遠程計量校準技術研究

章瑩 胡瑋 包樂鵬 蔡耀飛

摘 要：產品的質量與產品的測量有著密切的關系，計量儀器的校準對測量值的準確度有著直接的影響。計量儀器的校準通常是由上級計量站統一進行，現場校準存在著儀器運輸、環境改變等因素影響，所以遠程計量校準技術逐漸廣泛運用。本文就遠程計量校準技術進行簡單介紹，對其未來發展提出自己的意見。

關鍵詞：計量標準;計量校準;網絡技術

隨著互聯網的高速發展，與多行業逐漸實現了遠程操控的運用。在各種產品的運用中，用戶可以通過網絡技術進行遠程控制，但設備的校準等方面仍需要專業人士去實地進行。而遠程計量校準技術的運用，可以有效解決大部分的校準問題，減輕工作重量，加快工作效率。

一、計量校準

對于計量類的產品，在實際使用中會隨著時間的增長，計量會產生一定的偏差。對于精密儀器的使用中，我們更需要做到每天一檢，確保儀器在正常運行。對未知物品的測量與檢測中，我們都需要提前選擇一個已知物品進行測量，這樣才能保證最后的測量結果的準確性。例如天平使用前用標準砝碼進行稱量。

在發生偏差的時候就需要通過校準來進行維護，從而使產品具有更準確的精度。以常見的天平秤為例，其使用中就需要定期進行校準。高精度和專業的天平需要去上一級的計量站進行校準，其校準的主要原理是通過標準砝碼的稱量，修改顯示重量與實際重量之間的差值，從而使天平的顯示為準確的數值。而天平的使用與環境、操作人員等都有密切聯系，所以其具體的使用中可能仍然存在一定的誤差[1]。

在一般實驗室中，對計量類實驗器材均需要進行校準后才能使用，其校準的方法也是各不相同的。由于計量類的產品對環境以及人員操作等均有較大的影響，所以其校準工作最好由使用人員在使用環境進行校準。以常見計量實驗器材為例，在量筒的初次使用前，操作人員需要對出廠的量筒進行校準驗證，例如1L的量筒可以容納的水是一定的，將量筒量取的1L水放入天平秤上會得出一定質量，通過水的密度進行換算，對比相應數值就可以確定該量筒是否合格。但由于水在不同溫度下密度會有一定的差別，所以該方法仍然存在一定的誤差，同時也說明了環境對校準有很大的影響。

雖然計量站可以對天平秤等設備進行校準，但計量設備的中途運輸以及校準環境和使用環境的差別，仍然會導致計量設備在實際使用中產生誤差，所以遠程計量校準技術就顯得尤為重要了。

二、網絡技術下的現場校準

隨著互聯網技術的日益成熟，遠程操控逐漸走向了人們的視野之中。在一些大型的產品使用中通常會通過連接計算機來進行操控和記錄，例如在收費站處地磅的使用。由于地磅的使用和安裝環境限制，其校準通常是由上級計量單位，通過指派相應的工作人員，在實地進行校準和驗證。通過驗證的設備，由計量站發放證書，再將其投入使用。這種傳統的校準方式，大大增加了計量站的工作時間，降低了其工作效率。所以一種網絡技術下的一種遠程校準技術就顯得尤為重要。

在計量儀器的校準中，通常需要對安裝環境進行考察，必須滿足相關的安裝要求。其具體的校準需要通過測量標準物質，從而判定儀器的實際測量差，從而對儀器的輸出進行合理修正。遠程計量校準技術，主要需要計量儀器的聯網操作，現場環境的審核以及標準物質的測量[2]。像地磅這類的計量儀器，可以通過計算機的聯網而實現一種遠程操控這一需求，以現場攝像頭滿足對現場環境的監控，通過快遞郵寄等方式從計量單位獲得標準物質。通過遠程的指揮和現場人員的配合，以現場監控為眼睛、網絡技術為手段，實現互聯網下的現場校準。

互聯網下的現場校準可以有效降低計量校準的工作量，減少人員兩地奔波所帶來的時間損失，提高了計量校準的工作效率。這種方法的運用中，也可能存在運輸途中標準物質的損壞或現場人員配合不佳等問題，從而造成最終的結果存在一定誤差。

三、基于過程檢測的遠程校準

隨著科技的發展，一些計量設備可以通過電腦模擬相應標準信號，從而定期對設備進行校準，從而使設備計量達到準確的效果。一些計量站也通過研究，將其數據監測和基準信號模擬等功能融合，從而制造出類似“黑匣子”的東西，通過連接監測設備就可以完成設備的遠程計量校準。

這一類的遠程檢測設備，對運輸的要求低于標準物質的要求，其檢測校準的結果更加趨近真實的結果。其主要工作原理，通過電路模擬基準信號，通過采集相應的傳感器讀數，對結果進行實時校準，并且收集相關的稱量記錄，從而綜合判斷設備性能和可靠性，也使具體測量結果更加準確。此類方法可以在計量檢測的過程中，實時收集相關數據，通過長期的數據走向判斷儀器設備的老化程度[3]。而在每次計量前，可以通過儀器模擬的電信號來對計量儀器進行校準，使計量數值更加準確。通過網絡的遠距離傳輸儀器各方數據，從而達到遠程校準的目的。

四、遠程計量校準展望

遠程計量校準可以有效降低人力成本，可以減小由環境所帶來的誤差，可以有效提高計量儀器的精確度和準確性。計量儀器檢測校準的周期對于儀器的精密度也有著重要的影響，快速便捷的檢測校準手段對于計量儀器的使用有重要的作用。

隨著我國科技的不斷發展，航空航天方面也取得巨大的成功，遠程計量校準技術也應當朝著這個方面進行發展。底面的計量儀器通常是利用重力和周邊空氣的流動等進行設計。在航空航天中，由于重力的消失和真空的環境，其計量及相關儀器的工作原理也不再相同。而航空領域的儀器，其使用頻率以及使用環境的不同，注定不能定期進行現場校準，所以發展遠程計量校準技術時，需要從設計生產中就開始考慮，讓儀器在不同環境中也可以通過無線信號完成自檢和校準的工作[4]。

五、結束語

計量校準可以保證儀器的正常運行，使儀器的準確度和精密度有所保證。而遠程計量校準技術的發展可以有效降低距離所導致的人員成本，加快其校準的工作效率。高效、準確、快速、便捷的檢測校準手段，是當今社會發展必然的追求，遠程計量校準技術響該方面發展，從而滿足社會所需。

參考文獻：

[1]海寧.常用電子天平的校準法研究[J].輕工標準與質量，2019（06）：88-89.

[2]史春珍.電子秤檢定校準方法探究[J].科技經濟導刊，2019，27（20）：31-32.

[3]梁志國，呂國義，尹肖，孫浩琳，張大治.一種適用于現場原位校準的雙輸入激勵方法[J].計量學報，2019，40（01）：140-145.

[4]吳卓昊. 航天器總裝姿態自動測量關鍵技術與應用研究[D].戰略支援部隊信息工程大學，2018.

（浙江三新檢測校準有限公司 ?310000）