專用測試系統(tǒng)計量校準(zhǔn)問題的研究

黃成 張麗杰 翁俊

摘 ?要：計量，指的是通過技術(shù)與法制手段的應(yīng)用，使單位統(tǒng)一與量值準(zhǔn)確可靠實現(xiàn)的一種測量方式。在計量校準(zhǔn)工作開展過程中，脫離不了專用測試系統(tǒng)的應(yīng)用。按時，基于計量測試行業(yè)，對于一些大型的專用測試設(shè)備或者系統(tǒng)，其計量校準(zhǔn)問題顯著存在。為了預(yù)防控制計量校準(zhǔn)問題的出現(xiàn)，提高專用測試系統(tǒng)的應(yīng)用價值，進(jìn)一步提高計量校準(zhǔn)工作的效率及質(zhì)量，文章重點對專用測試系統(tǒng)計量校準(zhǔn)問題進(jìn)行分析研究。

關(guān)鍵詞：專用測試系統(tǒng);計量校準(zhǔn);問題;效率;質(zhì)量

中圖分類號：TJ06 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2020）25-0071-02

Abstract： Measurement refers to a way of measurement that unifies the unit and realizes the value accurately and reliably through the application of technical and legal means. In the process of metrological calibration， it can not be separated from the application of special test system. On time， based on the metrology and testing industry， for some large-scale special test equipment or systems， the problem of metrological calibration exists significantly. In order to prevent and control the problems of measurement and calibration， improve the application value of the special test system， and further improve the efficiency and quality of the measurement and calibration work， this paper focuses on the analysis and research of the measurement and calibration of the special test system.

Keywords： special test system; metrological calibration; problem; efficiency; quality

專用測試系統(tǒng)是一個廣泛的概念，學(xué)術(shù)界對專用測試系統(tǒng)、專用測試設(shè)備的界定存在意義。通常，將專用測試系統(tǒng)定義為：針對某種存在復(fù)雜性的專門功能任務(wù)而設(shè)計制造的儀器設(shè)備、裝置或設(shè)施，亦或武器裝備，用于完成某項或多項重要性能指標(biāo)或整體參數(shù)的測量、測試以及診斷。在國企計量測試工作開展過程中，專用測試系統(tǒng)應(yīng)用廣泛。值得注意的是，需保證專用測試系統(tǒng)計量校準(zhǔn)的精準(zhǔn)性及科學(xué)性，才能夠為計量測試工作的順利、高效完成提供依據(jù)[1]。

1 專用測試系統(tǒng)計量校準(zhǔn)問題分析

1.1 系統(tǒng)校準(zhǔn)問題

1.1.1 系統(tǒng)校準(zhǔn)概念

對于系統(tǒng)校準(zhǔn)，指的是被校準(zhǔn)對象作為一個整體加以考慮的校準(zhǔn)工作，不能拆分、切割進(jìn)行校準(zhǔn)。它和“全面校準(zhǔn)”“綜合校準(zhǔn)”均屬于不同的概念;其中，全面校準(zhǔn)，指的是最徹底的校準(zhǔn)，指的是基于被校準(zhǔn)系統(tǒng)各類可能的工作條件下均被執(zhí)行的校準(zhǔn)，進(jìn)一步對被校準(zhǔn)系統(tǒng)的全部計量特征及量值特征進(jìn)行定量描述;全面校準(zhǔn)的工作量巨大，且成本高，因此不是一種經(jīng)濟(jì)、可行的計量校準(zhǔn)方法。而對于綜合校準(zhǔn)來說，指的是基于綜合完全地分析與研究全面校準(zhǔn)狀況之后，提取其中最劣質(zhì)的組合狀態(tài)，進(jìn)一步使綜合校準(zhǔn)狀態(tài)方案有效形成，進(jìn)一步基于此狀況下實施計量校準(zhǔn)的一種方法，其目的是實現(xiàn)以最少的工作量、降低經(jīng)濟(jì)成本，使系統(tǒng)校準(zhǔn)目標(biāo)得到有效完成，這種校準(zhǔn)方法較為理想[2]。

1.1.2 問題分析

針對體積比較小的單一參量功能的單機、單臺類專用測試儀器系統(tǒng)來說，其系統(tǒng)校準(zhǔn)在現(xiàn)狀下的共識為：需基于完整的全系統(tǒng)處在工況條件下，對其相關(guān)性能指標(biāo)、量值參數(shù)進(jìn)行計量校準(zhǔn)作業(yè);不可以對不同構(gòu)成成分分拆開來形成不同功能模塊，進(jìn)而分別完成校準(zhǔn);并且，不同模塊的量值參數(shù)校準(zhǔn)結(jié)果不能與系統(tǒng)校準(zhǔn)結(jié)果搞混淆。針對一些專用測試系統(tǒng)，倘若功能復(fù)雜、體積大，且呈現(xiàn)積木組合形式，目前比較明確的是需要對各項功能模塊進(jìn)行校準(zhǔn)處理。但是，對于此類專用測試系統(tǒng)，其系統(tǒng)性劑量校準(zhǔn)體現(xiàn)在何處？是不是歸類為各項功能模塊的相關(guān)參數(shù)量值性能的簡單組合？是否和綜合性校準(zhǔn)搞混淆？目前，均缺乏有效的佐證[3]。

1.1.3 系統(tǒng)校準(zhǔn)的擇優(yōu)選擇

但專用測試系統(tǒng)劑量校準(zhǔn)工作實踐證明：在通過全面校準(zhǔn)，或者綜合校準(zhǔn)之后，基于同一通道的物理量值，處于不同技術(shù)條件下的共同邊界指標(biāo)與參量，才能夠作為此通道系統(tǒng)校準(zhǔn)的指標(biāo)結(jié)果。而對于同種通道量值來說，處于不同技術(shù)條件下的共同邊界指標(biāo)與參量，才屬于此種通道系統(tǒng)校準(zhǔn)的指標(biāo)結(jié)果。換而言之，綜合校準(zhǔn)之后得出來的綜合性公共結(jié)果，才應(yīng)該屬于系統(tǒng)校準(zhǔn)的最終結(jié)果。

1.2 現(xiàn)場校準(zhǔn)問題

1.2.1 原位校準(zhǔn)問題

原位校準(zhǔn)，指的是基于實際現(xiàn)場環(huán)境條件當(dāng)中，專用測試系統(tǒng)和被測對象不進(jìn)行互連，而使系統(tǒng)在原位非工作狀態(tài)下進(jìn)行計量校準(zhǔn)的一種模式。該模式的主要特征為測試系統(tǒng)處在一個校準(zhǔn)的工作狀態(tài)，其問題體現(xiàn)在實際測量負(fù)責(zé)造成的影響，難以完全基于校準(zhǔn)當(dāng)中表現(xiàn)出來;如果系統(tǒng)的各輸入、輸出通道需處于組合邏輯或者時序邏輯狀態(tài)工作狀態(tài)時，需要另外提供數(shù)據(jù)了解其影響，這樣會使校準(zhǔn)的難度大大增加[4]。

1.2.2 現(xiàn)場離線校準(zhǔn)問題

現(xiàn)場離線校準(zhǔn)，為現(xiàn)場校準(zhǔn)的一類，通常指的是基于專用測試系統(tǒng)無可計量性的條件下，對其基于實際工作部位拆卸下部分或者全部被校部件，然后基于工作現(xiàn)場環(huán)境當(dāng)中實施計量校準(zhǔn)的一種方式。針對原位校準(zhǔn)很難便于加載，或者相對應(yīng)的信號難以便利輸出等相關(guān)問題，可以利用現(xiàn)場離線校準(zhǔn)解決。但是，現(xiàn)場離線校準(zhǔn)也有一些問題，例如其狀態(tài)和實際工作狀態(tài)之間存在差異，這樣會使額外的工作量及復(fù)制程度增加，使拆裝時間浪費，進(jìn)而使校準(zhǔn)的效率受到影響。此外，在拆裝校準(zhǔn)過程中，還可能使原來處于正常工作狀態(tài)的專用測試系統(tǒng)出現(xiàn)異常運行問題，或者系統(tǒng)被損壞。

1.2.3 在線校準(zhǔn)的優(yōu)勢

相較于前兩種校準(zhǔn)方式，在線校準(zhǔn)的優(yōu)勢明顯，指的是專用測試系統(tǒng)和被測對象之間維持直接互連的工作狀態(tài)，或者對實際工作狀態(tài)進(jìn)行仿真的一種校準(zhǔn)方式。此校準(zhǔn)方式處在一個真實的現(xiàn)場環(huán)境之下，能夠讓具體的負(fù)載效應(yīng)、干擾等在校準(zhǔn)工作范圍中有效體現(xiàn)。值得注意的是，基于專用測試胸當(dāng)中，因為各輸入、輸出通道和測試對象之間保持互動關(guān)系，其所需組合邏輯狀態(tài)、時序條件狀態(tài)等，都可以通過專用測試系統(tǒng)與測試對象兩者之間相互供應(yīng)，能夠使現(xiàn)場校準(zhǔn)和實際工作狀況相契合，使校準(zhǔn)結(jié)果的實效性、精準(zhǔn)性及客觀性得到有效保障。此外，對于專用測試系統(tǒng)相關(guān)部件，其輸入量值、輸出量值、相關(guān)影響條件，均需具備可觀性及可控性[5]。

1.3 法規(guī)建設(shè)校準(zhǔn)問題

（1）在計量溯源依據(jù)中應(yīng)用的相關(guān)計量檢定規(guī)程或者計量校準(zhǔn)規(guī)范，都需深入分析研究被校對象為基礎(chǔ)，進(jìn)而加以制定。但是，因?qū)Ｓ脺y試儀器系統(tǒng)的測試目標(biāo)具體化，使得其應(yīng)用范圍不夠廣，同時技術(shù)要求很高，進(jìn)而導(dǎo)致對其進(jìn)行計量校準(zhǔn)的研究存在很大的難度，并且在市場回報率上較低，使得相關(guān)專用測試系統(tǒng)計量校準(zhǔn)的規(guī)范法研究呈現(xiàn)滯后的局面[6]。

（2）對于專用測試儀器系統(tǒng)，尤其是大型的系統(tǒng)，具備較多的輸入、輸出通道，同時相關(guān)物理量繁多且復(fù)雜，在其計量檢定規(guī)程及計量校準(zhǔn)規(guī)范建設(shè)過程中，涉及的專業(yè)知識較多，倘若相關(guān)人員的專業(yè)素養(yǎng)不高，缺乏專業(yè)技術(shù)，則難以保證其規(guī)范建設(shè)的有效性及科學(xué)性。

（3）目前的計量校準(zhǔn)規(guī)范當(dāng)中，對于專用測試系統(tǒng)相關(guān)功能模塊的性能指標(biāo)，只是簡單地闡述;針對相關(guān)通道處于并行工作狀態(tài)條件下，不同組合邏輯狀態(tài)與時序狀態(tài)的準(zhǔn)確、科學(xué)闡述卻非常缺乏，顯然這對專用測試系統(tǒng)計量校準(zhǔn)性能指標(biāo)評價難以提供完善的規(guī)范體系作為參考依據(jù)。

2 專用測試系統(tǒng)計量校準(zhǔn)優(yōu)化對策分析

2.1 重視可計量性研究工作的開展

需對可計量性研究工作的開展加以重視，并針對專用測試系統(tǒng)的可計量性實行定量評價[7]。而對于一些系統(tǒng)及設(shè)備，倘若不具備可計量性，則需避免進(jìn)行計量校準(zhǔn)作業(yè)，顯然這些系統(tǒng)和設(shè)備的規(guī)程及規(guī)范制定也可不作要求，而是需要將重點工作放在可計量性專用測試系統(tǒng)的規(guī)程及規(guī)范的制定當(dāng)中。

2.2 重視專用測試系統(tǒng)計量校準(zhǔn)研究工作的開展

針對專用測試系統(tǒng)，特別是大型的專用測試系統(tǒng)，對其通道、物理量不同情況下的相關(guān)組合邏輯狀態(tài)、各類時序狀態(tài)條件下的計量性能，需進(jìn)行綜合性研究;明確定量評價的內(nèi)容，比如專用測試系統(tǒng)的抗干擾能力、環(huán)境適應(yīng)能力、可計量性等等，均需實行定量評價。此外，結(jié)合其定量評價內(nèi)容及成果，為專用測試系統(tǒng)計量校準(zhǔn)規(guī)范的制定提供客觀、科學(xué)的憑據(jù)。

2.3 重視各類工業(yè)產(chǎn)品性能指標(biāo)的計量校準(zhǔn)研究

針對各類工業(yè)產(chǎn)品性能指標(biāo)，需對其計量校準(zhǔn)研究工作加以重視，針對計量法當(dāng)中對“量值傳遞鏈”的闡述，延伸至對產(chǎn)品的闡述當(dāng)中，使計量測試更加規(guī)范，進(jìn)而促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的提升[8]。此外，還有必要對專用測試系統(tǒng)的計量校準(zhǔn)工作進(jìn)行監(jiān)督檢查，對于各級計量管理機構(gòu)，需明確自身職責(zé)，做好相關(guān)專用測試系統(tǒng)計量校準(zhǔn)工作過程的監(jiān)督檢查工作，針對其規(guī)范細(xì)則、制度的執(zhí)行情況進(jìn)行重點監(jiān)督檢查，針對違法違規(guī)行為采取相應(yīng)的懲罰措施，使專用測試系統(tǒng)計量校準(zhǔn)工作的規(guī)范性及法制建設(shè)效果均得到有效增強。

3 結(jié)束語

綜上所述，專用測試系統(tǒng)計量校準(zhǔn)問題較多，集中體現(xiàn)在系統(tǒng)校準(zhǔn)問題、現(xiàn)場校準(zhǔn)問題以及法規(guī)建設(shè)校準(zhǔn)問題三大方面，為了規(guī)避這些問題，在合理選擇計量校準(zhǔn)方式的基礎(chǔ)上，還有必要采取有效優(yōu)化對策。總之，相信從以上方面做好，專用測試系統(tǒng)計量校準(zhǔn)問題將能夠有效預(yù)防控制，進(jìn)一步促進(jìn)專用測試系統(tǒng)計量校準(zhǔn)相關(guān)工作效率及質(zhì)量的全面提升。

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