傳統(tǒng)計量校準(zhǔn)周期長、效率低、成本高,越來越難以滿足現(xiàn)代社會對計量校準(zhǔn)的需求。隨著計算機與網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的 發(fā)展,地磅遠(yuǎn)程計量技術(shù)興起并在歐美、日本等國家獲得應(yīng)用,我國在這方面還有較大差距。本文對地磅遠(yuǎn)程計量的優(yōu)勢、意義及在計量校 準(zhǔn)工作中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。
傳統(tǒng)計量校準(zhǔn)一般由被校單位或個人將被校計量器具送至計量 檢測機構(gòu),后者釆用比被校計量器具精度更高的標(biāo)準(zhǔn)器具進(jìn)行校準(zhǔn), 或者計量檢測機構(gòu)人員攜帶標(biāo)準(zhǔn)器具到被校單位或個人處進(jìn)行校準(zhǔn), 上級計量機構(gòu)對下級計量機構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)器具進(jìn)行校準(zhǔn)也依據(jù)同樣的道 理。可見,傳統(tǒng)計量校準(zhǔn)方式需要花費較多的人力、物力和財力, 并且要耗用一定的時間。隨著信息化手段的廣泛應(yīng)用以及通信網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)的普及,遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程控制等技術(shù)早已投入應(yīng)用, 遠(yuǎn)程計量在國外也幵展了多年,因此本文地磅對遠(yuǎn)程計量在計量校準(zhǔn)工 作中的應(yīng)用進(jìn)行了分析。
1.遠(yuǎn)程計量的優(yōu)勢及用于計量校準(zhǔn)工作的意義
1.1遠(yuǎn)程計量概念解析
遠(yuǎn)程計量是為了獲取被校準(zhǔn)的傳感器、測量儀器的計量特性而 進(jìn)行的遠(yuǎn)程計量校準(zhǔn)過程。它與傳統(tǒng)計量校準(zhǔn)的差別如前所述,傳 統(tǒng)計量校準(zhǔn)的人員、標(biāo)準(zhǔn)器具與被校計量器具要同時在一個地方(計 量檢測所或被校計量器具場所),而遠(yuǎn)程計量的人員可以異地操作被 校計量器具。但是兩者仍然存在共同點,它們都存在被校準(zhǔn)計量器具、 更高等級的標(biāo)準(zhǔn)器具、校準(zhǔn)規(guī)范、數(shù)據(jù)釆集、數(shù)據(jù)處理等要素。
1.2遠(yuǎn)程計量優(yōu)勢分析
相比傳統(tǒng)計量校準(zhǔn),遠(yuǎn)程計量有許多優(yōu)勢:
(1)遠(yuǎn)程計量溯源可以一步到位,直接溯源到國家主基準(zhǔn),節(jié) 省時間,降低費用。傳統(tǒng)溯源只能由低到高逐級進(jìn)行,而且有時間 限制,只能定期進(jìn)行。(2)在被校計量器具環(huán)境下校準(zhǔn),可免除送 或去校準(zhǔn)過程中不確定度變化所帶來的不利影響,實時性強,誤工 時間短。(3)遠(yuǎn)程計量實現(xiàn)在線測量、在線復(fù)檢,并可在完成校準(zhǔn) 過程前隨時終止校準(zhǔn),用戶選擇性強。而計量檢測機構(gòu)或上級計量 部門可直接控制用戶或下級計量檢測機構(gòu)的校準(zhǔn)過程,校準(zhǔn)質(zhì)量易 于保證。(4)遠(yuǎn)程計量可縮短溯源時間,減小被校實驗室的不確定度, 實現(xiàn)不同層級實驗室甚至直接與國際的透明比對,因而具有較高的 價格精度比。(5)校準(zhǔn)結(jié)果保存在數(shù)據(jù)庫中,用戶可隨時調(diào)用和査 閱校準(zhǔn)數(shù)據(jù),同時用戶實驗室為了接受遠(yuǎn)程計量必須接受必要的培 訓(xùn),并直接接受上級實驗室的操作指令,這對于提高用戶實驗室的 計量水平、培蕎良好的測量習(xí)慣也有很大幫助。(6)校準(zhǔn)過程受到 在線監(jiān)視,儀器設(shè)備廠家也可通過網(wǎng)絡(luò)訪問用戶履歷,有助于儀器 設(shè)備廠家提高服務(wù)水平。
1.3地磅遠(yuǎn)程計量用于計量校準(zhǔn)工作的意義
隨著科技發(fā)展及自動化技術(shù)的廣泛應(yīng)用,計量器具儀器化、數(shù) 字化、自動化的趨勢也愈來愈明顯,如果仍然釆用傳統(tǒng)計量校準(zhǔn), 會面對以下問題:一是某些大型測試儀器難于搬動;二是有些測試 儀器在線使用,無法移動;三是一些精度很高的測試儀器匆忙搬動 也會降低精度。遠(yuǎn)程計量的應(yīng)用不僅可以有效解決這些難題,而 且降低了被校方的檢測費用和誤工費用。其次,國際交往和貿(mào)易 的需要,隨著我國經(jīng)濟與世界經(jīng)濟的不斷融合,如果不幵展遠(yuǎn)程 計量勢必被國際同行越拉越遠(yuǎn)。最后,遠(yuǎn)程計量是計量保征方案 (MeasurementAssura門cePr〇grams,MAP)的拓展,有利于國 家級或上級計量實驗室對下級計量實驗室校準(zhǔn)情況的實時掌握,并 在發(fā)現(xiàn)問題后及時處理,比單純MAP更有效。
2.地磅遠(yuǎn)程計量在計量校準(zhǔn)工作中的應(yīng)用
2.1遠(yuǎn)程計量的應(yīng)用模式
目前,遠(yuǎn)程計量可能有3種實現(xiàn)方式:第1種是在上級計量站與 下級計量站之間通過互聯(lián)網(wǎng)建立聯(lián)系,下級計量站安裝有自動校準(zhǔn) 系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng),計量標(biāo)準(zhǔn)(如便攜式標(biāo)準(zhǔn)儀器)通過物流手段運 至下級計量站現(xiàn)場,下級計量站工作人員在上級計量站人員指導(dǎo)下 完成校準(zhǔn)工作,并將數(shù)據(jù)傳回上級計量站,經(jīng)過上級計量站人員的 評定,再將校準(zhǔn)證書通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)給下級計量站。這種方式易于實現(xiàn), 但計量標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過物流環(huán)節(jié)存在儀器損壞、量值漂移等風(fēng)險,而且計 量標(biāo)準(zhǔn)發(fā)回上級計量站后還須經(jīng)閉環(huán)測試合格后才能確認(rèn)校準(zhǔn)結(jié)果。 第2種是設(shè)計研發(fā)遠(yuǎn)程計量專用計量標(biāo)準(zhǔn),這種計量標(biāo)準(zhǔn)具有網(wǎng)絡(luò)通 信功能及智能保護(hù)功能,能夠在運輸環(huán)境條件下保證測量精度,上 級計量站利用計量標(biāo)準(zhǔn)的自動校準(zhǔn)軟件完成校準(zhǔn),并獲取數(shù)據(jù)。比 第1種模式穩(wěn)定性好,風(fēng)險低,但需研制專用計量標(biāo)準(zhǔn)。第3種模式 面向特殊環(huán)境,例如太空環(huán)境,其量值比較不依賴實物標(biāo)準(zhǔn),而是 依據(jù)一些自然常數(shù)、事物內(nèi)外因之間的必然聯(lián)系、共同觀測的基準(zhǔn) 信號來完成量值的比較,這種模式面向未來,目前地面環(huán)境需求不大, 但該理念對于遠(yuǎn)程計量標(biāo)準(zhǔn)可能有啟發(fā)意義。
2.2遠(yuǎn)程計量的實現(xiàn)技術(shù)
目前,光纖寬帶可以輕易實現(xiàn)100?300M的帶寬,即使移動互 聯(lián)網(wǎng)也能達(dá)到100M以上的帶寬(4G網(wǎng)絡(luò)),不同于10年前遠(yuǎn)程計 量還要考慮帶寬的影響,現(xiàn)在的主要問題還是計量標(biāo)準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn)器)、 測量儀器和控制軟件研究幵發(fā)。現(xiàn)有的遠(yuǎn)程計量設(shè)備有兩類,一是 相關(guān)設(shè)備有完善的網(wǎng)絡(luò)通信接口,它們接入網(wǎng)絡(luò)后,被校儀器與標(biāo) 準(zhǔn)儀器可以直接通信,而無需外界干預(yù);二是設(shè)備沒有網(wǎng)絡(luò)通信接 □或網(wǎng)絡(luò)接入能力較弱,需要幵發(fā)網(wǎng)絡(luò)通信接□才能進(jìn)行遠(yuǎn)程計量。 遠(yuǎn)程計量節(jié)點應(yīng)包括計算機、計量校準(zhǔn)模塊、網(wǎng)絡(luò)化儀器、數(shù)據(jù)釆 集裝置、計量校準(zhǔn)系統(tǒng)等。
計量校準(zhǔn)系統(tǒng)一般釆用不同的總線標(biāo)準(zhǔn),為此要按照總線方式 分類改造。網(wǎng)絡(luò)化的計量校準(zhǔn)模塊可釆用局域網(wǎng)、專線網(wǎng)絡(luò)、廣域 網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng),其訪問網(wǎng)絡(luò)有C/S、B/S及CB/S三種模式,通常 構(gòu)建系統(tǒng)釆用混合結(jié)構(gòu),各個校準(zhǔn)模塊通過計量節(jié)點接入網(wǎng)絡(luò),并 且任何接入點都是以客戶端提供計量技術(shù)支持或發(fā)布計量校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。 計量校準(zhǔn)系統(tǒng)中一般通過虛擬儀器方式進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信,目前成熟的 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)包括DataSocket、VIServer、Web服務(wù)器、 COM/DCOM、Java 等。
通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為遠(yuǎn)程計量技術(shù)的應(yīng)用提供了良好的條件, 目前的主要問題是被校準(zhǔn)實驗室不具有或不完全具有穩(wěn)定的實物標(biāo) 準(zhǔn)(用于傳遞的標(biāo)準(zhǔn)儀器),很難借助網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)遠(yuǎn)程計量,這將是今 后需要著重解決的問題,另一方面不依賴實物標(biāo)準(zhǔn)的遠(yuǎn)程計量方法 也值得期待。