軟件處理在計量檢定中的應用

引言：計量檢定需要進行大量的實驗，然后將實驗數(shù)據(jù)進行整理、分析，做相應的概率統(tǒng)計，最后得出檢定的結(jié)果。傳統(tǒng)的純?nèi)斯び嬎銛?shù)據(jù)的方法已經(jīng)不能滿足大量數(shù)據(jù)的處理需要。需要借助一些軟件來實現(xiàn)。本文從計量檢定的內(nèi)涵入手，介紹了計量檢定的含義，常用軟件的介紹以及這些常用軟件在計量檢定中的作用。介紹了一些計量檢定工作中常用的軟件命令和處理方法。

0引言

法定計量檢定機構(gòu)負責在法治計量領(lǐng)域?qū)嵤┓苫蚍ㄒ?guī)的機構(gòu)，包括政府依法設(shè)置或授權(quán)的技術(shù)機構(gòu)。目前，我國按專業(yè)把計量分為十大類計量，包括幾何量、熱學、力學、電磁學、電子學、時間頻率、電離輻射、聲學、光學、化學。計量檢定工作涉及的參數(shù)較多，例如：電量變送器的檢測中，電量變送器將電流、電壓、功率、功率因數(shù)、相位角、頻率等交變電量變換為直流電壓或電流標準模擬量，實現(xiàn)電力系統(tǒng)自動化控制與管理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集。這些數(shù)據(jù)有基礎(chǔ)運算、函數(shù)運算，計算十分地復雜，給人工計算帶來了較大的難度。

在計量檢定、校準、檢測的原始記錄都要進行數(shù)據(jù)分析處理，計算各種數(shù)據(jù)誤差，判斷各種計量特性是否符合檢定規(guī)程，符合技術(shù)規(guī)范的要求，這樣才能體現(xiàn)數(shù)據(jù)的規(guī)律性，體現(xiàn)檢測器具的真實性能。由于需要計算的數(shù)據(jù)公式十分地復雜，這些項目如果進行手工計算和填寫就很可能會出現(xiàn)差錯，造成檢定結(jié)果不準確、可靠性降低。這時候軟件處理數(shù)據(jù)的優(yōu)勢就顯現(xiàn)出來了。

1計量檢定的含義

計量器具的檢定簡稱計量檢定查明和確認測量儀器符合法定要求的活動，它包括檢查、加標記或出具檢定證書。它是進行量值傳遞和溯源的重要形式，是保證量值準確一致的重要措施。

計量檢定按照管理環(huán)節(jié)的不同，可以分以下六種：

（1）周期檢定，按時間間隔和規(guī)定程序，對計量器具定期進行的一種后續(xù)檢定；

（2）首次檢定，對未曾檢定過的新計量器具進行的一種檢查；

（3）后續(xù)檢定，計量器具首次檢定后的任何一種檢定；

（4）修理后檢定，是指使用中經(jīng)檢定不合格的計量器具，經(jīng)修理人員修理后，交付使用前所進行的一種檢定；

（5）進口檢定，進口以銷售為目的的列入《中華人民共和國依法管理的計量器具目錄（型式批準部分）》的計量器具；

（6）仲裁檢定，用計量基準和社會公用計量標準所進行的以裁決為目的的檢定。

按管理性質(zhì)不同，可分為強制性檢定和非強制性檢定，兩者又統(tǒng)稱為計量法制檢定。

2計量檢定中常用軟件介紹

Excel介紹

Excel中大量的公式函數(shù)可以應用選擇，使用Microsoft Excel可以執(zhí)行計算，分析信息并管理電子表格或網(wǎng)頁中的數(shù)據(jù)信息列表與數(shù)據(jù)資料圖表制作，可以實現(xiàn)許多方便的功能，帶給使用者方便。

Excel中一些常用的函數(shù)

Excel函數(shù)一共有11類，分別是數(shù)據(jù)庫函數(shù)、日期與時間函數(shù)、工程函數(shù)、財務函數(shù)、信息函數(shù)、邏輯函數(shù)、查詢和引用函數(shù)、數(shù)學和三角函數(shù)、統(tǒng)計函數(shù)、文本函數(shù)以及用戶自定義函數(shù)。下面重點介紹幾類在計量檢定中會用到的一些函數(shù)。

統(tǒng)計工作表函數(shù)用于對數(shù)據(jù)區(qū)域進行統(tǒng)計分析。例如，統(tǒng)計工作表函數(shù)可以提供由一組給定值繪制出的直線的相關(guān)信息，如直線的斜率和 y 軸截距，或構(gòu)成直線的實際點數(shù)值。

通過文本函數(shù)，可以在公式中處理文字串。例如，可以改變大小寫或確定文字串的長度。可以將日期插入文字串或連接在文字串上。下面的公式為一個示例，借以說明如何使用函數(shù) TODAY 和函數(shù) TEXT 來創(chuàng)建一條信息，該信息包含著當前日期并將日期以\"dd-mm-yy\"的格式表示。=TEXT（TODAY（），\"dd-mm-yy\"）

當需要在數(shù)據(jù)清單或表格中查找特定數(shù)值，或者需要查找某一單元格的引用時，可以使用查詢和引用工作表函數(shù)。例如，如果需要在表格中查找與第一列中的值相匹配的數(shù)值，可以使用 VLOOKUP 工作表函數(shù)。如果需要確定數(shù)據(jù)清單中數(shù)值的位置，可以使用 MATCH 工作表函數(shù)。

通過數(shù)學和三角函數(shù)，可以處理簡單的計算，例如對數(shù)字取整、計算單元格區(qū)域中的數(shù)值總和或復雜計算。

數(shù)據(jù)處理軟件Matlab簡介

MATLAB是一個包含大量計算算法的集合。其擁有600多個工程中要用到的數(shù)學運算函數(shù)，可以方便的實現(xiàn)用戶所需的各種計算功能。函數(shù)中所使用的算法都是科研和工程計算中的最新研究成果，而前經(jīng)過了各種優(yōu)化和容錯處理。在通常情況下，可以用它來代替底層編程語言，如C和C++ 。在計算要求相同的情況下，使用MATLAB的編程工作量會大大減少。MATLAB的這些函數(shù)集包括從最簡單最基本的函數(shù)到諸如矩陣，特征向量、快速傅立葉變換的復雜函數(shù)。函數(shù)所能解決的問題其大致包括矩陣運算和線性方程組的求解、微分方程及偏微分方程的組的求解、符號運算、傅立葉變換和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析、工程中的優(yōu)化問題、稀疏矩陣運算、復數(shù)的各種運算、三角函數(shù)和其他初等數(shù)學運算、多維數(shù)組操作以及建模動態(tài)仿真等。

3軟件處理在計量檢定中的作用

（1）利用Excel計算的過程

在建立了數(shù)據(jù)庫后，在日常的計量檢定中在檢測一些參數(shù)時預先就要進行繁瑣的計算。在這一過程中利用Excel軟件的計算功能將復雜的計算從人工轉(zhuǎn)向計算機，使計算數(shù)據(jù)更加準確。可以將所需要的項目制成表格保存在計算機中，再輸入原始數(shù)據(jù)，并在需要得出結(jié)論的欄目中輸入計算公式，對原始數(shù)據(jù)進行計算，存儲數(shù)據(jù)和表格。這樣就完成了對計量檢定的計算過程。

1、在應用Excel進行檢定的前提

在處理數(shù)據(jù)之前，計算保留的位數(shù)是根據(jù)數(shù)學中的常規(guī)的“四舍五入”規(guī)則進行的，在計量檢定的規(guī)定中應當按照的規(guī)則是“四舍六入五配偶”的規(guī)則，以此對參數(shù)進行修正，例如：對象為5.25這樣的數(shù)據(jù)要保留一位數(shù)字，結(jié)果為5.2，如果是5.15，結(jié)果也為5.2。也就是說，在保留的最后一位是5，則要看要保留的最后那位，如果是奇數(shù)則進1，如果是偶數(shù)則保持不變。為了在Excel中進行此項工作，需要利用VB變差軟件編制一個特定的模塊，并將其嵌入Excel程序中，改變單一的四舍五入的規(guī)則。

2、建立自動數(shù)據(jù)處理表

第一步是建立工作薄，命名然后將文件進行保存。在工作薄中建立起“檢定記錄”、“檢定結(jié)果”、“檢定證書前表”、“檢定證書后表”四個工作表。在“檢定記錄”工作標準根據(jù)國家計量檢定規(guī)程的基本要求，設(shè)計好原始記錄表格的樣式，做好版面編輯。并在表頭輸入被檢隊形的基本信息，這些信息一定要全面，這樣才能實現(xiàn)輸入完整的原始信息之后生成準確的檢定證書。

3、檢定數(shù)據(jù)處理

在檢定數(shù)據(jù)處理過程中，單元格與單元格之間、工作表與工作表之間，開始時是相互獨立的，所以在開始處理數(shù)據(jù)之前，一定要將各個表格之間的邏輯關(guān)系設(shè)置好，在單元格中編輯公式，這樣才能保證計算順序的正確性，從而保證了計算結(jié)果的準確性。此外，在數(shù)據(jù)的編輯過程中還要注意檢定基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的輸入準確，尤其是在測量數(shù)據(jù)的記錄過程中，一定要保證讀書和記錄的準確。

4、應用中應該注意的問題

1）在編輯公式的時候，除了輸入漢字以外，其他情況都要采用英文輸入狀態(tài)，以防止編輯公式的時候出錯。

2）由于給定的計算結(jié)果的自動計算和給定證書的自動生成均要依賴于原始數(shù)據(jù)和儀表提供的信息，因此原始數(shù)據(jù)必須準確可靠。這樣也保證了原始信息和檢定證書的準確一致性。

3）在單元格間復制公式時，應該注意公式的相對引用和絕對引用。并且在編輯好公式之后，應輸入數(shù)據(jù)檢驗輸入公式的正確性。

4）再輸入單元格數(shù)據(jù)時，應盡量點擊對應單元格，不要在單元格中輸入具體數(shù)據(jù)，這樣能避免輸入錯誤數(shù)據(jù)。

5）在復雜的運算中，必須先正確理解數(shù)學表達式，遵守運算法則，然后正確使用“（）”來編輯公式。

除了使用Excel，還可以使用Matlab數(shù)據(jù)處理軟件。如果計算定量包裝將含量計算檢驗中的標準方差，可以用Matlab給出專用的數(shù)學函數(shù)“std（）”，通過將數(shù)據(jù)構(gòu)建成數(shù)字矩陣，可以分別求出各行、列元素的標準方差，使用起來非常方便，而且在多個軟件件可以根據(jù)計算需要進行有機的結(jié)合運用。

4結(jié)論

工作實踐表明，通過多種軟件的運用，能夠簡單、方便、快捷地實現(xiàn)計量檢定過程所需的計算，有效提高工作效率和計量檢定結(jié)果的準確性。

參考文獻

[1]呼和.利用計算軟件處理計量檢測數(shù)據(jù).中國計量，2010（8）.

[2]徐保.計算軟件在計量數(shù)據(jù)處理中運用淺析.中國計量，2010（6）.

[3]王小名.淺析計量數(shù)據(jù)處理自動化.現(xiàn)代技術(shù)， 2009（5）.

作者簡介

楊志剛，出生年月：1978.7，性別：男，籍貫：四川，職稱：工程師，研究方向：計量管理 計量檢定 萬能材料試驗機改裝