計量校準工作中遠程計算研究

（五蓮縣計量測試所，山東日照 262300）

0.引言

現代高科技產品的生產較為復雜，制造難度大，傳統生產設備的計量標準無法滿足人們對于產品的實際需求。隨著電子信息工程技術的發展，遠程計算逐漸開始在計量校準工作中普及，突破了傳統人工計量高成本、低效率的缺陷，極大地提高了產品測量數據的精確度以及可信度。質量決定了產品在市場中的競爭力，設備的測量準確度決定了質量的優劣，實現遠程計量校準，能提高校準準確度。

1.計算校準工作中遠程計算的優勢

遠程計算校準指的是為了獲取被校準儀器的計算特性而展開的一系列操作過程。隨著信息技術發展，遠程計算可以實現計算校準異地登陸操作，相較傳統的計量校準，更加能夠保證計量效果的準確度。遠程計算作為一種先進的計算方式，本質上都是針對被校準計量設備的計算校準，同樣會按照被校準計量設備的標準規范進行數據采集及處理。與傳統計算校準工作相比，遠程計算具有更為明顯的優勢，體現在以下幾個方面[1]：

（1）便捷性。遠程計算實現了虛擬化在線計算，不再依賴傳統的儀器轉移，不需要再將被校準設備送到指定機構進行專業檢測，就可以一步到位進行計算校準，還可以溯源到國家相關計量標準。對于部分緊急出現問題的儀器設備，能夠及時進行在線校準，保證了儀器設備能夠迅速地投入工作。極大地節省了計算校準的時間，同時極大降低校準的成本費用。在傳統計算校準工作中，需要進行數據溯源行為，而且必須按照由低到高的次序逐個完成。另外計算校準存在一定的時間限制，必須在一定的期限內定期進行校準。（2）穩定性。遠程計算由于是在線上進行校準工作，是在被檢測器具原本的環境下開展計算校準工作，極大地減少了因環境變化引起的不確定性，能夠在一定程度上避免校準環節因環境的不確定性引發負面影響，校準工作具備更好的穩定性，校準準確度更高，由此，也縮短了因被檢測設備校準引發的誤工時間。（3）靈活性。遠程計算在計算校準工作中不僅能夠開展在線檢測工作，還能夠對數據進行復檢，與傳統校準相比最重要的優勢是，可以隨時在校準工作完成前，根據實際校準需求隨時暫停計算校準，校準更為靈活，能夠滿足用戶多樣化的選擇需求。另外，在遠程計算過程中，上級的計算部門能夠對于下級計算檢測機構實現校準過程的直接控制，從而在根本上保證了計算校準工作的質量。（4）對比性。在實際計算校準工作中，數據溯源能夠進行數據對比，不僅需要與不同實驗室進行對比，還要與國際標準進行對比。與傳統計算校準相比，遠程計算極大地縮短了數據溯源時間，減少了被檢測設備的不穩定性，最大限度地提高了數據對比的精確度，能夠在線實現數據對比，精確掌握與其他數量標準之間的細微差距，其調節方式更加細致與精確。（5）有效監督。計算校準工作的最后一項是將校準數據保存在數據庫中，這些校準數據可以提供給用戶隨時進行調用、查閱。遠程計算有一定的計算標準和規范，校準人員需要從上級實驗室接收計算操作指令，在一定程度上提升被檢測設備的計算水平。良好的計量規范及體系可以實現在線監督，一方面確保遠程計算校準工作的順利展開，另一方面，廠家可以利用線上平臺對被檢測器具進行實時訪問，有助于促進校準計算水平的提高。

2.遠程計算在計量校準工作中的實現技術

目前，網絡技術不斷發展，寬帶帶寬持續擴展，逐漸在各行業領域普及。以光纖網絡寬帶為例，帶寬目前最大能夠達到100M～300M，當前主流網絡為4G移動網絡，移動帶寬也在100M 以上，而且5G網絡已經投放市場，5G網絡速度可達1000M。因此，網絡技術的發展為遠程計算的量化以及效率提供可實現的基礎。當前遠程計算工作中，需要考慮到計量標準、控制軟件以及測試儀器等對校準工作的影響目前，遠程計算技術主要分為2種，一種是在被檢測器具設備中，設置通用的網絡通信端口，利用端口接入網絡，實現標準設備與被校準設備的互相連接，進行一對一的通信校準，這種技術能夠有效避免外部環境的干擾，保證計算校準效果；另一種實現技術是在被檢測器具存在網絡接入能力較弱時，提供網絡通信接口的開發功能，借此提高遠程計算的效果。遠程計算的實現技術節點囊括了網絡化儀器計算機、計量校準模塊、數據采集裝置和計量校準系統，其中計算校準系統會有多種總線標準進行選擇，在實際校準過程中需要依照總線的標準規范，對設備進行分類改造。計量校準模塊可借用的網絡有廣域網、專線網絡以及局域網，其訪問的網絡模式有3種，即CB/S、B/S 和 C/S[2]。

在進行計算校準遠程計算系統構建時，一般采用混合結構提供計算技術支持。計量校準模塊不局限于特定的計算節點，可以在任何接入點經相應的計算節點通入網絡，利用客戶端發布計算校準數據。在計算校準系統中不難發現，其實現的根本是，將虛擬儀器結合網絡通信為現代計算校準工作。目前已經實現較為成熟的遠程數據傳輸技術包括了Web服務器、VI Server、Java、COM/DCOM等。

3.遠程計算在計量校準中的應用模式

3.1 互聯網

互聯網技術實現了信息溝通的便捷性，能夠在上級計算站和下級計算站之間建立數據信息傳輸渠道，從系統上完善了整個計算校準的統一性。主要做法是在下級計算站安裝校準系統以及監控系統，上級計算站運用互聯網將計算校準標準傳送到下級計算站，構建實時信息交互平臺。實際校準工作可由上級指揮下級工作人員完成，最后將計算校準過程中保存的數據實時傳達給上級計算站。另外，上級計算站可以對校準過程及結果進行評定，利用互聯網頒發相應的校準證書，這種應用模式相對來說更為簡便。

3.2 計算標準

結合遠程計算在計算校準過程中的特點，設計專門的計算標準，確保計算的精準度。遠程計算相較于傳統計算校準方式具備網絡通信和智能自動化雙重功能，減少了被檢測器具在運輸條件下的不穩定性，上級計算站通過自動計算校準軟件來完成計算校準工作，能夠準確地獲取下級計算站相應的校準數據。計算標準更加的準確，能夠確保校準數據的完整性。相比較前一種技術應用模式，這種方式能夠最大程度地降低數據泄露的風險，其穩定性更好。不過對于設計專業的計算標準，需要高技術人才，確保計算校準研制更加的規范，計算標準關系著被檢測器具的測量精度，影響產品質量。因此研究穩定性的計算標準是解決遠程計算校準的首要任務之一[3]。

3.3 控制環境變量

遠程計算不僅僅是面對可見的被檢測儀器，有時還需要面向特殊環境的遠程計算，比如太空真空環境、深海缺氧環境等。計算校準中的量值確定對于實際操作的標準依賴性比較低，校準的依據主要參考自然常數與事物內外因之間的聯系等，以此實現量值數據對比。與前面兩種應用模式相比，這種模式主要是面向未來在復雜的環境中進行計算校準，控制環境變量能夠有效的完善遠程計算的弊端，另外，對于遠程計算標準化的研究有著十分重要的意義。

4.結語

現代互聯網技術的發展為遠程計算在計量檢定工作中的應用提供了技術支持，這是計量行業的一種新模式。利用現代化技術手段，將互聯網與計算校準進行完美融合，可有效解決局部計算和標定過程中的問題，為計算校準提供了高效、準確、規范、科學的平臺，未來它將是一種不依賴物理標準的遠程計算應用模式，值得期待。