專用測試系統計量校準問題的研究

黃成 張麗杰 翁俊

摘 ?要：計量，指的是通過技術與法制手段的應用，使單位統一與量值準確可靠實現的一種測量方式。在計量校準工作開展過程中，脫離不了專用測試系統的應用。按時，基于計量測試行業，對于一些大型的專用測試設備或者系統，其計量校準問題顯著存在。為了預防控制計量校準問題的出現，提高專用測試系統的應用價值，進一步提高計量校準工作的效率及質量，文章重點對專用測試系統計量校準問題進行分析研究。

關鍵詞：專用測試系統;計量校準;問題;效率;質量

中圖分類號：TJ06 文獻標志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）25-0071-02

Abstract： Measurement refers to a way of measurement that unifies the unit and realizes the value accurately and reliably through the application of technical and legal means. In the process of metrological calibration， it can not be separated from the application of special test system. On time， based on the metrology and testing industry， for some large-scale special test equipment or systems， the problem of metrological calibration exists significantly. In order to prevent and control the problems of measurement and calibration， improve the application value of the special test system， and further improve the efficiency and quality of the measurement and calibration work， this paper focuses on the analysis and research of the measurement and calibration of the special test system.

Keywords： special test system; metrological calibration; problem; efficiency; quality

專用測試系統是一個廣泛的概念，學術界對專用測試系統、專用測試設備的界定存在意義。通常，將專用測試系統定義為：針對某種存在復雜性的專門功能任務而設計制造的儀器設備、裝置或設施，亦或武器裝備，用于完成某項或多項重要性能指標或整體參數的測量、測試以及診斷。在國企計量測試工作開展過程中，專用測試系統應用廣泛。值得注意的是，需保證專用測試系統計量校準的精準性及科學性，才能夠為計量測試工作的順利、高效完成提供依據[1]。

1 專用測試系統計量校準問題分析

1.1 系統校準問題

1.1.1 系統校準概念

對于系統校準，指的是被校準對象作為一個整體加以考慮的校準工作，不能拆分、切割進行校準。它和“全面校準”“綜合校準”均屬于不同的概念;其中，全面校準，指的是最徹底的校準，指的是基于被校準系統各類可能的工作條件下均被執行的校準，進一步對被校準系統的全部計量特征及量值特征進行定量描述;全面校準的工作量巨大，且成本高，因此不是一種經濟、可行的計量校準方法。而對于綜合校準來說，指的是基于綜合完全地分析與研究全面校準狀況之后，提取其中最劣質的組合狀態，進一步使綜合校準狀態方案有效形成，進一步基于此狀況下實施計量校準的一種方法，其目的是實現以最少的工作量、降低經濟成本，使系統校準目標得到有效完成，這種校準方法較為理想[2]。

1.1.2 問題分析

針對體積比較小的單一參量功能的單機、單臺類專用測試儀器系統來說，其系統校準在現狀下的共識為：需基于完整的全系統處在工況條件下，對其相關性能指標、量值參數進行計量校準作業;不可以對不同構成成分分拆開來形成不同功能模塊，進而分別完成校準;并且，不同模塊的量值參數校準結果不能與系統校準結果搞混淆。針對一些專用測試系統，倘若功能復雜、體積大，且呈現積木組合形式，目前比較明確的是需要對各項功能模塊進行校準處理。但是，對于此類專用測試系統，其系統性劑量校準體現在何處？是不是歸類為各項功能模塊的相關參數量值性能的簡單組合？是否和綜合性校準搞混淆？目前，均缺乏有效的佐證[3]。

1.1.3 系統校準的擇優選擇

但專用測試系統劑量校準工作實踐證明：在通過全面校準，或者綜合校準之后，基于同一通道的物理量值，處于不同技術條件下的共同邊界指標與參量，才能夠作為此通道系統校準的指標結果。而對于同種通道量值來說，處于不同技術條件下的共同邊界指標與參量，才屬于此種通道系統校準的指標結果。換而言之，綜合校準之后得出來的綜合性公共結果，才應該屬于系統校準的最終結果。

1.2 現場校準問題

1.2.1 原位校準問題

原位校準，指的是基于實際現場環境條件當中，專用測試系統和被測對象不進行互連，而使系統在原位非工作狀態下進行計量校準的一種模式。該模式的主要特征為測試系統處在一個校準的工作狀態，其問題體現在實際測量負責造成的影響，難以完全基于校準當中表現出來;如果系統的各輸入、輸出通道需處于組合邏輯或者時序邏輯狀態工作狀態時，需要另外提供數據了解其影響，這樣會使校準的難度大大增加[4]。

1.2.2 現場離線校準問題

現場離線校準，為現場校準的一類，通常指的是基于專用測試系統無可計量性的條件下，對其基于實際工作部位拆卸下部分或者全部被校部件，然后基于工作現場環境當中實施計量校準的一種方式。針對原位校準很難便于加載，或者相對應的信號難以便利輸出等相關問題，可以利用現場離線校準解決。但是，現場離線校準也有一些問題，例如其狀態和實際工作狀態之間存在差異，這樣會使額外的工作量及復制程度增加，使拆裝時間浪費，進而使校準的效率受到影響。此外，在拆裝校準過程中，還可能使原來處于正常工作狀態的專用測試系統出現異常運行問題，或者系統被損壞。

1.2.3 在線校準的優勢

相較于前兩種校準方式，在線校準的優勢明顯，指的是專用測試系統和被測對象之間維持直接互連的工作狀態，或者對實際工作狀態進行仿真的一種校準方式。此校準方式處在一個真實的現場環境之下，能夠讓具體的負載效應、干擾等在校準工作范圍中有效體現。值得注意的是，基于專用測試胸當中，因為各輸入、輸出通道和測試對象之間保持互動關系，其所需組合邏輯狀態、時序條件狀態等，都可以通過專用測試系統與測試對象兩者之間相互供應，能夠使現場校準和實際工作狀況相契合，使校準結果的實效性、精準性及客觀性得到有效保障。此外，對于專用測試系統相關部件，其輸入量值、輸出量值、相關影響條件，均需具備可觀性及可控性[5]。

1.3 法規建設校準問題

（1）在計量溯源依據中應用的相關計量檢定規程或者計量校準規范，都需深入分析研究被校對象為基礎，進而加以制定。但是，因專用測試儀器系統的測試目標具體化，使得其應用范圍不夠廣，同時技術要求很高，進而導致對其進行計量校準的研究存在很大的難度，并且在市場回報率上較低，使得相關專用測試系統計量校準的規范法研究呈現滯后的局面[6]。

（2）對于專用測試儀器系統，尤其是大型的系統，具備較多的輸入、輸出通道，同時相關物理量繁多且復雜，在其計量檢定規程及計量校準規范建設過程中，涉及的專業知識較多，倘若相關人員的專業素養不高，缺乏專業技術，則難以保證其規范建設的有效性及科學性。

（3）目前的計量校準規范當中，對于專用測試系統相關功能模塊的性能指標，只是簡單地闡述;針對相關通道處于并行工作狀態條件下，不同組合邏輯狀態與時序狀態的準確、科學闡述卻非常缺乏，顯然這對專用測試系統計量校準性能指標評價難以提供完善的規范體系作為參考依據。

2 專用測試系統計量校準優化對策分析

2.1 重視可計量性研究工作的開展

需對可計量性研究工作的開展加以重視，并針對專用測試系統的可計量性實行定量評價[7]。而對于一些系統及設備，倘若不具備可計量性，則需避免進行計量校準作業，顯然這些系統和設備的規程及規范制定也可不作要求，而是需要將重點工作放在可計量性專用測試系統的規程及規范的制定當中。

2.2 重視專用測試系統計量校準研究工作的開展

針對專用測試系統，特別是大型的專用測試系統，對其通道、物理量不同情況下的相關組合邏輯狀態、各類時序狀態條件下的計量性能，需進行綜合性研究;明確定量評價的內容，比如專用測試系統的抗干擾能力、環境適應能力、可計量性等等，均需實行定量評價。此外，結合其定量評價內容及成果，為專用測試系統計量校準規范的制定提供客觀、科學的憑據。

2.3 重視各類工業產品性能指標的計量校準研究

針對各類工業產品性能指標，需對其計量校準研究工作加以重視，針對計量法當中對“量值傳遞鏈”的闡述，延伸至對產品的闡述當中，使計量測試更加規范，進而促進工業產品質量的提升[8]。此外，還有必要對專用測試系統的計量校準工作進行監督檢查，對于各級計量管理機構，需明確自身職責，做好相關專用測試系統計量校準工作過程的監督檢查工作，針對其規范細則、制度的執行情況進行重點監督檢查，針對違法違規行為采取相應的懲罰措施，使專用測試系統計量校準工作的規范性及法制建設效果均得到有效增強。

3 結束語

綜上所述，專用測試系統計量校準問題較多，集中體現在系統校準問題、現場校準問題以及法規建設校準問題三大方面，為了規避這些問題，在合理選擇計量校準方式的基礎上，還有必要采取有效優化對策。總之，相信從以上方面做好，專用測試系統計量校準問題將能夠有效預防控制，進一步促進專用測試系統計量校準相關工作效率及質量的全面提升。

參考文獻：

[1]張振海，張振山，胡紅波，等.高沖擊傳感器、極端環境試驗測試與計量校準[J].計測技術，2019，39（04）：12-23.

[2]周蕊.數字多用表計量校準自動化系統構建及編程[J].科技創新導報，2018，15（31）：97-98.

[3]趙菲.熱工儀器儀表計量校準及自動化[J].內燃機與配件，2018（02）：240-241.

[4]樓紅英，楊忠，沈保龍.雷達射頻測試系統現場整體計量校準技術研究[J].計測技術，2017，37（04）：45-48.

[5]蘭雪梅，董純，季啟政.基于LabVIEW的計量校準軟件動態量限自動測試方法研究[J].計測技術，2017，37（S1）：325-328.

[6]梁志國，呂華溢，張大治.專用測試系統計量校準問題討論[J].計測技術，2017，37（02）：1-5.

[7]翟憲立，周智力，盧康.航天型號專用測試設備全生命周期計量管理的探索與實踐[J].航天工業管理，2017（01）：37-39.

[8]李叢冠.計量校準測試管理系統的設計分析[J].科技創新與應用，2016（03）：59-60.