儀器儀表計(jì)量及自動(dòng)化應(yīng)用淺析

周淑純

（衡陽市計(jì)量測試中心，湖南衡陽 421007）

自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用是我國工業(yè)系統(tǒng)化發(fā)展的必然趨勢，儀器儀表計(jì)量是我國工業(yè)施工中的核心組成部分，自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到儀器儀表計(jì)量中，不僅大大提高了工程施工效率，而且有助于節(jié)能減排，保護(hù)環(huán)境。

以常見的熱工儀器儀表計(jì)量為例，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠?yàn)榫用裼脩籼峁┚薮蟮陌l(fā)展效益，為社會(huì)提供平衡，而且極大提高了儀器儀表計(jì)量的準(zhǔn)確性，減少了糾紛沖突，提高了工作效率，本文就儀器儀表計(jì)量及其自動(dòng)化展開探討。

1 儀表儀器計(jì)量的發(fā)展趨勢分析

1.1 儀器儀表計(jì)量的自動(dòng)化

儀表儀器最初是用于對工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備參數(shù)進(jìn)行測量，技術(shù)人員通過這些測量得來的數(shù)據(jù)參數(shù)對工程進(jìn)行整體的分析，但是最初由于技術(shù)條件有限，儀表儀器測量所得到的技術(shù)參數(shù)只有技術(shù)人員才能夠理解，對工程的約束性很大。

隨著科技的發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)越來越廣泛，科研人員巧妙地將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到儀表儀器計(jì)量中去，減少了技術(shù)人員的操作難度。此外，科研人員還將儀器儀表計(jì)量與人工智能相結(jié)合，進(jìn)一步對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，提高了儀器儀表計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可傳播性[1]。

1.2 儀器儀表計(jì)量的技術(shù)改革

儀器儀表發(fā)展的初期階段，所計(jì)量的數(shù)據(jù)一般是通過U 盤或者CF 卡存儲(chǔ)的，其存儲(chǔ)空間有限，技術(shù)人員需要定期對儀器儀表設(shè)備進(jìn)行更新處理，操作比較繁雜。技術(shù)人員為了攻克這一難關(guān)，著重從存儲(chǔ)容量方面入手，通過改變制作材料等手段進(jìn)一步提高儀表儀器的存儲(chǔ)量，并且設(shè)計(jì)的風(fēng)格十分小巧便捷，現(xiàn)如今，體積小、攜帶便捷、容量大已經(jīng)成為了儀器儀表計(jì)量的主要特點(diǎn)。

1.3 儀器儀表計(jì)量智能化

就當(dāng)前儀器儀表發(fā)展情況而言，儀器儀表的發(fā)展趨勢為技術(shù)方面的智能化、信息處理方面的數(shù)字化以及控制系統(tǒng)的集成化。程序人員有針對性地對各類儀器儀表進(jìn)行了復(fù)雜的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)算法，減少了儀器儀表計(jì)量的不足和失誤。

此外，由于智能化技術(shù)的應(yīng)用，對于當(dāng)前記錄中的不足和失誤之處，都能進(jìn)行自檢自修的能力，提升了工作的效率以及工作的準(zhǔn)確性。因此，對儀器儀表的自動(dòng)化使用成了當(dāng)前的發(fā)展趨勢[2]。

2 儀器儀表計(jì)量工作原理及校檢方法

2.1 儀器儀表工作原理

隨著時(shí)代的發(fā)展，我國的科技越來越發(fā)達(dá)，自動(dòng)化的普及成為了必然趨勢?？蒲腥藛T將自動(dòng)化技術(shù)移植到儀器儀表計(jì)量工作中去，逐步淘汰了傳統(tǒng)的儀器儀表計(jì)量，如今的儀表儀器計(jì)量可以實(shí)現(xiàn)上傳和下傳的各個(gè)環(huán)節(jié)，且所測參數(shù)皆顯示在儀器儀表的工作表盤上，操作人員可以很快找到想要的參數(shù)，極大地提高了工作效率。

當(dāng)下，儀器儀表計(jì)量主要囊括兩大組成部分：電源和數(shù)字電壓器。由于儀器儀表計(jì)量在運(yùn)作過程中會(huì)進(jìn)行二次供電，因此設(shè)計(jì)人員在插頭接口的設(shè)計(jì)上采用了獨(dú)特的專用插孔，這種插孔設(shè)計(jì)有效減少了電流二次通過電容時(shí)對儀器儀表計(jì)量設(shè)備的損耗，延長了設(shè)備的使用壽命。

儀器儀表計(jì)量設(shè)備通過光纖連接，將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳達(dá)至總控室的數(shù)據(jù)庫中，保證了儀器儀表設(shè)備參數(shù)計(jì)量的時(shí)效性和準(zhǔn)確性。通過利用儀器儀表的電流與電壓的變化，以及熱力能源通過時(shí)所產(chǎn)生的溫度，將設(shè)備中心所轉(zhuǎn)換的相關(guān)數(shù)據(jù)有效的顯示在技術(shù)工作人員的眼前[3]。

2.2 儀器儀表計(jì)量校準(zhǔn)檢定方法

2.2.1 總量檢定方法

總量檢定方法憑借其數(shù)據(jù)規(guī)范化的技術(shù)，對檢測對象進(jìn)行全面多元化的參數(shù)測量，同時(shí)對儀器儀表計(jì)量進(jìn)行規(guī)范化概定展現(xiàn)出了超強(qiáng)的工作能力。儀器儀表總量檢定計(jì)量方法主要分為兩個(gè)步驟。

步驟一：

通過標(biāo)準(zhǔn)化的儀器儀表設(shè)備裝置，多次重復(fù)地對檢測對象進(jìn)行參數(shù)數(shù)據(jù)提取，同時(shí)將提取的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)數(shù)據(jù)對比分析，對比計(jì)算誤差值，以此提高計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

步驟二：

為儀器儀表設(shè)置規(guī)范合理的計(jì)量值，用于和實(shí)際計(jì)量得來的參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比比較，以此獲得預(yù)定的計(jì)量效果。但是這一方法對規(guī)定數(shù)據(jù)的計(jì)量算法要求較高，且需要應(yīng)對各種不同的情況制定不同的對比參數(shù)，因此科研人員將自動(dòng)化技術(shù)移植到其中，提高了儀器儀表參數(shù)計(jì)量的準(zhǔn)確性和可動(dòng)性。

2.2.2 分量檢定法

儀器儀表計(jì)量主要由計(jì)算器、對象傳感器和電流傳感器組成，分量檢定法就是對計(jì)算器、對象傳感器和電流傳感器三個(gè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)數(shù)據(jù)的讀取與錄入。因?yàn)槿齻€(gè)部分電子元件的組成成分不同，因此儀器儀表計(jì)量所得到的參數(shù)存在著較大的偏差，導(dǎo)致該方法所測定的計(jì)量參數(shù)數(shù)據(jù)具有一定的局限性。

分量檢定法在使用過程中具有一定客觀性，同時(shí)也是校準(zhǔn)檢定過程中不可忽視的問題。儀器儀表分量檢定法將基礎(chǔ)檢定作為計(jì)量起點(diǎn)，盡可能地減少后期檢定，以此來規(guī)避計(jì)量檢定過程中所出現(xiàn)的技術(shù)問題。其工作原理是憑借制定的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)設(shè)計(jì)展開一系列的計(jì)量活動(dòng)，同時(shí)其測定方法能夠提升設(shè)備機(jī)組的使用功能穩(wěn)定性。因此在具體檢定工作中，應(yīng)細(xì)化工作流程及步驟，展開細(xì)致的理論探討，進(jìn)而結(jié)合基礎(chǔ)原理及理論，將機(jī)組的測量與校準(zhǔn)工作的內(nèi)容及步驟進(jìn)行精確實(shí)施[4]。

2.3 儀表儀器計(jì)量有關(guān)技術(shù)

2.3.1 計(jì)算機(jī)技術(shù)

計(jì)算機(jī)誕生于20 世紀(jì)中頁，它的出現(xiàn)極大地改變了人們的生活方式，隨著科研人員對計(jì)算機(jī)的研究不斷深入，計(jì)算機(jī)逐漸成為了世界的主導(dǎo)，相對應(yīng)所產(chǎn)生的計(jì)算機(jī)技術(shù)也成為了最流行的學(xué)科之一，逐步成為世界建造的核心技術(shù)。

計(jì)算機(jī)技術(shù)的成熟為焦化行業(yè)自動(dòng)化儀器儀表控制的出現(xiàn)做好了鋪墊。焦化行業(yè)自動(dòng)化儀器儀表控制技術(shù)的主要特征之一就是計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，而且智能控制是計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)技術(shù)之一。

目前，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)深入到儀器儀表計(jì)量的各個(gè)系統(tǒng)，成為了儀器儀表計(jì)量不可或缺的重要組成部分，為儀器儀表計(jì)量提供了強(qiáng)大的運(yùn)算基礎(chǔ)，提高了儀器儀表計(jì)量參數(shù)的可靠性和準(zhǔn)確性。

2.3.2 人工智能技術(shù)

人工智能技術(shù)是如今科研人員的重點(diǎn)研究領(lǐng)域之一，科研人員堅(jiān)信未來是屬于人工智能化的，這個(gè)領(lǐng)域所囊括的內(nèi)容相當(dāng)廣泛，內(nèi)容雜亂，它不但包含數(shù)學(xué)、概率學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、不定論等理工科知識，而且還將哲學(xué)、心理學(xué)等也嵌入其中。所以說這是一門非常繁瑣復(fù)雜的學(xué)科，也可以說是一門邊沿學(xué)科，屬于社會(huì)科學(xué)與自然科學(xué)的共同覆蓋區(qū)域。

目前，人工智能化技術(shù)主要應(yīng)用于機(jī)器人領(lǐng)域，其發(fā)展前景人盡皆知，人工智能機(jī)器人已然成為引領(lǐng)時(shí)代進(jìn)步的基石。作為智能機(jī)器人的核心技術(shù)人工智能化，遲早會(huì)深入社會(huì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域。

該技術(shù)主要運(yùn)用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算能力以及嚴(yán)密的邏輯思維算法對設(shè)備進(jìn)行環(huán)境記憶錄入，憑借數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)以及有關(guān)的嚴(yán)密計(jì)算，模擬人腦進(jìn)而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。未來儀器儀表計(jì)量會(huì)向著人工智能化而發(fā)展[5]。

3 儀器儀表計(jì)量自動(dòng)化技術(shù)的優(yōu)勢

3.1 效率高

儀器儀表計(jì)量自動(dòng)化技術(shù)的一大優(yōu)勢就是憑借本身強(qiáng)大的邏輯思維和算法模擬人腦進(jìn)行對周邊環(huán)境的判斷，從而實(shí)現(xiàn)儀器儀表工業(yè)計(jì)量的自動(dòng)化。它會(huì)自動(dòng)地對計(jì)量對象進(jìn)行數(shù)據(jù)參數(shù)的計(jì)量并加以篩選處理，并且將所得到的數(shù)據(jù)通過規(guī)范、科學(xué)的計(jì)算方式進(jìn)行嚴(yán)密的多次計(jì)算，從而得到科學(xué)有效的計(jì)量參數(shù)，整個(gè)過程基本不需要技術(shù)人員的操作，方便簡單且準(zhǔn)確。

現(xiàn)如今，我國的儀器儀表計(jì)量自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)逐步趨于成熟，科研人員將儀器儀表控制技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)有機(jī)結(jié)合，提高了儀器儀表計(jì)量的工作效率以及自動(dòng)化儀器儀表控制系統(tǒng)的可操控性，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)高效率運(yùn)作，起到事半功倍的效果。

3.2 性價(jià)比高

儀表儀器計(jì)量自動(dòng)化給我國工業(yè)生產(chǎn)所帶來的成就有目共睹，把電氣自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用于儀器儀表控制中，做好兩者的有機(jī)配合，極大提高了工業(yè)參數(shù)計(jì)量的效率。不僅如此，儀器儀表計(jì)量自動(dòng)化還減少了操作人員的整體數(shù)量，極大節(jié)約了企業(yè)成本。而且儀器儀表自動(dòng)化的普及還解決了一個(gè)問題，那就是減少了技術(shù)人員在參數(shù)計(jì)量過程中的誤差，從而提高了整體系統(tǒng)的安全性和可靠性。

另一方面，儀表儀器自動(dòng)化技術(shù)憑借質(zhì)量優(yōu)秀、技術(shù)強(qiáng)悍以及其服務(wù)完善等優(yōu)點(diǎn)，占據(jù)了整個(gè)市場，因此其整體價(jià)格比較低，所以說儀器儀表計(jì)量自動(dòng)化性價(jià)比高。

4 儀器儀表自動(dòng)化應(yīng)用

目前儀器儀表自動(dòng)化技術(shù)多用于工業(yè)生產(chǎn)中的電熱儀器儀表計(jì)量，它充分利用了儀器儀表自動(dòng)化技術(shù)，通過熱電阻傳感器對溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控計(jì)量。因?yàn)樽詣?dòng)化技術(shù)的植入，該過程中技術(shù)人員的操作量少之又少，但所計(jì)量的溫度卻無比精確。對于自動(dòng)化計(jì)算的元器件計(jì)算機(jī)來說，利用數(shù)字化的萬用表能夠?qū)崿F(xiàn)對所有數(shù)據(jù)的校準(zhǔn)及計(jì)量的統(tǒng)計(jì)，并實(shí)施和開展自動(dòng)化分檔。計(jì)算機(jī)的利用可以對校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和儲(chǔ)存，從而實(shí)現(xiàn)對鑒定結(jié)果的定期監(jiān)測與計(jì)量。

5 結(jié)束語

在計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷完善的大背景之下，儀器儀表計(jì)量的自動(dòng)化是不可阻擋的時(shí)代產(chǎn)物。儀器儀表計(jì)量的自動(dòng)化給我國的工業(yè)進(jìn)程帶來了巨大的便捷，它憑借著強(qiáng)大的運(yùn)算能力、精確的數(shù)據(jù)計(jì)量、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎惴ㄒ约坝?jì)量過程的自動(dòng)化，得到了諸多工業(yè)的青睞。

但是我國儀器儀表計(jì)量自動(dòng)化技術(shù)依舊存在著不少問題，這些技術(shù)難題制約了儀器儀表計(jì)量自動(dòng)化的發(fā)展，有關(guān)科研人員應(yīng)該加大科研力度，解決儀器儀表自動(dòng)化技術(shù)中所存在的問題，為我國儀器儀表計(jì)量自動(dòng)化技術(shù)添磚加瓦，進(jìn)一步提高我國儀表儀器計(jì)量自動(dòng)化技術(shù)在世界的地位。