計量檢定中通信技術的應用探討

摘要：文章分析了計量檢定的相關內容，包括計量檢定的概念、常見分類以及檢定方法等；闡述了不同信息技術在計量檢定中的應用策略，包括數據庫技術、虛擬儀器技術以及射頻識別通信技術等，希望能提升計量檢定工作質量。

關鍵詞：計量檢定；通信技術；數據庫技術；射頻技術

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2023.05.043

中圖分類號：TN 91" " " " " " " "文獻標示碼：A" " " " " " " "文章編碼：1672-7274（2023）05-0-03

Abstract： The article analyzes the relevant content of metrological verification， including the concept， common classification， and verification methods of metrological verification; After that， it expounds the application strategies of different information technologies in metrological verification， including database technology， virtual instrument technology， and radio frequency identification communication technology， hoping to improve the quality of metrological verification work.

Key words： metrological verification; communications technology; database technology; radio frequency technology

1" 計量檢定工作

1.1 計量檢定工作的概念

計量檢定工作的主要目的是判斷、檢測計量器具是否符合相關規定規范，通過統一量值，確保器具參數準確，可為國民經濟建設提供必要的計量保障，也是全國計量工作實施國家監管的重要方式。在計量檢定中，國家法定計量部門或者其他經授權組織，可以對計量器具的精準度、穩定性以及靈敏度等關鍵參數展開檢測，判定其關鍵數據是否合格，整個檢定工作包括檢驗以及加封蓋印等[1]。

1.2 計量檢定工作的分類

（1）周期檢定。即通過設定不同的計量檢定周期，相關設備每使用一段時間后即需進行檢定。

（2）出廠檢定。在計量設備加工制造結束后直至銷售前進行的檢定。

（3）修后檢定。計量設備在修理后進行的檢定，以避免因為不合理修理方法影響計量設備精度。

（4）進口檢定。所有進口的計量器具在海關放行后，應由相關政府部門展開一次綜合檢定，確保設備數據精準度符合我國的相關規定。

1.3 計量檢定常見方法

（1）整體檢定法，即依據計量基準、計量標準來檢定計量器具的計量特性，具有操作簡單、結果準確可靠等優點。

（2）單元檢定法。通過記錄影響受檢計量器具準確度的各項因素所產生的誤差，計算出總誤差數據，來判斷計量數據的精準度是否滿足精度要求[2]。

2" 通信技術在計量檢定中的應用

2.1 數據庫技術在計量檢定中的應用

在技術應用中，Delphi是目前較為常見的數據庫開發軟件，其憑借可視化程度高、易于掌握等優點而得到廣泛應用，該技術可以創設多個Windows應用程序。在計量檢定中，數據庫技術的實現還需要考慮以下幾方面要求：一是對于未完成計量檢定的儀器設備，在數據庫中應將其歸到“未檢測”數據庫模塊中，同時工作人員可以根據計量檢定工作流程隨時更新設備的狀態，使計量檢定數據隨時可查。二是針對已經完成的計量設備檢定，在設計數據庫時應加入原儀器設備的數據表，并建立本次計量檢定的索引信息，通過數據索引信息則可以查詢設備計量檢定數據。同時通過數據庫的終端機外掛程序可隨時讀取設備計量檢定信息，例如在周期檢定結果更新后，實現數據同步。三是針對短時間內需要檢定的設備，數據庫應根據計量檢定要求增設必需字段數據表，并保留傳輸接口，滿足后續計量檢定數據處理保存的要求；同時在數據庫中預留接口，該接口用于實時傳輸數據并模擬實時檢定資料。

為滿足通信技術處理要求，在數據庫建設中還應考慮一種特殊情況，即創設數據庫的目的并非單純存儲數據，同時也要支持證書保存以及數據關聯的要求，因此實現高效率的數顯數據關聯才能滿足數據庫運行以及用戶資料查詢的要求，若數據庫中存儲字段（或者數據）數量偏多，則會嚴重影響數據查詢效率，為解決上述問題，可考慮從計量檢定數據流程與數據結構兩個角度進行調整。在數據庫建設中通過關聯字段可以提升計量檢定數據檢索的效率，具有可行性[3]。

2.2 虛擬儀器技術在計量檢定中的應用

（1）數據采集轉換。因為計量檢定中所采集的信號均為模擬信號，因此數據采集轉換的主要目的是將模擬信號轉變為數字信號，再將數字信號上傳給處理器，滿足計量檢定的各項操作需求。在數據采集轉換中，A/D轉換器的技術成熟，可消除數據誤差，在綜合對比市場上幾種常見的數據轉換器后，筆者發現逐次逼近型轉換器在計量檢定實際應用中最為常見。這是因為在信號轉換過程中，大部分模擬信號已經進入采集轉換狀態，但是電平變化后信號若尚未完成轉換，則可能導致部分信號失真。而在采用逐次逼近型轉換器之后，則可以確保電路采樣信號穩定，避免發生信號數據不完整或者出現嚴重偏差的問題，保證了所有數據信號的精準度。

（2）通信模塊實現。在虛擬儀器端口位置可通過擴充通信節點的方法提升數據傳輸效果，筆者建議在虛擬儀器端口增設LabVIEW模塊提供的TCP/IP庫函數，該模塊可將采集信號直接上傳至計算機系統中，在系統讀取數據后，即可通過通信隊列的方式將數據傳送出去。與常規方式相比，該通信模塊具有損耗比小、傳輸數據精準度高的優點，并且可消除其他信號對數據傳輸過程的影響。

從數據特性來看，虛擬儀器技術是在特定計算機軟件上完成相關操作，在計量檢定中需要準備一臺檢定儀器與標準互感器，其中標準互感器的數據精準度應顯著高于被測設備。工作人員在計算機軟件上操作虛擬儀器，在人機交互界面上可以觀察二次電流波形和誤差電流波形，實時查看一次、二次和誤差電流有效值，顯示比差、角差曲線等數據，保證計量檢定的結果精度[4]。

2.3 條碼識別技術在計量檢定中的應用

在計量檢定所采用技術中，條形碼技術的作用體現在以下方面：一是條形碼技術有助于提升數據錄入的準確性與工作效率。在計量檢定中使用條形碼技術可以顯著提升工作效率，只需要用掃描槍對準條形碼掃描，即可將計量檢定信息上傳到數據中心，大大減少計量檢定中的人工操作環節，進而提升數據精度。二是有助于及時獲取計量數據資料。在新采購儀器設備計量檢定中，確認計量檢定結果準確無誤之后，即可在裝置上粘貼條形碼，通過識別條形碼即可將本次計量檢定的全部數據上傳到數據庫中，在設備安裝運行后可更新設備狀態，并完成數據離線存儲。因此與傳統技術相比，條形碼技術可滿足系統離線狀態下的計量檢定信息查詢，省略了數據庫與網絡對接的步驟，因此檢測效率更高。

以某計量檢定所為例，該單位引入廣東博思得公司生產的POSTEK T3條形碼打印機與深圳民德公司生產的MINDEO MD-2230型號條形碼掃描器，用于計量檢定工作的優化。實踐證明，在計量檢定工作中引入上述條碼管理系統可顯著提升工作效率，真正實現“所見即所得”。一方面條形碼技術可實現條形碼數據掃描、接收與處理等功能，只需要對數據庫中的原模塊稍加改動，使數據庫與條形碼數據建立映射聯系后，即可顯著提升工作效率。引入該技術后，該計量檢定所的工作流程如下：在等級計量設備檢測信息時，先通過條形碼掃描機掃描條碼，經條碼設備轉換后即可在計算機上顯示條碼映射信息，系統自行在數據庫中查找有無對應的計量器具信息；若沒有對應信息，系統會提醒工作人員更新數據庫，將其列為新的計量檢定條目；若發現對應的計量器具信息，則可將信息匹配到對應頁面，工作人員不需要重新錄入信息，只需要更新資料即可[5]。

2.4 GPRS傳輸技術在計量檢定中的應用

隨著GPRS技術不斷成熟，該技術在計量檢定中的應用范圍也在不斷拓展，主要集中在以下幾方面：一是根據計量檢定處理規程，在客戶端上可自動完成檢定的現場數據采集以及數據處理，經處理后的數據才能發送至客戶端。二是當客戶產生儀器設備計量檢定需求時，即可向客戶端發送數據申請，計量檢定的相關數據可通過GPRS系統模塊發送至服務器端。器具檢定申請必須包含檢定必需的相關參數。三是在GPRS技術支持下，系統支持隨時查閱傳檢器的檢定狀態，并將上級控制平臺發送控制信息。

在技術實現中，基于GPRS的計量檢定管理系統可采用B/S＋C/S相結合的架構，構建系統用戶界面，用于支持計量檢定系統與系統管理者的信息交互。在業務層中，通過GPRS系統可以采集所有計量檢定的處理請求，在系統完成數據處理操作后即可將操作數據反饋給操作者。在上述功能架構中，GPRS網絡作為計量檢定系統的通信中介，通過該網絡技術可以實現兩端數據交互，整個技術操作過程可以用圖1描述。

為判斷GPRS通信技術的可行性，本文以某燃油加油機計量檢定為研究對象，在上述設備計量檢定中，同時提供了加油機的設備參數（包括編號、規格型號等），通過GPRS網絡平臺接收信息后，業務員可先核對申請單位信息，并檢查計量器具有無信息失真等問題，確認數據無誤后即可安排工作人員抵達現場并展開加油機計量檢定，分別將監測數據上傳至計量管理系統后，系統自動計算其中的數據誤差，誤差資料同時回傳至系統數據庫，數據庫端接收信息后，將信息發送給復核員、批準人，確定無誤后即可通過電子簽名與蓋章方式出具證書。在證書制作完成后，利用GPRS重新第二次回傳數據，客戶也可隨時了解檢定狀態。

2.5 射頻技術在計量檢定中的應用

目前，大部分的計量檢定單位都建立了計量器具流轉系統，該系統采取紙質條碼或者流轉交接單形式，其中涉及掃碼或者簽字的過程，但是在應用中該方法也存在一定不足。RFID射頻識別技術可滿足上述技術要求，其技術優勢主要體現在以下幾點：一是利用RFID射頻技術自動識別目標對象，并完成物品追蹤以及數據共享；二是滿足遠距離以及高強度的數據識別要求；三是具有同時識別不同標簽的功能；四是滿足電子標簽多次讀、寫的要求。在射頻標簽中承載了海量的計量檢定數據資料，當標簽處于射頻區域時即可自動讀取其中的信息并接收讀寫器發送的調制信號。此外，射頻技術還具有極高的兼容性，適用于不同場景數據處理要求。

該技術的應用要點包括：一是ID信息初始化。在設置射頻標簽前，可對所有計量檢定設備做編碼處理，將信息上傳至標簽中之后更新初始化信息。在系統中同時更新計量檢定信息資料，根據標簽可以查詢檢定設備的狀態以及標簽屬性等，確保每個ID信息獨一無二。二是標簽粘貼。將標簽粘貼在被掃描物體表面上，在設備部署完畢后，附著標簽的計量設備進出正門或者側門時，其定位功能器被瞬間激活，系統可采集標簽關鍵信息，并將定位器上存儲的信息上報至閱讀器，閱讀器再將系統數據上傳至定位服務器即可。三是實時監控數據采集。附著電子標簽的計量器具進入各樓層后，在指定位置即可通過閱讀器采集信息，系統可以實時上報數據，方便隨時對后臺設備數據進行監管。

3" 結束語

在計量檢定中，通信技術的表現形式多樣，為更好地滿足計量檢定質量管理要求，需要深入了解不同通信技術的使用方法與優勢，圍繞計量檢定質量管理要求創新工作路徑，通過射頻技術與數據庫的聯合應用，最終達到推動計量檢定工作高質量發展的目標。

參考文獻

[1] 吳靜，楊傳國．計量檢定中測量不確定度的應用及注意事項[J]．大眾標準化，2023（2）：181-183.

[2] 何喜愛．探析計量檢定工作質量的重要性及有效提高措施[J]．中國石油和化工標準與質量，2022（24）：20-22.

[3] 張虹赟．檢測機構儀器設備的計量檢定和校準管理策略思考[J]．大眾標準化，2022（24）：4-6.

[4] 青云．湖北充電樁計量檢定探索“運營平臺+信用監管”[N]．中國市場監管報，2022-10-18（8）.

[5] 陳玉清，張巖．基于“互聯網+”的計量檢定管理研究與實踐[J]．中國計量，2022（10）：96-98.