我國工業(yè)增加值還是儀器儀表制造數(shù)量都呈現(xiàn)出上升的趨勢，這為計量校準(zhǔn)理論與技術(shù)在未來的發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件。雖然經(jīng)過不斷發(fā)展，計量校準(zhǔn)理論與技術(shù)也在不斷成熟，但是在這個過程中也展現(xiàn)出了很多問題。在大數(shù)據(jù)時代，復(fù)雜環(huán)境的計量校準(zhǔn)以及數(shù)據(jù)域的計量校準(zhǔn)是兩個重要的發(fā)展方向，對這兩個領(lǐng)域的研究可以為解決計量校準(zhǔn)理論與技術(shù)的應(yīng)用問題提供重要思路。