計量校準工作中遠程計量的實踐探索

唐士浩

(蘇州市計量測試研究所，江蘇 蘇州 215128)

計量校準工作中遠程計量的實踐探索

唐士浩

(蘇州市計量測試研究所，江蘇 蘇州 215128)

計量校準工作在許多領(lǐng)域中都發(fā)揮著相當重要的作用，傳統(tǒng)計量一般以人工現(xiàn)場計量為主，存在著高成本、低效率和長周期的缺陷，無法有效滿足現(xiàn)代社會對于計量標準的實際需求。針對這種情況，遠程計量得到了發(fā)展和普及，并且發(fā)揮著相當重要的作用。本文從遠程計量的優(yōu)勢出發(fā)，對其在計量校準工作中的應(yīng)用進行了分析和研究。

計量校準；遠程計量；實踐探索

在傳統(tǒng)計量校準中，一般都是將需要校準的器具送到專業(yè)檢測機構(gòu)開展校準工作，需要花費大量的時間和精力，而且成本相對較高。近幾年，伴隨著信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，遠程計量在一些發(fā)達國家得以普及，將遠程計量應(yīng)用到計量校準工作中，可以有效提升計量校準工作的效率。

1 遠程計量的優(yōu)勢

遠程計量，或者是遠程計量校準，是指為了得到被校準儀器的計量特性而開展的計量校準過程，與傳統(tǒng)計量校準工作相比，可以實現(xiàn)異地操作，同樣能夠保證計量效果。遠程計量與傳統(tǒng)計量都是針對被校準計量儀器的計量校準，具備被校準計量器具、標準器具、標準規(guī)范、數(shù)據(jù)采集及處理等要素。

不過，作為一種先進的計量校準方法，遠程計量與傳統(tǒng)計量校準工作相比，具有更加明顯的優(yōu)勢，主要體現(xiàn)在幾個方面：一是便捷性。遠程計量不需要將被校準儀器送到專業(yè)檢測機構(gòu)，可以一步到位直接溯源到國家相關(guān)標準，在節(jié)省計量校準時間的同時，也極大降低了成本費用。傳統(tǒng)計量校準工作中的溯源行為，必須依照從低到高的順序逐級完成，而且存在相應(yīng)的時間限制，必須依照一定的期限定期實施。二是在被檢定計量器具環(huán)境下開展校準工作，能夠有效避免校準環(huán)節(jié)不確定度變化引發(fā)的負面影響，具備更好的實時性，效率更高，由此引發(fā)的誤工時間也更短。三是遠程計量能夠開展在線測量和復(fù)檢工作，也可以在校準過程完成前，根據(jù)實際情況隨時終止校準，為用戶提供了更加多樣化的選擇空間。在遠程計量中，上級計量部門能夠?qū)崿F(xiàn)對于下級計量檢測機構(gòu)校準過程的直接控制，從而切實保證校準工作的質(zhì)量。四是與傳統(tǒng)計量校準相比，遠程計量能夠極大縮短溯源時間，有效減少被校實驗室存在的不確定性，將不同層級的實驗室進行對比，也可以直接將實驗室與國際標準進行對比，價格精度比更高。五是得到的校準數(shù)據(jù)可以保存在數(shù)據(jù)庫中，提供給用戶進行調(diào)用或者查閱。從用戶實驗室角度，想要確保遠程計量工作的順利開展，需要接受一些必要培訓，直接從上級實驗室接收操作指令，可以顯著提升用戶實驗室計量水平，形成良好的計量規(guī)范和計量體系。六是在遠程計量校準環(huán)節(jié)，可以實現(xiàn)在線監(jiān)視。儀器生產(chǎn)廠家能夠利用網(wǎng)絡(luò)平臺對用戶履歷進行訪問，可以促進儀器生產(chǎn)商服務(wù)水平的提高。

2 遠程計量在計量校準工作中的應(yīng)用

科學技術(shù)的飛速發(fā)展，使得計量器具逐漸實現(xiàn)了自動化和數(shù)字化，對于計量校準工作，自然提出了更加嚴格的要求，如果再繼續(xù)沿用傳統(tǒng)的計量校準模式，必然會引發(fā)各種各樣的問題，如一些大型測試儀器的移動困難，部分測試儀器屬于在線運行，難以移動，即使能夠移動的測試儀器，在搬動過程中也可能會導(dǎo)致精度的下降。相比之下，遠程計量能夠?qū)ι鲜鰡栴}進行解決，降低檢測費及誤工成本。而在全球經(jīng)濟一體化趨勢越發(fā)顯著的情況下，我國與其他國家質(zhì)檢的經(jīng)濟技術(shù)交流越發(fā)密切，遠程計量的普及和應(yīng)用，可以進一步拉近與發(fā)達國家的距離。不僅如此，遠程計量能夠?qū)τ嬃勘ＷC方案MAP進行適當?shù)难由旌屯卣梗_保上級計量實驗室能夠準確把握下級計量實驗室的校準情況，及時發(fā)現(xiàn)并處理其中存在的問題，相比較單純的MAP，可以發(fā)揮出更好的效果。從目前來看，我國計量校準工作中，對于遠程計量的實踐探索主要體現(xiàn)在以下兩個方面。

2.1 應(yīng)用模式

在當前的技術(shù)條件下，遠程計量的應(yīng)用模式有3種。

一是利用互聯(lián)網(wǎng)。在上級計量站和下級計量站之間構(gòu)建信息傳輸渠道，將自動校準系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)安裝在下級計量站，上級計量站運用物流手段，將計量標準送到下級計量站現(xiàn)場，結(jié)合實時交互平臺，由上級計量站指揮下級計量站工作人員完成計量校準工作，然后將計量校準過程中得到的數(shù)據(jù)信息傳輸給上級計量站，經(jīng)上級計量站工作人員評定后，利用網(wǎng)絡(luò)把相應(yīng)的校準證書發(fā)送到下級計量站。這種應(yīng)用模式的實現(xiàn)相對簡單，但是在計量標準物流傳遞環(huán)節(jié)，可能出現(xiàn)儀器損壞或者量值漂移等問題，因此，必須在計量標準發(fā)回到上級計量站，通過閉環(huán)測試，確認合格后，才能對校準結(jié)果進行確認。

二是結(jié)合遠程計量的特點，設(shè)置專用的計量標準。確保其同時具備網(wǎng)絡(luò)通信功能和智能保護功能，在運輸條件下依然能夠保證良好的測量精度，上級計量站通過計量標準自動校準軟件來完成計量校準工作，獲取相應(yīng)的校準數(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險，穩(wěn)定性更好，不過要求技術(shù)人員研制遠程計量專用的計量標準，對于技術(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)境的遠程計量，如太空環(huán)境、深海環(huán)境等。量值的確定對于實物標準依賴性較低，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，實現(xiàn)量值比。與其他2種應(yīng)用模式相比，這種模式在當前以地面環(huán)境為主的計量校準工作中，并沒有很大需求，主要是面向未來，對于遠程計量標準的研究和完善有著非常積極的意義。

2.2 實現(xiàn)技術(shù)

在不斷的發(fā)展過程中，寬帶帶寬持續(xù)擴展，以光纖寬帶為例，其帶寬已經(jīng)能夠達到100～300M，而當前主流4G移動網(wǎng)絡(luò)的帶寬也可以達到100M以上，與數(shù)年前遠程計量工作需要考慮帶寬影響不同，當前遠程計量工作中需要考慮的問題主要包括計量標準、測試儀器以及控制軟件等。現(xiàn)階段，遠程計量設(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，可以實現(xiàn)標準儀器與被校準儀器的直接通信，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)接入能力相對較弱，在這種情況下，需要做好網(wǎng)絡(luò)通信接口的開發(fā)，以提升遠程計量的效果。

遠程計量節(jié)點包括了計算機、網(wǎng)絡(luò)化儀器，數(shù)據(jù)采集裝置、計量校準模塊和計量校準系統(tǒng)，其中的計量校準系統(tǒng)通常都會選擇不同總線標準，基于此，需要依照總線的方式，對其進行分類改造。網(wǎng)絡(luò)化計量校準模塊可以借用的網(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，在進行系統(tǒng)構(gòu)建時，可以采用混合結(jié)構(gòu)，計量校準模塊可以經(jīng)相應(yīng)計量節(jié)點接入網(wǎng)絡(luò)，在任何接入點，都必須由客戶端發(fā)布計量校準數(shù)據(jù)，或者提供計量技術(shù)支持。在計量校準系統(tǒng)中，可以結(jié)合虛擬儀器實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信，立足當前技術(shù)條件，比較成熟的遠程數(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

雖然通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為遠程計量在計量校準工作中的應(yīng)用提供了必要的技術(shù)支持，不過從目前來看，由于被校準實驗室不具備穩(wěn)定的實物標準，想要借助網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠程計量非常困難，這也是今后必須重點解決的問題。利用現(xiàn)代化信息手段，可以對部分計量校準問題進行解決，在提升效率、降低成本的同時，也能夠減輕勞動強度，應(yīng)該得到足夠的重視，而不依賴實物標準的遠程計量應(yīng)用模式，也相當值得期待。

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