儀器儀表計量及自動化應用淺析

石矗磊

赤峰市產品質量檢驗檢測中心 內蒙古赤峰 024005

在新時期，我國科學技術水平不斷提升，節能減排工作深入推行，在工業化生產方面，為了達到這一目標，需要注重生產中各個環節的節能減排。計量是工業化生產中的重要組成部分，其需要依靠相應的儀器儀表開展工作，為了在這一環節實現節能減排，需要對儀器儀表的應用進行優化，可實現儀器儀表自動化，確保其計量結果更加準確，并且能夠發揮出節能減排、保護環境等作用。熱工儀器儀表是一種很重要的儀器儀表，本文將以此為例，分析其計量檢定方面的自動化情況，保證其相關作用充分發揮出來，為工業化生產以及發展打下堅實基礎[1]。

1 儀器儀表計量的發展趨勢

1.1 自動化

儀器儀表最初應用在工業生產設備的參數測量中，技術人員對于測量所得數據進行相應分析，但是受到技術水平的限制，只有一些技術人員才會理解所獲得計量參數，阻礙工程順利開展。在科學技術不斷發展背景下，自動化技術應用范圍不斷擴大，科研人員在儀器儀表計量中融入自動化技術，由此降低技術人員的操作難度。除此之外，科研人員將儀器儀表計量與人工智能結合起來應用，可提升所獲得數據的可傳播性與準確性。

1.2 技術改革

在初期發展儀器儀表計量階段，通常使用U盤或CF卡儲存計量數據，但是儲存空間首先需要技術人員定期更新儀器儀表設備，這一操作比較復雜，會浪費一定的時間。為攻克難關，技術人員需重視儲存數據容量問題，可改變制作材料將儀器儀表儲存容量擴大，并保證其小巧和便捷。

1.3 智能化

對于儀器儀表當前的發展情況來說，處理信息數字化、技術智能化、控制系統集成化是儀器儀表主要發展趨勢。科研人員對各類儀器儀表開展相應的數據統計算法，由此減少儀器儀表出現的計量失誤。另外使用智能化技術，結合當前記錄之中失誤情況能夠實現自動檢修，可提升工作效率和準確性。

2 儀器儀表計量原理和校驗方法

2.1 工作原理

當前我國科學技術不斷發展，自動化普及和廣泛應用成為必然趨勢，這能夠提升各行業生產效率及質量。儀器儀表計量中應用自動化技術，能夠不斷優化儀器儀表計量，使其功能和效果越來越完善，逐漸取代了傳統儀器儀表計量，現階段儀器儀表計量能夠完善長傳和下達各環節工作，儀器儀表工作表盤上能夠顯示所測參數，這有利于操作人員接下來工作的開展。目前儀器儀表計量包括兩大部分，一個是電源，另一個是數字電壓器。儀器儀表計量在運作中將實現二次供電，設計人員的插口接頭設計中可以應用比較獨特的插孔，該類型插孔設計能夠將電流二次經過電容器時所產生的儀器儀表計量設備損耗減少，將設備使用壽命延長。此外，一般應用光纖連接儀器儀表計量設備，向總控制室數據庫內傳達數據，以此獲得準確的儀器儀表計量參數，并保證計量的時效性。基于儀表電壓以及電流產生的變化，熱力能源經過時顯示的溫度，在設備中心進行數據轉換，可將數據呈現在技術人員面前。

2.2 校準檢定方法

2.2.1 總量檢定法

這一方法需要應用數據規范化技術，對檢測對象參數進行全面測量，并且運用儀器儀表概定，能夠發揮出超強工作能力。總量檢定計量主要有以下兩步驟：①使用標準儀器儀表設備對檢測對象進行多次數據提取，對比分析提取數據以及標準的參數數據，將其中存在的誤差值計算出來，進而提升計量數據的準確性。②合理、規范設置儀器儀表計量值，基于此對比實際計量的參數，由此獲取預定計量效果。該方法對于規定數據計量算法有較高要求，并且能夠根據不同情況來制定出相應對比參數，科研人員使用自動化技術能夠增強儀器儀表參數計量的準確性。

2.2.2 分量檢定法

計算器、電流傳感器、對象傳感器是儀器儀表計量的主要組成部分，分量檢定法即為讀取以及錄入相關參數數據。這三個組成部分因為存在不同的組成成分，儀器儀表將會受此影響出現計量參數偏差，導致這一方法對計量參數進行測定具有局限性。運用分量檢定法具有客觀性，從而不應忽視校準檢定中這一問題。分量檢定法將基礎檢定作為計量起點，盡量將后期檢定減少，避免計量檢定中有技術問題出現。該方法工作原理為根據標準參數設計和開展計量活動，測定方法能夠提升設備機組的應用功能穩定性。實際檢定中應該細化工作步驟，細致的探討其中理論，并根據基礎原理和理論精準實施測量和校準工作[2]。

2.3 有關技術

2.3.1 計算機技術

上世紀中葉計算機誕生，在幾十年的發展中不斷更新完善，現階段得到了廣泛應用，在一定程度上改變了人們的生產以及生活方式。現階段科研人員已經深入研究計算機，計算機成為社會發展不可或缺的工具，計算機技術的使用范圍隨之擴大，成為世界核心級別的技術。在工業化生產中儀器儀表計量實現自動化即為計算機技術發展的一種表現，智能控制也是計算機技術中的一項基礎技術。當前儀器儀表計量各系統中開始應用計算機技術，其成為儀器儀表計量中的重要組成部分，能夠為儀器儀表計量提供運算基礎，將儀器儀表計量參數準確性和可靠性提高。

2.3.2 人工智能技術

當前科研人員較為重視研究人工智能技術，并加大了發展人工智能化的力度，但是這一領域涉及很多學科知識，因此該項技術非常復雜和繁瑣。當前人工智能技術在機器人領域得到了廣泛應用，人們也能夠看到其發展前景，人工智能機器人將在一定程度上促進時代發展。人工智能是智能機器人中的新技術，在未來會深入應用到各個環節中。該技術應用計算機的計算能力和嚴密邏輯思維算法能夠在設備中錄入環境記憶，運用數據統計、嚴密計算進行人腦模擬，實現控制的自動化，儀器儀表計量后期發展中將會朝著智能化發向發展[3]。

3 儀器儀表計量自動化技術優勢

3.1 具有較高效率

儀器儀表自動化計量能夠通過嚴密邏輯思維與算法進行人腦模擬，基于此來判斷周邊環境，提升儀器儀表自動化計量水平。根據計量對象可以自動計量、篩選、處理數據參數，并運用科學、規范的計算方式多次、嚴密計算所得數據，保證計量參數的科學性和有效性，這一過程無需技術人員操作，較為方便和準確。當前我國儀器儀表的計量自動化越來越成熟，有機結合自動化技術與儀器儀表控制技術，可將儀器儀表計量效率以及其自動化控制系統操作性提高，提升工業生產效率，獲得良好運作效果。

3.2 較高性價比

儀器儀表實現計量自動化能夠工業化生產帶來許多優勢，在儀器儀表控制中應用自動化技術，實現兩者有機配合，能夠提升計量工業參數效率。另外，儀器儀表計量自動化可以將操作人員參與數量減少，使企業節省成本，并且能夠將人員操作失誤減少，避免出現計量參數誤差，將系統可靠性及安全性提高。自動化技術主要優勢為技術水平高、質量高、服務完善等，從而使其在市場上得到廣泛應用，并且價格較低，確保其有較高性價比[4]。

4 熱工儀器儀表計量檢定自動化分析

4.1 計量自動檢定原理

指的是熱工儀器儀表計量自動化檢定獲得相應數據，這一數據能夠直觀顯示機電組是否處于正常運行狀態，以此保障企業機組及時調整。自動化檢定技術主要包括電源和數字電壓表，實際應用中電源具有可調性，并且電源中不一定要設置電壓，保證能夠穩定輸出電流。通常情況下，進行熱工儀器儀表的計量檢定時，需要相關人員充分考慮傳統檢定方法存在的不足和檢定復雜性，保證計量檢定工作順利開展，否則很難獲得較高準確性。相較于傳統檢定方法，該方法可以打破原本無法消除的局限，設計和制定一系列的自動檢定系統與維護系統，如下圖1所示，能夠實現計量檢定和管理工作的協調統一，以此保障計量檢定準確性。自動化檢定時，因為熱工儀器儀表自動化檢定成效較好，將會擴大其施工范圍，原本計量檢定中產生的誤差情況，可通過應用熱工儀器儀表來減少這一情況，并且這一儀器將整體數據信息作為主要對象，能夠獲得合理、科學的結果[5]。

圖1 熱工儀表檢定系統

4.2 基本流程

在應用這一技術過程中必須構建自動化檢定流程，并且明確計量檢定登記冊之中的內容，在合理判斷數據信息后，可以將誤差大幅度減少。這一流程由下圖2所示，具體分析為：①應該消除計量檢定登記冊之中存在的誤差，通過合理判斷保證記錄數據信息的正確性，同時進行有效的檢測。例如對計量檢定對象名稱、類型和編號等進行分析。②建立匹配登記冊的自動讀數系統，在應用自動檢定登記冊的情況下，能夠順利完成讀數工作，并在計算機系統中存儲讀取的記錄數據。③應用相關函數語法，對計算后獲得的結果進行演示計算，由此保證數據信息的可靠性、安全性、準確性和完整性。④依據調查數據，凸顯出操作流程實，保證熱工儀器儀表自動計量校準操作一致，基于此分析數據。

圖2 自動化檢定流程

4.3 軟檢定技術

開展儀器儀表的計量檢定工作時，使用軟檢定技術能夠將其科技水平進一步展現出來，這也是器具檢定的一個主要發展方向。在各類檢測環境下，應用軟檢定技術，可以主動適應條件變化，同時對自動化檢定程序進行合理調整。相較于原本檢測技術，軟檢定技術更先進，能夠擴展數據的輸入輸出功能，使其發揮出重要作用。軟檢定技術的適應能力加強，并且應用這一技術不會投入過多成本，并且使用范圍較為廣泛，適合應用在熱工儀器儀表的計量自動化檢定中，能夠替代難以維護、成本高的儀表。

4.4 應用重要技術

現階段在熱工儀器儀表的計量校準中應用自動檢定系統技術，希望在應用較多熱電阻元件的情況下對溫測儀表進行實時檢定，這一過程中會耗費一定的人力和物力，這將會影響生產效率。如果能夠正確應用這一檢定技術，在結合儀表智能功能后，可以提升儀表系統檢定效率，減輕工作人員工作負擔。使用這一技術，可構建出一套完整的、功能先進的計量臺賬資料系統，這有利于開展管理和維護計量檢定器具的工作。在熱工儀器儀表計量檢定自動化系統中計算機是其元器件核心，進口數字萬用表計算精度高，基于此加上計算機功率調節器掃描能力，能夠提升管理檢定數據結果的有效性，將分檔工作自動完成，在未來檢索相關資料時會更加省時省力，并且還能夠滿足熱電阻和熱電偶的檢定情況。對于這一系統數據處理和技術指標來說，能夠完全實現與熱電阻和熱電偶相關的校驗銅電阻元件、鉑電阻元件的計量檢測，這可創新熱工儀表的計量自動化校準技術，能夠更好的發揮出數據輸入輸出功能[6]。

5 結語

計算機技術和信息技術快速發展的背景下，儀器儀表計量實現了自動化發展，這能夠在一定程度上促進我國工程發展。儀器儀表實現計量自動化，能夠使運算能力更強大、計量過程自動化、數據計量更精確、邏輯算法更嚴謹，可在工業生產與發展中發揮重要作用，因此需注重自動化技術與儀器儀表計量的有效融合。