計(jì)量校準(zhǔn)中異常數(shù)據(jù)剔除的有效方法

金程程

浙江立德產(chǎn)品技術(shù)有限公司 浙江杭州 310000

1 異常數(shù)據(jù)剔除對(duì)計(jì)量校準(zhǔn)的重要性

在計(jì)量校準(zhǔn)工作中，計(jì)量校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性要求極為嚴(yán)格，一旦計(jì)量校準(zhǔn)數(shù)據(jù)中出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，就會(huì)導(dǎo)致計(jì)量校準(zhǔn)結(jié)果的精準(zhǔn)性受到影響，進(jìn)而對(duì)整體工作的開展產(chǎn)生不利影響。在生產(chǎn)工作中，計(jì)量校準(zhǔn)工作具有重要意義，直接關(guān)系到了工業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)性和安全性，是生產(chǎn)過程中重要的數(shù)據(jù)指導(dǎo)，對(duì)于生產(chǎn)流程優(yōu)化以及生產(chǎn)質(zhì)量提升都有著重要的推動(dòng)作用，因此對(duì)于計(jì)量校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性要求異常嚴(yán)格，是企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營正常開展的必要保證。但是一旦計(jì)量校準(zhǔn)數(shù)據(jù)中出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，就會(huì)造成計(jì)量校準(zhǔn)結(jié)果的精準(zhǔn)性受到影響，給企業(yè)的生產(chǎn)過程帶來不必要的麻煩[1]。因此，計(jì)量校準(zhǔn)異常數(shù)據(jù)剔除具有重要意義，是計(jì)量校準(zhǔn)工作中必不可少的工作組成部分，通過異常數(shù)據(jù)剔除，能夠有效提升數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性，為生產(chǎn)工作奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2 計(jì)量數(shù)據(jù)異常的主要原因

2.1 計(jì)量裝置本身的故障

在進(jìn)行計(jì)量工作時(shí)，由于計(jì)量裝置的質(zhì)量不同、性能不同，就會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)質(zhì)量的不同。保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的最有效辦法，就是首先對(duì)計(jì)量裝置進(jìn)行分析，對(duì)計(jì)量裝置可能會(huì)出現(xiàn)的各種故障進(jìn)行預(yù)判，計(jì)量裝置的故障判斷可以通過以下幾個(gè)主要部分進(jìn)行。

通信和電源終端是終端故障判斷的主要方向，這些終端出現(xiàn)故障一般不會(huì)出現(xiàn)，但是故障是有一定的概率會(huì)發(fā)生。在對(duì)計(jì)量裝置故障分析時(shí)，就需要對(duì)上述終端故障從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常的情況予以注意，以提高計(jì)量裝置的準(zhǔn)確度和精確性。當(dāng)終端發(fā)生計(jì)時(shí)錯(cuò)誤，顯示屏發(fā)生黑屏或白屏現(xiàn)象，數(shù)據(jù)的收集缺少，搭載在終端中的軟件發(fā)生錯(cuò)誤，接口的老化等情形都有可能造成故障產(chǎn)生。

2.2 環(huán)境因素導(dǎo)致的故障

安裝集中器時(shí)，由于不同安裝點(diǎn)的地理位置不同，環(huán)境氣候不同，有些地方的GPRS 信號(hào)比較弱，這樣就有可能造成集中器無法接收到主站傳輸?shù)囊恍?shù)據(jù)，表計(jì)在集中器中，就無法進(jìn)行正常的注冊(cè)，集中器就不能夠正常地向電表發(fā)送命令，這也會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)發(fā)生缺失，造成數(shù)據(jù)的異常[2]。

2.3 人為因素造成的故障

智能化計(jì)量器具逐漸推廣使用后，精確度更高，對(duì)于極小的電器所產(chǎn)生的電流都能夠很好地進(jìn)行計(jì)算，為了保證計(jì)算的精確性，比普通計(jì)量一起增加了一些連接線。

2.4 數(shù)據(jù)采集發(fā)生錯(cuò)誤

在智能電表軟件開發(fā)的初始階段，由于智能電表剛開始進(jìn)行運(yùn)用，軟件的開發(fā)還有一些漏洞，數(shù)據(jù)處理表格的設(shè)計(jì)不夠嚴(yán)謹(jǐn)，這就造成工作人員在進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄時(shí)出現(xiàn)一些不規(guī)范的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象直接導(dǎo)致了電量數(shù)據(jù)錄入受到影響，使得數(shù)據(jù)采集發(fā)生異常。

采用指針式表盤的儀器儀表主要為各種類型的壓力表、指針式溫度計(jì)、百分表和千分表等。目前階段的計(jì)量方法仍以人工計(jì)量為主，并以肉眼估讀指針位置進(jìn)行讀數(shù)。該方法的效率和讀數(shù)的準(zhǔn)確性受計(jì)量人員的技能水平、觀測(cè)位置和精神狀態(tài)的影響較大。現(xiàn)有的自動(dòng)讀數(shù)系統(tǒng)僅適用于某一特定種類的儀表，如果用該讀數(shù)系統(tǒng)去識(shí)別完全不同的儀表，就會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。如果在一個(gè)需要同時(shí)計(jì)量壓力表、指針式溫度計(jì)和百分表的任務(wù)中，為了對(duì)壓力、溫度和長度儀表進(jìn)行自動(dòng)讀數(shù)，必須攜帶三種不同的讀數(shù)系統(tǒng)。

3 計(jì)量校準(zhǔn)中異常數(shù)據(jù)的剔除方式

在計(jì)量校準(zhǔn)工作中，對(duì)異常數(shù)據(jù)的提出工作極為重要，直接關(guān)系到了計(jì)量校準(zhǔn)結(jié)果的精準(zhǔn)性，是計(jì)量校準(zhǔn)工作的重要組成部分。在常用的計(jì)量校準(zhǔn)異常數(shù)據(jù)剔除方式中，主要分為四種，即3σ 數(shù)據(jù)剔除法、t 值校準(zhǔn)數(shù)據(jù)剔除法、肖維勒數(shù)據(jù)剔除法以及格布拉斯數(shù)據(jù)剔除法，通過這四種方式，能夠有效將計(jì)量校準(zhǔn)中的異常數(shù)據(jù)剔除出去，為計(jì)量校準(zhǔn)結(jié)果的精準(zhǔn)性提供保障。

第一，計(jì)量校準(zhǔn)中異常數(shù)據(jù)的3α 數(shù)據(jù)剔除法。在計(jì)量校準(zhǔn)中異常數(shù)據(jù)剔除時(shí)，3α 數(shù)據(jù)剔除法是常用的異常數(shù)據(jù)剔除方式之一，其數(shù)據(jù)剔除公式是∣Xd-X ∣＞3α，通過這個(gè)公式，將計(jì)量校準(zhǔn)數(shù)據(jù)代入其中，一旦數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，就能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行剔除，以提升計(jì)量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。

第二，計(jì)量校準(zhǔn)中異常數(shù)據(jù)的t 值校準(zhǔn)數(shù)據(jù)剔除法。t 值校準(zhǔn)數(shù)據(jù)剔除法是以校準(zhǔn)數(shù)據(jù)外部的一個(gè)數(shù)據(jù)值作為參照整體，并對(duì)整體數(shù)據(jù)集進(jìn)行假設(shè)，采用正態(tài)分布的形式，將參照值作為數(shù)據(jù)計(jì)量樣本，然后通過計(jì)量校準(zhǔn)數(shù)據(jù)與計(jì)量校準(zhǔn)樣本進(jìn)行比對(duì)，現(xiàn)實(shí)出計(jì)量校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的隸屬總體，并最終對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)。t 值校準(zhǔn)數(shù)據(jù)剔除法的公式為k=，其中，X 表示計(jì)量校準(zhǔn)樣本數(shù)據(jù)的平均值，S 表示可疑數(shù)據(jù)以外的數(shù)據(jù)部分與樣本數(shù)據(jù)形成的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差，一旦二者之間的數(shù)值超出了t 值校準(zhǔn)范圍，那么就可以確定其數(shù)據(jù)出現(xiàn)了異常，并對(duì)其進(jìn)行剔除。

第三，肖維勒數(shù)據(jù)剔除法。肖維勒數(shù)據(jù)剔除法的計(jì)量校準(zhǔn)數(shù)據(jù)公式為∣Xd-X ∣＞W(wǎng)n·α，是通過互相獨(dú)立計(jì)量校準(zhǔn)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行組合對(duì)比，當(dāng)計(jì)量校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的測(cè)量值達(dá)到公式要求標(biāo)準(zhǔn)后，計(jì)量校準(zhǔn)出的數(shù)據(jù)數(shù)值Xd 就可以判定為異常數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行剔除。

第四，格布拉斯數(shù)據(jù)剔除法。格布拉斯數(shù)據(jù)剔除法也是計(jì)量校準(zhǔn)中常見的異常數(shù)據(jù)剔除方法，是以Xd 計(jì)量校準(zhǔn)的測(cè)量數(shù)據(jù)，計(jì)量校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的平均值以X 來進(jìn)行表示，計(jì)量校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差由S表示，并查表獲得G（α2n），因此計(jì)量校準(zhǔn)異常數(shù)據(jù)剔除公式為∣Xd-X ∣≥G（α2n）S[3]。

4 結(jié)語

“要想使我國的社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展，就必須對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量校準(zhǔn)予以重視。”控制計(jì)量產(chǎn)品異常數(shù)據(jù)，既能滿足企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展的需求，又能保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，只有加強(qiáng)計(jì)量校準(zhǔn)技術(shù)的應(yīng)用水平，強(qiáng)化校準(zhǔn)意識(shí)，加大校準(zhǔn)工作的力度，做到權(quán)責(zé)分明、增進(jìn)人才，才能為企業(yè)生產(chǎn)工作的順利開展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。