現代測試計量技術與儀器研究分析

董建偉

山東省濟寧市嘉祥縣檢驗檢測中心 山東 濟寧 272400

引言

現代檢測技術儀器是在常規測量技術基礎上發展的一種新技術、新的設備，它是對現有檢測技術手段的改造和發展。因此，與常規的檢測測量技術相比較，它不僅具有較高的檢測精度和檢測精度，而且具有較高的自動化水平，既能配合現代電腦技術工作，又能協助其他的軟硬件進行測量工作。因而，測驗測量技術和儀表的作用越來越大，使用范圍也越來越廣。然而，在激烈的市場環境下，技術工作者迫切地要求科研工作者深入地研究和分析國內的先進測量技術與設備，尋找與世界先進水平之間的巨大差異，并在此基礎上尋求其今后的發展方向。

1 現代測量儀表的特征

1.1 智能化

隨著現代科技的不斷發展，對檢測設備的需求不斷提高，智能化技術要不斷運用到實際工作中，既可以實現對各種儀表的自動化管理，又便于裝配和便于搬運，而傳統測量儀表則有很大不同，每個部件都會對設備的部件和性能產生一定的影響，導致傳統測量儀表受到多方面限制[1]。智能化是當今測量技術中最顯著的特點，計算機技術可以對資料進行智能加工，能夠用計算機直接進行平均值計算；由于采用了線性化等運算方式，提高了綜合計算、模糊信息處理和傅里葉轉換等運算效率，使得測量過程更加簡便快捷，同時也降低了人工計算的影響，提高了測量信息的精確度，使得所得到的信息更加全面、直觀和可靠?，F在的測量儀被稱為智能測試儀，它的主要功能在于處理器，能夠與當前的運算處理技術結合在一起，可以進行選擇和調整，能夠根據需要對數據進行合理的分析，將設備的功能最大化。自動檢查也是一項很大的工作，可以通過電腦的自動檢查，排除問題，并且詳細進行記錄，為操作者的工作提出了極為精確的解決辦法和思路。

1.2 軟體管理

現代測控儀表以計算機技術為基礎，實現了自動的極性判定、自動穩零放大，非線性補償、自動報警、自動過載能夠自動完成所有的自動操作，都是通過計算機的自動設置和操作，這樣可以大大縮短設備的設備配置，減小設備的體積，減小設備的能耗，提高設備的工作性能和可靠性。

1.3 高效性

提高計量檢測的效能一直是檢驗檢測設備的最終目的，檢測的速率要從檢測取樣、信號的放大、信號的濾波和整流、現行賠償等多個方面開始進行統計，直到成果的產出。目前常用PC的取樣頻率都在500MHz左右，模數取樣頻率也在1GHz以下。同時，顯示、存儲、通訊、打印等業主的工作也在不斷加快，從而達到高效、高水平的現代測量檢測。

經過現代化的信息科技優化后，現代測量儀表效能遠遠超越了傳統儀表。比如64比特的PETIUM的時鐘頻率至少為133 MHz。A/D變換的速度是1GHz，足夠快速地進行數據的收集和變換、顯示，儲存，繪制，輸出等工作過程。

在它的信息融合方面和參數法中，現代計量方法能夠對不同的空間、時間、數量等多個不同的參量進行處理，從不同的視角對取樣的數據進行處理，充分體現了它的智能和精確性。

2 論現代測量與測量技術的設備問題

我國處于工業化初期，無論是檢測技術還是檢測設備，都離發達國家還有很大的距離。

2.1 技術革新觀念仍然滯后

技術革新一直是中國制造業的一大難題，因此，在測量技術和設備發展上，自然也飽受折磨。由于技術的滯后和創新的不足，使得我國在測量測量技術、測量儀器等領域的創新性較差，而目前國際上主要的測量測量技術與裝備都是由國外自行開發和研制的。不得不說，在科技落后，沒有足夠的技術和設備的情況下，想要進行創新的確很難，但也正因為如此，對測量技術和設備的理解不夠，才會造成鼠目寸光。由于科研經費的缺乏、轉換周期的減少、只顧短期收益、忽視長期收益等一系列的滯后認識，使得我國的檢測測量技術與設備的發展受到了限制。

2.2 缺乏尖端和高附加值領域的技術

在當前的主流檢測測量技術和儀表應用中，幾乎100%都被外國廠家壟斷，而高端的檢測設備和技術價格高昂，導致了設備的成本上升。不過，國內部分大型設備的銷售價格與其所創造的價值相比幾乎可以說是微不足道。因此，在高附加值領域檢測測量技術與設備匱乏的大環境下，從而使測試測量技術和儀表的發展更加激烈。

2.3 測試計量理論缺乏工程實踐支持

測試計量技術與儀器需要不斷在工程實踐發展中進步，所以國內的測試計量技術和儀器發展也需要如此。但由于該行業理論研究的人才較多，而擁有工程實踐的研究者卻比較稀少，所以即使理論研究再進步，實踐中也會大打折扣。所以許多時候研究都處于理論研究的重復，長此以往，研究者也越來越少，行業人才減少勢必影響行業發展。

2.4 缺少實際的試驗測量原理支撐

隨著我國試驗測量技術和儀表的發展，我國試驗測量技術和儀表的發展也必須與時俱進。然而，在從事這一領域的理論研究的人員相對較少，而從事實際工作的人員相對較少，因此，即便是在理論上取得了很大的進展，在實際應用中也會受到很大的影響。隨著時間的推移，科研人員的數量會不斷下降，這個產業的發展必然會受到限制。

2.5 測試計量的精度不足

隨著國防科研和教育生活的不斷發展，測驗和測量技術已滲透到了萬業之中，對各行業的測量精度要求也越來越高。在測量的范圍內，機器的測量精度由lum提高到0.00um，或者更高。而在微觀方面，由于納米技術的不斷發展和運用，人們對微觀世界的無限遐想也就多了起來，所以檢測的尺度也在逐漸縮小，以納米為單位。從宏觀上看，由于外太空和海洋探索的需求，測量范圍不斷擴大，到現在為止，10的20-30次方是有希望達到的。不管從什么程度上來說，現在的測量技術和設備都在不斷地提高著精度。

3 測量設備的發展前景

3.1 改進處理方式

在當今測量技術發展，先進的信息處理技術如：模糊信息處理技術、數據融合技術、神經網絡技術等，使測量設備的測量能力得到顯著提高。在檢測受到隨機因素影響比較大的物體時，可以利用重復觀察將采集到的信息進行融合，提高檢測的準確性和可靠性。在實際的測試中，采用了模糊符號取代了單純的測量信息，方便了更高層次的邏輯推斷。將智能處理技術運用于測量儀器，讓其能夠模仿人類的大腦進行工作，可以增強測量設備的性能，使得測量設備的拓撲和權重使用的靈活性，從而為測量設備的發展提供了更多可能。

3.2 實現高智能化、標準化和通用化發展

當前，計量檢測儀表的智能表現為：智能化控制模擬操作口令，而今后將會有更高層次的智能語音，更加先進的虛擬技術，更加智能化的軟體設備等。比如，先進的智能語音系統不但能夠根據語音進行操作，而且能夠用圖形的方式來實現對儀器的操作和學習、組織等多種功能。與此同時，設備不斷地得到改進，讓設備的軟件變得更加強大，通過使用虛擬技術，可以降低硬件設備的使用，節省設備的費用，讓設備更加美觀、更加實用。智能傳感器、控制系統等智能設備的運用，可以有效地提高儀表的智能水平，從而實現更多樣化的功能，更可靠的運行。

而要使現代計量檢測設備與信息化技術相融合，方便各體系的數據交換，對現有的測控設備進行改造和改進，使其達到規范化和通用性是非常有意義的。目前，在連接測試設備時，總要有很多的接口和各種類型的線路，這會對技術的推廣產生一定的阻礙，從而使總線和界面之間的聯系變得更加緊密；標準化、通用化的接口和線路系統優化，能直接滿足界面的兼容性，方便了以后的系統優化、升級和改造。而隨著測量設備的普及和規范化，它可以在不同的區域內進行大規模的聯網應用，而不會受到時空的限制，但也不會對各個不同的設備造成任何的干擾，所以，針對單一對象進行獨立的探測，可以讓檢測系統進行獨立的工作。當對復雜、信息量大的物體進行探測時，可以通過智能聯結來構成一個全面的、智能的測控網絡，從而達到高效率、快捷的測控。另外，通過與無檢測網的連接，接收來自其他系統的數據，真正地將現代信息技術運用于計量儀器中，從而改善儀表的功能和性能，提高檢測結構的可靠性[2]。

3.3 新型信息技術

新型信息的引入，必然會提升各種計量學的效能，讓計量學發揮出最大的效能，特別是對多種物質性的測量特性，例如將傳感器各種元件與模型結合起來，就可以制造出最精密的精密測控設備，而無須使用精密的資料與資料，以及將傳感器運用于熱處理爐溫度自動化測溫。在復雜的環境中，通過對多個干擾因素進行分析，能夠對信號進行精確的提取，然而，在結構上，對模糊數據的處理仍不完善；在拓撲、權重比較方面還差得遠?；谛畔⒌奶幚?，若利用智能化儀表中的軟件來進行采集、濾波、傳輸、修正等程序會使其性能得到極大的提高。

3.4 智能化裝置應用

為了建立一個多樣化的測量系統，引進新型設備是一個重要的課題，它的好壞直接關系到儀表的質量。例如：虛擬軟件、單片機、射線、 DSP、微/納米技術普及、WPS、電站設備等，這些都是由現代化的設備改造而成的。甚至還有用機械人進行測量的。

4 優化測量與檢驗工作的策略

4.1 確定科學合理的測量計劃

測量計劃應從測量數據的轉移和數據的控制兩個層面入手。在測量中，經常使用量值傳遞方式來完成周期校驗，這樣做比較簡單，便于管理者定期進行校驗。但這種檢驗方法也有其不足之處，即對檢驗人員、檢驗方法和檢驗儀器的全面評價效果不高，因而不能保證檢驗的準確性。采用定量統計模型對檢測程序進行監控，保證了檢測結果的不穩定，保證了檢測結果的準確性。

4.2 強化技術控制

在測量產品的實際質量時，往往會受多種影響，比如測量周圍的濕度、環境溫度、周圍干擾等，都會對測量結果造成一定的影響。測量中，測量員要依據現場的實際情況，對測量的測量結果進行全面的評價，保證測量的準確性；在進行測試時，要對濕度計、氣壓計等進行調節。此外，日常測量中的各種環境指標也要進行詳細的記載，以便以后進行相關的資料分析時可以考慮到。

4.3 制訂特定的體制和準則

要使計量檢驗工作的正常開展，相關人員必須從專業技術、工作態度、工作態度等方面著手，對設備操作流程、檢測工作的偏差進行規范，并制訂一套規范操作規程，以指導有關工作人員的工作。其一，要根據測量工作的具體情況，制定符合檢驗工作要求的行為準則，以提高檢驗工作的質量和水平。其二，按照有關標準，對檢驗儀器進行維修和維修[3]。

5 結束語

在今后的測量研究中，應加強對以上問題的探討，建立新型測量標準體系，探索測量的新領域，持續提供科學研究的結果、新的資料、新的技術和工藝，將整個測量系統都融合在一起，從理論到實際，再到新的技術形成良性機構，在更多的領域中得到廣泛的運用。