遠(yuǎn)程計量校準(zhǔn)技術(shù)研究

章瑩 胡瑋 包樂鵬 蔡耀飛

摘 要：產(chǎn)品的質(zhì)量與產(chǎn)品的測量有著密切的關(guān)系，計量儀器的校準(zhǔn)對測量值的準(zhǔn)確度有著直接的影響。計量儀器的校準(zhǔn)通常是由上級計量站統(tǒng)一進(jìn)行，現(xiàn)場校準(zhǔn)存在著儀器運(yùn)輸、環(huán)境改變等因素影響，所以遠(yuǎn)程計量校準(zhǔn)技術(shù)逐漸廣泛運(yùn)用。本文就遠(yuǎn)程計量校準(zhǔn)技術(shù)進(jìn)行簡單介紹，對其未來發(fā)展提出自己的意見。

關(guān)鍵詞：計量標(biāo)準(zhǔn);計量校準(zhǔn);網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

隨著互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，與多行業(yè)逐漸實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程操控的運(yùn)用。在各種產(chǎn)品的運(yùn)用中，用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，但設(shè)備的校準(zhǔn)等方面仍需要專業(yè)人士去實(shí)地進(jìn)行。而遠(yuǎn)程計量校準(zhǔn)技術(shù)的運(yùn)用，可以有效解決大部分的校準(zhǔn)問題，減輕工作重量，加快工作效率。

一、計量校準(zhǔn)

對于計量類的產(chǎn)品，在實(shí)際使用中會隨著時間的增長，計量會產(chǎn)生一定的偏差。對于精密儀器的使用中，我們更需要做到每天一檢，確保儀器在正常運(yùn)行。對未知物品的測量與檢測中，我們都需要提前選擇一個已知物品進(jìn)行測量，這樣才能保證最后的測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。例如天平使用前用標(biāo)準(zhǔn)砝碼進(jìn)行稱量。

在發(fā)生偏差的時候就需要通過校準(zhǔn)來進(jìn)行維護(hù)，從而使產(chǎn)品具有更準(zhǔn)確的精度。以常見的天平秤為例，其使用中就需要定期進(jìn)行校準(zhǔn)。高精度和專業(yè)的天平需要去上一級的計量站進(jìn)行校準(zhǔn)，其校準(zhǔn)的主要原理是通過標(biāo)準(zhǔn)砝碼的稱量，修改顯示重量與實(shí)際重量之間的差值，從而使天平的顯示為準(zhǔn)確的數(shù)值。而天平的使用與環(huán)境、操作人員等都有密切聯(lián)系，所以其具體的使用中可能仍然存在一定的誤差[1]。

在一般實(shí)驗(yàn)室中，對計量類實(shí)驗(yàn)器材均需要進(jìn)行校準(zhǔn)后才能使用，其校準(zhǔn)的方法也是各不相同的。由于計量類的產(chǎn)品對環(huán)境以及人員操作等均有較大的影響，所以其校準(zhǔn)工作最好由使用人員在使用環(huán)境進(jìn)行校準(zhǔn)。以常見計量實(shí)驗(yàn)器材為例，在量筒的初次使用前，操作人員需要對出廠的量筒進(jìn)行校準(zhǔn)驗(yàn)證，例如1L的量筒可以容納的水是一定的，將量筒量取的1L水放入天平秤上會得出一定質(zhì)量，通過水的密度進(jìn)行換算，對比相應(yīng)數(shù)值就可以確定該量筒是否合格。但由于水在不同溫度下密度會有一定的差別，所以該方法仍然存在一定的誤差，同時也說明了環(huán)境對校準(zhǔn)有很大的影響。

雖然計量站可以對天平秤等設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)，但計量設(shè)備的中途運(yùn)輸以及校準(zhǔn)環(huán)境和使用環(huán)境的差別，仍然會導(dǎo)致計量設(shè)備在實(shí)際使用中產(chǎn)生誤差，所以遠(yuǎn)程計量校準(zhǔn)技術(shù)就顯得尤為重要了。

二、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)下的現(xiàn)場校準(zhǔn)

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日益成熟，遠(yuǎn)程操控逐漸走向了人們的視野之中。在一些大型的產(chǎn)品使用中通常會通過連接計算機(jī)來進(jìn)行操控和記錄，例如在收費(fèi)站處地磅的使用。由于地磅的使用和安裝環(huán)境限制，其校準(zhǔn)通常是由上級計量單位，通過指派相應(yīng)的工作人員，在實(shí)地進(jìn)行校準(zhǔn)和驗(yàn)證。通過驗(yàn)證的設(shè)備，由計量站發(fā)放證書，再將其投入使用。這種傳統(tǒng)的校準(zhǔn)方式，大大增加了計量站的工作時間，降低了其工作效率。所以一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)下的一種遠(yuǎn)程校準(zhǔn)技術(shù)就顯得尤為重要。

在計量儀器的校準(zhǔn)中，通常需要對安裝環(huán)境進(jìn)行考察，必須滿足相關(guān)的安裝要求。其具體的校準(zhǔn)需要通過測量標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，從而判定儀器的實(shí)際測量差，從而對儀器的輸出進(jìn)行合理修正。遠(yuǎn)程計量校準(zhǔn)技術(shù)，主要需要計量儀器的聯(lián)網(wǎng)操作，現(xiàn)場環(huán)境的審核以及標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的測量[2]。像地磅這類的計量儀器，可以通過計算機(jī)的聯(lián)網(wǎng)而實(shí)現(xiàn)一種遠(yuǎn)程操控這一需求，以現(xiàn)場攝像頭滿足對現(xiàn)場環(huán)境的監(jiān)控，通過快遞郵寄等方式從計量單位獲得標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。通過遠(yuǎn)程的指揮和現(xiàn)場人員的配合，以現(xiàn)場監(jiān)控為眼睛、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為手段，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)下的現(xiàn)場校準(zhǔn)。

互聯(lián)網(wǎng)下的現(xiàn)場校準(zhǔn)可以有效降低計量校準(zhǔn)的工作量，減少人員兩地奔波所帶來的時間損失，提高了計量校準(zhǔn)的工作效率。這種方法的運(yùn)用中，也可能存在運(yùn)輸途中標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的損壞或現(xiàn)場人員配合不佳等問題，從而造成最終的結(jié)果存在一定誤差。

三、基于過程檢測的遠(yuǎn)程校準(zhǔn)

隨著科技的發(fā)展，一些計量設(shè)備可以通過電腦模擬相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)信號，從而定期對設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)，從而使設(shè)備計量達(dá)到準(zhǔn)確的效果。一些計量站也通過研究，將其數(shù)據(jù)監(jiān)測和基準(zhǔn)信號模擬等功能融合，從而制造出類似“黑匣子”的東西，通過連接監(jiān)測設(shè)備就可以完成設(shè)備的遠(yuǎn)程計量校準(zhǔn)。

這一類的遠(yuǎn)程檢測設(shè)備，對運(yùn)輸?shù)囊蟮陀跇?biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的要求，其檢測校準(zhǔn)的結(jié)果更加趨近真實(shí)的結(jié)果。其主要工作原理，通過電路模擬基準(zhǔn)信號，通過采集相應(yīng)的傳感器讀數(shù)，對結(jié)果進(jìn)行實(shí)時校準(zhǔn)，并且收集相關(guān)的稱量記錄，從而綜合判斷設(shè)備性能和可靠性，也使具體測量結(jié)果更加準(zhǔn)確。此類方法可以在計量檢測的過程中，實(shí)時收集相關(guān)數(shù)據(jù)，通過長期的數(shù)據(jù)走向判斷儀器設(shè)備的老化程度[3]。而在每次計量前，可以通過儀器模擬的電信號來對計量儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，使計量數(shù)值更加準(zhǔn)確。通過網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)距離傳輸儀器各方數(shù)據(jù)，從而達(dá)到遠(yuǎn)程校準(zhǔn)的目的。

四、遠(yuǎn)程計量校準(zhǔn)展望

遠(yuǎn)程計量校準(zhǔn)可以有效降低人力成本，可以減小由環(huán)境所帶來的誤差，可以有效提高計量儀器的精確度和準(zhǔn)確性。計量儀器檢測校準(zhǔn)的周期對于儀器的精密度也有著重要的影響，快速便捷的檢測校準(zhǔn)手段對于計量儀器的使用有重要的作用。

隨著我國科技的不斷發(fā)展，航空航天方面也取得巨大的成功，遠(yuǎn)程計量校準(zhǔn)技術(shù)也應(yīng)當(dāng)朝著這個方面進(jìn)行發(fā)展。底面的計量儀器通常是利用重力和周邊空氣的流動等進(jìn)行設(shè)計。在航空航天中，由于重力的消失和真空的環(huán)境，其計量及相關(guān)儀器的工作原理也不再相同。而航空領(lǐng)域的儀器，其使用頻率以及使用環(huán)境的不同，注定不能定期進(jìn)行現(xiàn)場校準(zhǔn)，所以發(fā)展遠(yuǎn)程計量校準(zhǔn)技術(shù)時，需要從設(shè)計生產(chǎn)中就開始考慮，讓儀器在不同環(huán)境中也可以通過無線信號完成自檢和校準(zhǔn)的工作[4]。

五、結(jié)束語

計量校準(zhǔn)可以保證儀器的正常運(yùn)行，使儀器的準(zhǔn)確度和精密度有所保證。而遠(yuǎn)程計量校準(zhǔn)技術(shù)的發(fā)展可以有效降低距離所導(dǎo)致的人員成本，加快其校準(zhǔn)的工作效率。高效、準(zhǔn)確、快速、便捷的檢測校準(zhǔn)手段，是當(dāng)今社會發(fā)展必然的追求，遠(yuǎn)程計量校準(zhǔn)技術(shù)響該方面發(fā)展，從而滿足社會所需。

參考文獻(xiàn)：

[1]海寧.常用電子天平的校準(zhǔn)法研究[J].輕工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2019（06）：88-89.

[2]史春珍.電子秤檢定校準(zhǔn)方法探究[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2019，27（20）：31-32.

[3]梁志國，呂國義，尹肖，孫浩琳，張大治.一種適用于現(xiàn)場原位校準(zhǔn)的雙輸入激勵方法[J].計量學(xué)報，2019，40（01）：140-145.

[4]吳卓昊. 航天器總裝姿態(tài)自動測量關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用研究[D].戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué)，2018.

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