淺議儀器儀表自動化校驗系統的構建

王松

摘 要 由于電子測量的日益復雜和人工測量的相對延遲，自動測試已成為不可避免的趨勢。自動測試易于滿足測試內容復雜、利用率高的要求，在測量部門和一些大中型企業中，有信號源、光譜儀等多種儀器。這些儀器本質上是帶有微處理器的智能儀器，企業每年都會對其進行審查。由于其系統功能多樣、校準和質量驗證的節點復雜，存在大量的非重復性校準工作，極易導致質量操作管理人員疲勞和臨時出錯，自動化質量測試系統可以更好地解決這一問題。

關鍵詞 儀器儀表 自動化校驗 系統設計

中圖分類號：TP29;TH7 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2022）02-0010-03

在科學技術不斷發展的過程中，對測量質量和效率提出了更高的要求。現有的手工測量方法已不能滿足人們的需要。自動校準系統的出現更好地解決了這個問題。自動校準是一種新的科技產品，具有許多優點：以電子計算機為主要操作工具;自動化程度高，除了安裝和接線測試儀，其余工作由計算機完成;系統數據庫可根據實際需要接入局域網，幫助企業有效實施電表的網絡管理。

1 自動化校驗系統

自動校準智能數字校準自動壓力測量系統主要由自動校準真空源、自動數字校準壓力氣壓源、自動數字校準壓力液壓源及智能壓力自動控制測量管理軟件系統、全自動壓力測量智能壓力、標準自動測量壓力控制測量標準信號自動控制電流輸出、變送器自動壓力測量標準壓力控制電流等模塊組成，測量管理系統智能攝像機自動校準測量系統圖像機主要是用于處理自動智能校準壓力自動計量和儀表的自動測量發電機三個子部分。自動智能壓力高精度自動校準智能壓力測量管理系統標準件由多不同寬度的多個智能自動校準專用壓力測量管理軟件模塊和多個采用智能多功能精密自動校準數字組合智能校準壓力自動計量的儀表系統模塊聯合組成。同時，智能自動數字校準智能壓力測量管理軟件系統主要組件由多臺專用智能計算機、專用智能壓力測量數據采集卡和管理卡、打印機和精心設計進行準備、反復自動進行調試的智能壓力測量專用數據管理軟件四個系統模塊組成，并同時需要輔以按相關國際標準規定和相關國家標準自行設計研制生產的智能壓力自動測量專用管理軟件裝置以及壓力管理軟件。

2 自動化校驗系統構建時應注意的要點

2.1 系統校準

被檢儀器設備的校準檢定通過輸入規范信號完成，在規范信號輸入之后，被檢儀器設備的值便能展開適當的調整，包括顯示系數及標準值。因為水平已獲得大幅的提高，大多數被檢儀器設備也具有自動校準基本功能，因而原本繁冗的人工操作被省略了，施行系統控制的技術骨干僅僅需要按程序提示按動面板鍵

即可。

2.2 系統檢定

客戶可根據需要隨機選擇檢驗點。要檢查的設備通常顯示三個經濟指標：24小時、1個季度和1年。該系統允許用戶響應不同的時間和間隔，并可以根據不同的技術參數靈活選擇數據處理形式。

3 儀器儀表自動化校檢系統的組成構造

3.1 儀器儀表

建立自動校準系統必須使用多種智能儀器。系統中使用的儀器和輔助設備的科學性和可靠性在很大程度上決定了自動校準系統的實際運行質量。標準儀表和被測儀表是儀表自動校準中不可缺少的重要測量儀表，包括信號源、示波器校準裝置、交直流標準源、功率表、示波器、頻率表、數字萬用表等配套設備。

3.2 系統硬件構成

計算機設備是網絡系統中軟硬件的重要組成部分，配備主要有網絡接口、輔助通信設備、網絡適配器等，對一臺計算機的網絡配置功能要求不高，總體水平足夠。可控儀器設備的接口能對外部輸入數據及時做出反應，運行中的問題能及時適應，摒棄了過去單純依靠硬件解決問題的不足，提高了系統的功能性。系統具有校準功能，促進了具有測量測試精度的系統整體穩步提高，網絡適配器軟件結構等網絡輔助測試設備的廣泛應用等也可以在一定程度上大大改善系統的數據控制處理功能，提高系統的測量驗證測試性能和提高測量測試結果的精確初始計算速度。

3.3 系統軟件的特點

軟件在測量儀器和各種測量電子設備的自動化校準中一直起著重要的主導作用。充分考慮提高系統化的運行管理效率，從不同技術層次、不同應用角度可以實現系統化的運行性能要求。另外，它們還可以同時控制多臺計算機自動執行各種測量數據處理和進入輸出控制操作，自動校準系統的軟件可以使用操作系統主窗口的64位高性能和即插即用特性，并在操作期間啟用自動校準系統，通過GPIB接口的命令語言進行精確的數據傳輸和定位，實現打印、保存人機對話和數據查詢。

3.4 定向設置專業自動化校驗部門

在一些擁有一定經營規模的專門機構及煤炭企業中，為促使教育資源獲得有效的配置，可以設置專門機構的檢驗職能部門來展開電子儀器校驗工作，這樣不但解決了因為儀器儀表檢驗工作的任務量很大而

影響管理效率的難題，與此同時也可以根據校驗工序的不同采納適合的系統，促成各個單位之間的工作的連接。

3.5 著重發展校驗系統的安全性和穩定性

隨著現代科技的進步，自動化系統更加先進，對校驗過程中由多變性及不確定性引起的難題，還會愈加安全高效地預防，隨著自動化系統的日益創新，儀器儀表自動化校驗系統還必將在安全性及穩定性方面獲得很大的提升。

3.6 加快產品更新速度的同時提高產品質量

現階段消費市場上的商品更新周期愈來愈短，設計愈來愈繁雜，使測驗工程師們感覺到更大的壓力。為了愈加具備消費市場競爭能力，測驗系統的設計不但應該迎合可以靈便支持不同商品分析模型適用，還要不斷完善。在創新的同時，更應該重視系統的精確性及可靠性，從而提升商品的消費市場競爭能力。

4 儀器儀表自動化校驗系統設計構建的內容

4.1 可視化的BASIC語言

一方面，使用動態鏈接庫技術可以有效改進應用計算機內部和對外輸出數據端口的動態計算。另一方面，采用一種串行數據通信鏈接方式可以作為應用程序的可編程數據接口，科學地降低了程序設計的操作難度，降低了應用程序的系統內存余量利用率，使系統運行平穩。如果一個規模驗證程序編程操作系統同時運行需要復雜的大中小幾個規模數據驗證處理程序，可以優先考慮直接通過一個資源共享的規模驗證程序方式對其進行驗證處理，通過幾個大中小規模驗證程序同時一起運行可以實現其所有驗證功能，縮短整個驗證程序編程系統運行中的時間，提高整個驗證程序編程系統工作效率。[2]

4.2 系統應用

Windows XP已被Window 7取代，因此在設置環境時應選擇最新的操作系統。編程的實施與遠程儀器設備操作手冊和界面相應的命令語言的應用密不可分，在系統中，模塊化的人機交互軟件可以在系統運行時及時向屏幕發送文字，用戶可以輸入指令，實現測試系統的動態數據交換、查詢和打印。

4.3 系統設計原則和構成

系統設計的主要準則是以提升測量品質及測量精確度為前提條件，與此同時還要留意設備的選用狀況及降低財政資金的投入，采納的形式通常為GPIB的總線形式，是一種智能的儀器設備，設備中應該具有微處理器的規范選用儀器設備，與此同時規范應該統一。

被檢設備：輸出功率計、頻率計、示波器、數字萬用表等。

程序設置：儀器自動化校準系統設置通常需要使用一些相關軟件來增強系統的應用程序。軟件選型仍然是儀表自動化系統的核心內容部分，因此軟件設置需要嚴謹。通過計算機技術與設備間的反復調試，進而來促成計算機技術及設備間的無縫連接操作，提升操作使用性能。計算機技術及GPIB的銜接難題是程序設置中應該重點注意的具體內容，如果您使用軟件系統，則需要相應地提高選擇的效率和軟件系統的質量。

相關設備應用：儀器儀表自校準系統中的可編程設備需要通過相應的設備了解外部數據，以提高設備和設備選型的效率。應該將儀器設備內部的工作狀態予以調整，以往的很多硬件形式不太能夠更好地滿足系統軟件的運行，因而，便應該通過相關儀器的使用來解決這一難題。通過對于儀器的使用，能夠降低應用的成本，可以提高使用管理效率的同時顯著提高微處理器的使用率。

5 構建時的注意事項和具體構建措施

5.1 設計構建時的注意事項

為保證儀表和測量裝置的自動校準系統在施工后能正常使用，施工中應考慮以下問題。

5.1.1 系統校準

系統校準的具體功能是：必須從專業設備發出標準信號，并通過遙控器在被測設備上傳輸信號。可及時設置被測裝置值與允許值之間的偏差。隨著現代計算機信息技術的不斷進步發展，操作系統也逐漸變得越來越安全完善。目前，數據校準調整不再僅僅需要由專業技術人員手動就能執行。被動檢測系統儀器設備可根據系統預控制程序進行設計化并實現自動數據校準，大大降低了被測工作管理成本，提高了被測系統工作效率。在各種緊急情況下，如果是電源發生故障，存儲芯片還可以自動存儲系統運行期間自動生成的大量數據。

5.1.2 系統驗證

通過同時操作移動計算機應用系統和同時使用手機應用程序，可以輕松實現檢測儀器和自動測量電子設備的自動識別校準和智能檢測識別功能，系統驗證檢測方法的正確使用過程更加舒適，識別檢測點位置可由手機用戶自行確定，數據分析驗證工作結果同時可通過移動操作系統進行實時自動顯示。

5.2 設計構建時的具體措施

5.2.1 設立專門的儀器和測量設備自動校準部門

由于儀器檢測工作量大，一些大型機構和公司設立專門部門可以充分發揮自動校準系統的作用，使系統穩定，打破傳統，改變校準模式，顯著提高勞動生產率，優化資源配置;在這種背景下，企業可以成立專業部門負責校準儀器，這樣不僅可以實現有效的資源配置，提高工作效率，也可以根據不同需要引入合適的校準系統進行校準，提高檢驗質量。[3]

5.2.2 促進安全穩定儀器校準系統的開發

近年來，隨著科學技術的飛速發展，由于校準過程復雜，內部元件眾多，系統運行中存在許多未知因素。為了保證系統的可靠性和穩定性，標定工作能夠順利進行，標定結果準確，控制系統軟件不斷開發和完善，有效解決了試驗過程中的可變性和不穩定性問題，有效地加強了自動校準系統的安全性和穩定性。

5.2.3 加速測試產品設計的開發復雜性，縮短產品設計開發周期

現在的汽車測試設備工程師已經面臨著許多新的市場挑戰。他們需要面對的就是產品設計比以前更復雜;為了能夠保持核心競爭力并能夠滿足廣大客戶的實際需求，開發周期必須越來越短。汽車測試和產品測量中最直接的發展趨勢也就是測試設備的設計復雜性不斷急劇增加。例如，娛樂信息電子、通信和通用半導體三個行業必須繼續按照要求將數字圖像/數碼視頻、高保真音頻、無線通信和移動互聯網視頻連接系統集成到單個測試產品中。

6 結語

儀器自動測量校準系統的基礎設計和硬件配置非常復雜，因此它在設計工作過程中必須注意確保設計思路清晰。系統的硬件組成一般需要兩部分：系統硬件和相關軟件，其中需要包括大量的基礎學科知識。在整個系統設計過程中，必須考慮許多因素，必須科學仔細，系統中包含的軟件設備必須實時監控，以確保系統審查結果真實。自動校準系統的應用徹底改變了傳統的手動校準方法，節省了大量工作，降低了公司的生產成本，提高了勞動效率，進而增加了公司的利潤。

參考文獻：

[1] 王威.關于儀表自動化主要應用的思考[J].東方企業文化，2014（12）：268.

[2] 翟小英.淺析儀表自動化工程的質量控制[J].中國新技術新產品，2014（12）：43.

[3] 黃輝.化工行業儀器儀表自動化工程施工管理簡析[J].機電信息，2012（24）：160-161.