董建偉

山東省濟(jì)寧市嘉祥縣檢驗(yàn)檢測(cè)中心 山東 濟(jì)寧 272400

引言

現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)儀器是在常規(guī)測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展的一種新技術(shù)、新的設(shè)備，它是對(duì)現(xiàn)有檢測(cè)技術(shù)手段的改造和發(fā)展。因此，與常規(guī)的檢測(cè)測(cè)量技術(shù)相比較，它不僅具有較高的檢測(cè)精度和檢測(cè)精度，而且具有較高的自動(dòng)化水平，既能配合現(xiàn)代電腦技術(shù)工作，又能協(xié)助其他的軟硬件進(jìn)行測(cè)量工作。因而，測(cè)驗(yàn)測(cè)量技術(shù)和儀表的作用越來(lái)越大，使用范圍也越來(lái)越廣。然而，在激烈的市場(chǎng)環(huán)境下，技術(shù)工作者迫切地要求科研工作者深入地研究和分析國(guó)內(nèi)的先進(jìn)測(cè)量技術(shù)與設(shè)備，尋找與世界先進(jìn)水平之間的巨大差異，并在此基礎(chǔ)上尋求其今后的發(fā)展方向。

1 現(xiàn)代測(cè)量?jī)x表的特征

1.1 智能化

隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，對(duì)檢測(cè)設(shè)備的需求不斷提高，智能化技術(shù)要不斷運(yùn)用到實(shí)際工作中，既可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種儀表的自動(dòng)化管理，又便于裝配和便于搬運(yùn)，而傳統(tǒng)測(cè)量?jī)x表則有很大不同，每個(gè)部件都會(huì)對(duì)設(shè)備的部件和性能產(chǎn)生一定的影響，導(dǎo)致傳統(tǒng)測(cè)量?jī)x表受到多方面限制[1]。智能化是當(dāng)今測(cè)量技術(shù)中最顯著的特點(diǎn)，計(jì)算機(jī)技術(shù)可以對(duì)資料進(jìn)行智能加工，能夠用計(jì)算機(jī)直接進(jìn)行平均值計(jì)算；由于采用了線性化等運(yùn)算方式，提高了綜合計(jì)算、模糊信息處理和傅里葉轉(zhuǎn)換等運(yùn)算效率，使得測(cè)量過(guò)程更加簡(jiǎn)便快捷，同時(shí)也降低了人工計(jì)算的影響，提高了測(cè)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(xiàn)在的測(cè)量?jī)x被稱為智能測(cè)試儀，它的主要功能在于處理器，能夠與當(dāng)前的運(yùn)算處理技術(shù)結(jié)合在一起，可以進(jìn)行選擇和調(diào)整，能夠根據(jù)需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的分析，將設(shè)備的功能最大化。自動(dòng)檢查也是一項(xiàng)很大的工作，可以通過(guò)電腦的自動(dòng)檢查，排除問(wèn)題，并且詳細(xì)進(jìn)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(xiàn)代測(cè)控儀表以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)的極性判定、自動(dòng)穩(wěn)零放大，非線性補(bǔ)償、自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)過(guò)載能夠自動(dòng)完成所有的自動(dòng)操作，都是通過(guò)計(jì)算機(jī)的自動(dòng)設(shè)置和操作，這樣可以大大縮短設(shè)備的設(shè)備配置，減小設(shè)備的體積，減小設(shè)備的能耗，提高設(shè)備的工作性能和可靠性。

1.3 高效性

提高計(jì)量檢測(cè)的效能一直是檢驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備的最終目的，檢測(cè)的速率要從檢測(cè)取樣、信號(hào)的放大、信號(hào)的濾波和整流、現(xiàn)行賠償?shù)榷鄠€(gè)方面開始進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，直到成果的產(chǎn)出。目前常用PC的取樣頻率都在500MHz左右，模數(shù)取樣頻率也在1GHz以下。同時(shí)，顯示、存儲(chǔ)、通訊、打印等業(yè)主的工作也在不斷加快，從而達(dá)到高效、高水平的現(xiàn)代測(cè)量檢測(cè)。

經(jīng)過(guò)現(xiàn)代化的信息科技優(yōu)化后，現(xiàn)代測(cè)量?jī)x表效能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了傳統(tǒng)儀表。比如64比特的PETIUM的時(shí)鐘頻率至少為133 MHz。A/D變換的速度是1GHz，足夠快速地進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集和變換、顯示，儲(chǔ)存，繪制，輸出等工作過(guò)程。

在它的信息融合方面和參數(shù)法中，現(xiàn)代計(jì)量方法能夠?qū)Σ煌目臻g、時(shí)間、數(shù)量等多個(gè)不同的參量進(jìn)行處理，從不同的視角對(duì)取樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，充分體現(xiàn)了它的智能和精確性。

2 論現(xiàn)代測(cè)量與測(cè)量技術(shù)的設(shè)備問(wèn)題

我國(guó)處于工業(yè)化初期，無(wú)論是檢測(cè)技術(shù)還是檢測(cè)設(shè)備，都離發(fā)達(dá)國(guó)家還有很大的距離。

2.1 技術(shù)革新觀念仍然滯后

技術(shù)革新一直是中國(guó)制造業(yè)的一大難題，因此，在測(cè)量技術(shù)和設(shè)備發(fā)展上，自然也飽受折磨。由于技術(shù)的滯后和創(chuàng)新的不足，使得我國(guó)在測(cè)量測(cè)量技術(shù)、測(cè)量?jī)x器等領(lǐng)域的創(chuàng)新性較差，而目前國(guó)際上主要的測(cè)量測(cè)量技術(shù)與裝備都是由國(guó)外自行開發(fā)和研制的。不得不說(shuō)，在科技落后，沒(méi)有足夠的技術(shù)和設(shè)備的情況下，想要進(jìn)行創(chuàng)新的確很難，但也正因?yàn)槿绱?，?duì)測(cè)量技術(shù)和設(shè)備的理解不夠，才會(huì)造成鼠目寸光。由于科研經(jīng)費(fèi)的缺乏、轉(zhuǎn)換周期的減少、只顧短期收益、忽視長(zhǎng)期收益等一系列的滯后認(rèn)識(shí)，使得我國(guó)的檢測(cè)測(cè)量技術(shù)與設(shè)備的發(fā)展受到了限制。

2.2 缺乏尖端和高附加值領(lǐng)域的技術(shù)

在當(dāng)前的主流檢測(cè)測(cè)量技術(shù)和儀表應(yīng)用中，幾乎100%都被外國(guó)廠家壟斷，而高端的檢測(cè)設(shè)備和技術(shù)價(jià)格高昂，導(dǎo)致了設(shè)備的成本上升。不過(guò)，國(guó)內(nèi)部分大型設(shè)備的銷售價(jià)格與其所創(chuàng)造的價(jià)值相比幾乎可以說(shuō)是微不足道。因此，在高附加值領(lǐng)域檢測(cè)測(cè)量技術(shù)與設(shè)備匱乏的大環(huán)境下，從而使測(cè)試測(cè)量技術(shù)和儀表的發(fā)展更加激烈。

2.3 測(cè)試計(jì)量理論缺乏工程實(shí)踐支持

測(cè)試計(jì)量技術(shù)與儀器需要不斷在工程實(shí)踐發(fā)展中進(jìn)步，所以國(guó)內(nèi)的測(cè)試計(jì)量技術(shù)和儀器發(fā)展也需要如此。但由于該行業(yè)理論研究的人才較多，而擁有工程實(shí)踐的研究者卻比較稀少，所以即使理論研究再進(jìn)步，實(shí)踐中也會(huì)大打折扣。所以許多時(shí)候研究都處于理論研究的重復(fù)，長(zhǎng)此以往，研究者也越來(lái)越少，行業(yè)人才減少勢(shì)必影響行業(yè)發(fā)展。

2.4 缺少實(shí)際的試驗(yàn)測(cè)量原理支撐

隨著我國(guó)試驗(yàn)測(cè)量技術(shù)和儀表的發(fā)展，我國(guó)試驗(yàn)測(cè)量技術(shù)和儀表的發(fā)展也必須與時(shí)俱進(jìn)。然而，在從事這一領(lǐng)域的理論研究的人員相對(duì)較少，而從事實(shí)際工作的人員相對(duì)較少，因此，即便是在理論上取得了很大的進(jìn)展，在實(shí)際應(yīng)用中也會(huì)受到很大的影響。隨著時(shí)間的推移，科研人員的數(shù)量會(huì)不斷下降，這個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必然會(huì)受到限制。

2.5 測(cè)試計(jì)量的精度不足

隨著國(guó)防科研和教育生活的不斷發(fā)展，測(cè)驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)已滲透到了萬(wàn)業(yè)之中，對(duì)各行業(yè)的測(cè)量精度要求也越來(lái)越高。在測(cè)量的范圍內(nèi)，機(jī)器的測(cè)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(shù)的不斷發(fā)展和運(yùn)用，人們對(duì)微觀世界的無(wú)限遐想也就多了起來(lái)，所以檢測(cè)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(cè)量范圍不斷擴(kuò)大，到現(xiàn)在為止，10的20-30次方是有希望達(dá)到的。不管從什么程度上來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在的測(cè)量技術(shù)和設(shè)備都在不斷地提高著精度。

3 測(cè)量設(shè)備的發(fā)展前景

3.1 改進(jìn)處理方式

在當(dāng)今測(cè)量技術(shù)發(fā)展，先進(jìn)的信息處理技術(shù)如：模糊信息處理技術(shù)、數(shù)據(jù)融合技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，使測(cè)量設(shè)備的測(cè)量能力得到顯著提高。在檢測(cè)受到隨機(jī)因素影響比較大的物體時(shí)，可以利用重復(fù)觀察將采集到的信息進(jìn)行融合，提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可靠性。在實(shí)際的測(cè)試中，采用了模糊符號(hào)取代了單純的測(cè)量信息，方便了更高層次的邏輯推斷。將智能處理技術(shù)運(yùn)用于測(cè)量?jī)x器，讓其能夠模仿人類的大腦進(jìn)行工作，可以增強(qiáng)測(cè)量設(shè)備的性能，使得測(cè)量設(shè)備的拓?fù)浜蜋?quán)重使用的靈活性，從而為測(cè)量設(shè)備的發(fā)展提供了更多可能。

3.2 實(shí)現(xiàn)高智能化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化發(fā)展

當(dāng)前，計(jì)量檢測(cè)儀表的智能表現(xiàn)為：智能化控制模擬操作口令，而今后將會(huì)有更高層次的智能語(yǔ)音，更加先進(jìn)的虛擬技術(shù)，更加智能化的軟體設(shè)備等。比如，先進(jìn)的智能語(yǔ)音系統(tǒng)不但能夠根據(jù)語(yǔ)音進(jìn)行操作，而且能夠用圖形的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)儀器的操作和學(xué)習(xí)、組織等多種功能。與此同時(shí)，設(shè)備不斷地得到改進(jìn)，讓設(shè)備的軟件變得更加強(qiáng)大，通過(guò)使用虛擬技術(shù)，可以降低硬件設(shè)備的使用，節(jié)省設(shè)備的費(fèi)用，讓設(shè)備更加美觀、更加實(shí)用。智能傳感器、控制系統(tǒng)等智能設(shè)備的運(yùn)用，可以有效地提高儀表的智能水平，從而實(shí)現(xiàn)更多樣化的功能，更可靠的運(yùn)行。

而要使現(xiàn)代計(jì)量檢測(cè)設(shè)備與信息化技術(shù)相融合，方便各體系的數(shù)據(jù)交換，對(duì)現(xiàn)有的測(cè)控設(shè)備進(jìn)行改造和改進(jìn)，使其達(dá)到規(guī)范化和通用性是非常有意義的。目前，在連接測(cè)試設(shè)備時(shí)，總要有很多的接口和各種類型的線路，這會(huì)對(duì)技術(shù)的推廣產(chǎn)生一定的阻礙，從而使總線和界面之間的聯(lián)系變得更加緊密；標(biāo)準(zhǔn)化、通用化的接口和線路系統(tǒng)優(yōu)化，能直接滿足界面的兼容性，方便了以后的系統(tǒng)優(yōu)化、升級(jí)和改造。而隨著測(cè)量設(shè)備的普及和規(guī)范化，它可以在不同的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行大規(guī)模的聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，而不會(huì)受到時(shí)空的限制，但也不會(huì)對(duì)各個(gè)不同的設(shè)備造成任何的干擾，所以，針對(duì)單一對(duì)象進(jìn)行獨(dú)立的探測(cè)，可以讓檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行獨(dú)立的工作。當(dāng)對(duì)復(fù)雜、信息量大的物體進(jìn)行探測(cè)時(shí)，可以通過(guò)智能聯(lián)結(jié)來(lái)構(gòu)成一個(gè)全面的、智能的測(cè)控網(wǎng)絡(luò)，從而達(dá)到高效率、快捷的測(cè)控。另外，通過(guò)與無(wú)檢測(cè)網(wǎng)的連接，接收來(lái)自其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，真正地將現(xiàn)代信息技術(shù)運(yùn)用于計(jì)量?jī)x器中，從而改善儀表的功能和性能，提高檢測(cè)結(jié)構(gòu)的可靠性[2]。

3.3 新型信息技術(shù)

新型信息的引入，必然會(huì)提升各種計(jì)量學(xué)的效能，讓計(jì)量學(xué)發(fā)揮出最大的效能，特別是對(duì)多種物質(zhì)性的測(cè)量特性，例如將傳感器各種元件與模型結(jié)合起來(lái)，就可以制造出最精密的精密測(cè)控設(shè)備，而無(wú)須使用精密的資料與資料，以及將傳感器運(yùn)用于熱處理爐溫度自動(dòng)化測(cè)溫。在復(fù)雜的環(huán)境中，通過(guò)對(duì)多個(gè)干擾因素進(jìn)行分析，能夠?qū)π盘?hào)進(jìn)行精確的提取，然而，在結(jié)構(gòu)上，對(duì)模糊數(shù)據(jù)的處理仍不完善；在拓?fù)?、?quán)重比較方面還差得遠(yuǎn)?；谛畔⒌奶幚?，若利用智能化儀表中的軟件來(lái)進(jìn)行采集、濾波、傳輸、修正等程序會(huì)使其性能得到極大的提高。

3.4 智能化裝置應(yīng)用

為了建立一個(gè)多樣化的測(cè)量系統(tǒng)，引進(jìn)新型設(shè)備是一個(gè)重要的課題，它的好壞直接關(guān)系到儀表的質(zhì)量。例如：虛擬軟件、單片機(jī)、射線、 DSP、微/納米技術(shù)普及、WPS、電站設(shè)備等，這些都是由現(xiàn)代化的設(shè)備改造而成的。甚至還有用機(jī)械人進(jìn)行測(cè)量的。

4 優(yōu)化測(cè)量與檢驗(yàn)工作的策略

4.1 確定科學(xué)合理的測(cè)量計(jì)劃

測(cè)量計(jì)劃應(yīng)從測(cè)量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移和數(shù)據(jù)的控制兩個(gè)層面入手。在測(cè)量中，經(jīng)常使用量值傳遞方式來(lái)完成周期校驗(yàn)，這樣做比較簡(jiǎn)單，便于管理者定期進(jìn)行校驗(yàn)。但這種檢驗(yàn)方法也有其不足之處，即對(duì)檢驗(yàn)人員、檢驗(yàn)方法和檢驗(yàn)儀器的全面評(píng)價(jià)效果不高，因而不能保證檢驗(yàn)的準(zhǔn)確性。采用定量統(tǒng)計(jì)模型對(duì)檢測(cè)程序進(jìn)行監(jiān)控，保證了檢測(cè)結(jié)果的不穩(wěn)定，保證了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

4.2 強(qiáng)化技術(shù)控制

在測(cè)量產(chǎn)品的實(shí)際質(zhì)量時(shí)，往往會(huì)受多種影響，比如測(cè)量周圍的濕度、環(huán)境溫度、周圍干擾等，都會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果造成一定的影響。測(cè)量中，測(cè)量員要依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，對(duì)測(cè)量的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行全面的評(píng)價(jià)，保證測(cè)量的準(zhǔn)確性；在進(jìn)行測(cè)試時(shí)，要對(duì)濕度計(jì)、氣壓計(jì)等進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，日常測(cè)量中的各種環(huán)境指標(biāo)也要進(jìn)行詳細(xì)的記載，以便以后進(jìn)行相關(guān)的資料分析時(shí)可以考慮到。

4.3 制訂特定的體制和準(zhǔn)則

要使計(jì)量檢驗(yàn)工作的正常開展，相關(guān)人員必須從專業(yè)技術(shù)、工作態(tài)度、工作態(tài)度等方面著手，對(duì)設(shè)備操作流程、檢測(cè)工作的偏差進(jìn)行規(guī)范，并制訂一套規(guī)范操作規(guī)程，以指導(dǎo)有關(guān)工作人員的工作。其一，要根據(jù)測(cè)量工作的具體情況，制定符合檢驗(yàn)工作要求的行為準(zhǔn)則，以提高檢驗(yàn)工作的質(zhì)量和水平。其二，按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)檢驗(yàn)儀器進(jìn)行維修和維修[3]。

5 結(jié)束語(yǔ)

在今后的測(cè)量研究中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)以上問(wèn)題的探討，建立新型測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)體系，探索測(cè)量的新領(lǐng)域，持續(xù)提供科學(xué)研究的結(jié)果、新的資料、新的技術(shù)和工藝，將整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)都融合在一起，從理論到實(shí)際，再到新的技術(shù)形成良性機(jī)構(gòu)，在更多的領(lǐng)域中得到廣泛的運(yùn)用。