远程计量校准技术研究

章莹 胡玮 包乐鹏 蔡耀飞

摘 要：产品的质量与产品的测量有着密切的关系，计量仪器的校准对测量值的准确度有着直接的影响。计量仪器的校准通常是由上级计量站统一进行，现场校准存在着仪器运输、环境改变等因素影响，所以远程计量校准技术逐渐广泛运用。本文就远程计量校准技术进行简单介绍，对其未来发展提出自己的意见。

关键词：计量标准;计量校准;网络技术

随着互联网的高速发展，与多行业逐渐实现了远程操控的运用。在各种产品的运用中，用户可以通过网络技术进行远程控制，但设备的校准等方面仍需要专业人士去实地进行。而远程计量校准技术的运用，可以有效解决大部分的校准问题，减轻工作重量，加快工作效率。

一、计量校准

对于计量类的产品，在实际使用中会随着时间的增长，计量会产生一定的偏差。对于精密仪器的使用中，我们更需要做到每天一检，确保仪器在正常运行。对未知物品的测量与检测中，我们都需要提前选择一个已知物品进行测量，这样才能保证最后的测量结果的准确性。例如天平使用前用标准砝码进行称量。

在发生偏差的时候就需要通过校准来进行维护，从而使产品具有更准确的精度。以常见的天平秤为例，其使用中就需要定期进行校准。高精度和专业的天平需要去上一级的计量站进行校准，其校准的主要原理是通过标准砝码的称量，修改显示重量与实际重量之间的差值，从而使天平的显示为准确的数值。而天平的使用与环境、操作人员等都有密切联系，所以其具体的使用中可能仍然存在一定的误差[1]。

在一般实验室中，对计量类实验器材均需要进行校准后才能使用，其校准的方法也是各不相同的。由于计量类的产品对环境以及人员操作等均有较大的影响，所以其校准工作最好由使用人员在使用环境进行校准。以常见计量实验器材为例，在量筒的初次使用前，操作人员需要对出厂的量筒进行校准验证，例如1L的量筒可以容纳的水是一定的，将量筒量取的1L水放入天平秤上会得出一定质量，通过水的密度进行换算，对比相应数值就可以确定该量筒是否合格。但由于水在不同温度下密度会有一定的差别，所以该方法仍然存在一定的误差，同时也说明了环境对校准有很大的影响。

雖然计量站可以对天平秤等设备进行校准，但计量设备的中途运输以及校准环境和使用环境的差别，仍然会导致计量设备在实际使用中产生误差，所以远程计量校准技术就显得尤为重要了。

二、网络技术下的现场校准

随着互联网技术的日益成熟，远程操控逐渐走向了人们的视野之中。在一些大型的产品使用中通常会通过连接计算机来进行操控和记录，例如在收费站处地磅的使用。由于地磅的使用和安装环境限制，其校准通常是由上级计量单位，通过指派相应的工作人员，在实地进行校准和验证。通过验证的设备，由计量站发放证书，再将其投入使用。这种传统的校准方式，大大增加了计量站的工作时间，降低了其工作效率。所以一种网络技术下的一种远程校准技术就显得尤为重要。

在计量仪器的校准中，通常需要对安装环境进行考察，必须满足相关的安装要求。其具体的校准需要通过测量标准物质，从而判定仪器的实际测量差，从而对仪器的输出进行合理修正。远程计量校准技术，主要需要计量仪器的联网操作，现场环境的审核以及标准物质的测量[2]。像地磅这类的计量仪器，可以通过计算机的联网而实现一种远程操控这一需求，以现场摄像头满足对现场环境的监控，通过快递邮寄等方式从计量单位获得标准物质。通过远程的指挥和现场人员的配合，以现场监控为眼睛、网络技术为手段，实现互联网下的现场校准。

互联网下的现场校准可以有效降低计量校准的工作量，减少人员两地奔波所带来的时间损失，提高了计量校准的工作效率。这种方法的运用中，也可能存在运输途中标准物质的损坏或现场人员配合不佳等问题，从而造成最终的结果存在一定误差。

三、基于过程检测的远程校准

随着科技的发展，一些计量设备可以通过电脑模拟相应标准信号，从而定期对设备进行校准，从而使设备计量达到准确的效果。一些计量站也通过研究，将其数据监测和基准信号模拟等功能融合，从而制造出类似“黑匣子”的东西，通过连接监测设备就可以完成设备的远程计量校准。

这一类的远程检测设备，对运输的要求低于标准物质的要求，其检测校准的结果更加趋近真实的结果。其主要工作原理，通过电路模拟基准信号，通过采集相应的传感器读数，对结果进行实时校准，并且收集相关的称量记录，从而综合判断设备性能和可靠性，也使具体测量结果更加准确。此类方法可以在计量检测的过程中，实时收集相关数据，通过长期的数据走向判断仪器设备的老化程度[3]。而在每次计量前，可以通过仪器模拟的电信号来对计量仪器进行校准，使计量数值更加准确。通过网络的远距离传输仪器各方数据，从而达到远程校准的目的。

四、远程计量校准展望

远程计量校准可以有效降低人力成本，可以减小由环境所带来的误差，可以有效提高计量仪器的精确度和准确性。计量仪器检测校准的周期对于仪器的精密度也有着重要的影响，快速便捷的检测校准手段对于计量仪器的使用有重要的作用。

随着我国科技的不断发展，航空航天方面也取得巨大的成功，远程计量校准技术也应当朝着这个方面进行发展。底面的计量仪器通常是利用重力和周边空气的流动等进行设计。在航空航天中，由于重力的消失和真空的环境，其计量及相关仪器的工作原理也不再相同。而航空领域的仪器，其使用频率以及使用环境的不同，注定不能定期进行现场校准，所以发展远程计量校准技术时，需要从设计生产中就开始考虑，让仪器在不同环境中也可以通过无线信号完成自检和校准的工作[4]。

五、结束语

计量校准可以保证仪器的正常运行，使仪器的准确度和精密度有所保证。而远程计量校准技术的发展可以有效降低距离所导致的人员成本，加快其校准的工作效率。高效、准确、快速、便捷的检测校准手段，是当今社会发展必然的追求，远程计量校准技术响该方面发展，从而满足社会所需。

参考文献：

[1]海宁.常用电子天平的校准法研究[J].轻工标准与质量，2019（06）：88-89.

[2]史春珍.电子秤检定校准方法探究[J].科技经济导刊，2019，27（20）：31-32.

[3]梁志国，吕国义，尹肖，孙浩琳，张大治.一种适用于现场原位校准的双输入激励方法[J].计量学报，2019，40（01）：140-145.

[4]吴卓昊. 航天器总装姿态自动测量关键技术与应用研究[D].战略支援部队信息工程大学，2018.

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