淺談?dòng)?jì)量器具的時(shí)間同步問(wèn)題

■文/張 君

淺談?dòng)?jì)量器具的時(shí)間同步問(wèn)題

■文/張 君

時(shí)間同步通俗講就是“對(duì)鐘”。要把分布在各地的時(shí)鐘對(duì)準(zhǔn)（同步起來(lái)）。本文中的“時(shí)間同步”指的是將涉及時(shí)間信息的計(jì)量器具中的時(shí)鐘和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間同步（或是對(duì)準(zhǔn)）。

涉及時(shí)間同步的計(jì)量器具

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)量器具也趨向多功能化、多信息化、多用途化。以前單一的指示某種物理量被多參量代替，使得人們更方便使用。時(shí)間在某些計(jì)量器具中雖然不是主要測(cè)量量，但是現(xiàn)在作為輔助量愈來(lái)愈多地成為計(jì)量器具的必不可少的參量。

時(shí)間量的加入使得我們?cè)谑褂糜?jì)量器具的時(shí)候增加了一個(gè)時(shí)間坐標(biāo)。比如大型衡器，原來(lái)只是提供貨物的重量，現(xiàn)在提供貨物重量的同時(shí)也能指示出稱(chēng)重時(shí)間。這樣對(duì)于一些有時(shí)間要求的貨物具備了更準(zhǔn)確的意義。超市里的計(jì)價(jià)秤在稱(chēng)重的時(shí)候也能打出貨品的出貨日期時(shí)間，同時(shí)也打出保質(zhì)時(shí)間，這個(gè)“時(shí)間”準(zhǔn)確與否對(duì)于購(gòu)買(mǎi)者來(lái)說(shuō)和“重量”的準(zhǔn)確度一樣重要。醫(yī)療設(shè)備在用于給病人檢查時(shí)，在出具相應(yīng)的影像結(jié)果、化驗(yàn)數(shù)據(jù)的同時(shí)也要給出這些檢查結(jié)果出具的時(shí)間，以便醫(yī)生對(duì)病人病情和病歷的掌握。機(jī)動(dòng)車(chē)超速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是交通管理部門(mén)重要的管理工具之一，其中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)拍攝的車(chē)輛圖像是處理違章行為的重要依據(jù)，照片內(nèi)的信息除了違章車(chē)輛的車(chē)速以外還有車(chē)輛違章的地點(diǎn)和時(shí)間信息?，F(xiàn)代工業(yè)控制儀表中，為了集中控制生產(chǎn)，時(shí)間參數(shù)是必不可少的。另外，出租汽車(chē)計(jì)價(jià)器、電能表等等計(jì)量器具的時(shí)間信息也是很重要的。

作用和影響

計(jì)量器具尤其是涉及到貿(mào)易結(jié)算、安全防護(hù)、醫(yī)療衛(wèi)生和環(huán)境保護(hù)的一些計(jì)量器具不但起到測(cè)量的作用還有很重要的社會(huì)功能。隨著社會(huì)發(fā)展，計(jì)量器具的使用者對(duì)其功能和出具的信息要求越來(lái)越豐富。時(shí)間信息對(duì)計(jì)量數(shù)據(jù)有著“定語(yǔ)”的作用。筆者在檢定工作中經(jīng)常碰到計(jì)量器具的時(shí)間不同步問(wèn)題：

在某地檢定機(jī)動(dòng)車(chē)超速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（測(cè)速儀）時(shí)，發(fā)現(xiàn)其系統(tǒng)時(shí)間有很大的誤差，有的日期不對(duì)，有的時(shí)間要差上幾個(gè)小時(shí)，少的也差10分鐘。筆者碰到一起因?yàn)闇y(cè)速儀時(shí)間不同步造成的糾紛：該市在A、B兩地安裝有兩套機(jī)動(dòng)車(chē)超速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，A地距B地約8公里，根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕煌顩r車(chē)輛正常行駛（50km/h）需要10分鐘左右。兩地的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)間相差6分鐘，即A地比B地的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)快6分鐘。一輛汽車(chē)由A地行駛至B地，在兩地均超速行駛。A地違章時(shí)間是09:00:07，B地違章時(shí)間為09:00:10。從超速照片上看此車(chē)用時(shí)3秒鐘行駛了8公里。車(chē)主在看到兩張違章照片后提出復(fù)議。再比如說(shuō)某車(chē)在某地違章，如果日期不對(duì)有可能照片顯示日期車(chē)輛沒(méi)經(jīng)過(guò)該地；以違章照片為處罰依據(jù)的交通部門(mén)在執(zhí)法中可能遇到因?yàn)闀r(shí)間不同步造成的尷尬問(wèn)題。

醫(yī)療設(shè)備、工程控制儀表等方面的計(jì)量器具中的時(shí)間信息作用也相當(dāng)重要，有的還要涉及生命安全和生產(chǎn)安全。

時(shí)間保證方式

計(jì)量器具中時(shí)間準(zhǔn)確與否和其保證方式有很大關(guān)系?，F(xiàn)在主要有以下三種方式。第一，統(tǒng)一授時(shí)方式。計(jì)量器具是整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)單元，系統(tǒng)由國(guó)家授時(shí)中心（或其他統(tǒng)一時(shí)間）引入時(shí)間信息，給予系統(tǒng)內(nèi)的每個(gè)單元。這種方式對(duì)時(shí)間同步有很高的可靠性。有的機(jī)動(dòng)車(chē)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用這種方法。第二，局域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)時(shí)間統(tǒng)一管理方式。這種方式能達(dá)到小系統(tǒng)內(nèi)時(shí)間同步，比如超市內(nèi)的計(jì)價(jià)秤。第三，儀器內(nèi)部時(shí)鐘保證方式。儀器的時(shí)間信息靠?jī)x器內(nèi)部的晶振保證。比如，出租汽車(chē)計(jì)價(jià)器、醫(yī)療器械、一些大型衡器等，這類(lèi)方式的可靠性比較低。

影響時(shí)間準(zhǔn)確的因素

影響計(jì)量器具時(shí)間準(zhǔn)確的因素一般有以下三種：第一，系統(tǒng)固有誤差。計(jì)時(shí)用的晶振本身有誤差，時(shí)間誤差是個(gè)累積誤差。采用統(tǒng)一授時(shí)的存在傳遞誤差。第二，環(huán)境因素造成時(shí)間誤差。有些計(jì)量器具使用環(huán)境惡劣，受雷電、強(qiáng)電磁波影響，系統(tǒng)時(shí)鐘有可能突變。另外電腦病毒有可能影響時(shí)鐘的準(zhǔn)確度。第三，器具內(nèi)部原因。電源、器件也是影響時(shí)間準(zhǔn)確度的原因之一。

檢測(cè)時(shí)間的同步性

在計(jì)量器具檢定或者校準(zhǔn)時(shí)，雖然有的檢定規(guī)程或者校準(zhǔn)規(guī)范沒(méi)有明確檢測(cè)時(shí)間信息。但是有必要根據(jù)使用情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)年P(guān)注。檢測(cè)方法主要采用標(biāo)準(zhǔn)計(jì)時(shí)器進(jìn)行比對(duì)，另外根據(jù)系統(tǒng)的授時(shí)方式確定校準(zhǔn)方法。集中授時(shí)的，對(duì)系統(tǒng)時(shí)間進(jìn)行校準(zhǔn)利用網(wǎng)絡(luò)或者無(wú)線信號(hào)進(jìn)行時(shí)間同步檢測(cè)。對(duì)于獨(dú)立計(jì)時(shí)系統(tǒng)，采用網(wǎng)絡(luò)或者標(biāo)準(zhǔn)計(jì)時(shí)器進(jìn)行比對(duì)。在檢測(cè)時(shí)可以采用拍照法進(jìn)行檢測(cè)，即將標(biāo)準(zhǔn)計(jì)時(shí)器和被檢計(jì)時(shí)器放置在一起，進(jìn)行拍照，在照片中檢測(cè)其誤差。

建 議

關(guān)于計(jì)量器具時(shí)間的同步問(wèn)題，制造單位在出廠之前應(yīng)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行系統(tǒng)時(shí)鐘準(zhǔn)確度的驗(yàn)證和可靠性試驗(yàn)，并將數(shù)據(jù)提供給用戶(hù)。筆者提出以下幾點(diǎn)時(shí)鐘校準(zhǔn)建議：

一是使用單位在使用計(jì)量器具的時(shí)候，對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行穩(wěn)定性考核，根據(jù)使用要求對(duì)時(shí)間進(jìn)行校準(zhǔn)。

二是檢定單位對(duì)計(jì)量器具進(jìn)行檢定時(shí)，要對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行同步比對(duì)。必要時(shí)要配備標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘裝置。有條件的要對(duì)系統(tǒng)時(shí)鐘進(jìn)行短期穩(wěn)定性考核。

三是現(xiàn)在時(shí)間信息是一些計(jì)量器具的必備信息量，國(guó)家檢定規(guī)程中除了“出租汽車(chē)計(jì)價(jià)器”等專(zhuān)門(mén)確定了計(jì)時(shí)裝置的檢定方法，其余沒(méi)有明確計(jì)時(shí)裝置是否檢定，也沒(méi)有檢定方法。所以建議在修正檢定規(guī)程時(shí)將時(shí)間測(cè)試納入檢測(cè)范圍。比如“機(jī)動(dòng)車(chē)超速監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”、“衡器”和醫(yī)療器械等。根據(jù)實(shí)際使用情況確定時(shí)間誤差范圍。

河北省保定市計(jì)量測(cè)試所)