现代测试计量技术与仪器研究分析

董建伟

山东省济宁市嘉祥县检验检测中心 山东 济宁 272400

引言

现代检测技术仪器是在常规测量技术基础上发展的一种新技术、新的设备，它是对现有检测技术手段的改造和发展。因此，与常规的检测测量技术相比较，它不仅具有较高的检测精度和检测精度，而且具有较高的自动化水平，既能配合现代电脑技术工作，又能协助其他的软硬件进行测量工作。因而，测验测量技术和仪表的作用越来越大，使用范围也越来越广。然而，在激烈的市场环境下，技术工作者迫切地要求科研工作者深入地研究和分析国内的先进测量技术与设备，寻找与世界先进水平之间的巨大差异，并在此基础上寻求其今后的发展方向。

1 现代测量仪表的特征

1.1 智能化

随着现代科技的不断发展，对检测设备的需求不断提高，智能化技术要不断运用到实际工作中，既可以实现对各种仪表的自动化管理，又便于装配和便于搬运，而传统测量仪表则有很大不同，每个部件都会对设备的部件和性能产生一定的影响，导致传统测量仪表受到多方面限制[1]。智能化是当今测量技术中最显著的特点，计算机技术可以对资料进行智能加工，能够用计算机直接进行平均值计算；由于采用了线性化等运算方式，提高了综合计算、模糊信息处理和傅里叶转换等运算效率，使得测量过程更加简便快捷，同时也降低了人工计算的影响，提高了测量信息的精确度，使得所得到的信息更加全面、直观和可靠。现在的测量仪被称为智能测试仪，它的主要功能在于处理器，能够与当前的运算处理技术结合在一起，可以进行选择和调整，能够根据需要对数据进行合理的分析，将设备的功能最大化。自动检查也是一项很大的工作，可以通过电脑的自动检查，排除问题，并且详细进行记录，为操作者的工作提出了极为精确的解决办法和思路。

1.2 软体管理

现代测控仪表以计算机技术为基础，实现了自动的极性判定、自动稳零放大，非线性补偿、自动报警、自动过载能够自动完成所有的自动操作，都是通过计算机的自动设置和操作，这样可以大大缩短设备的设备配置，减小设备的体积，减小设备的能耗，提高设备的工作性能和可靠性。

1.3 高效性

提高计量检测的效能一直是检验检测设备的最终目的，检测的速率要从检测取样、信号的放大、信号的滤波和整流、现行赔偿等多个方面开始进行统计，直到成果的产出。目前常用PC的取样频率都在500MHz左右，模数取样频率也在1GHz以下。同时，显示、存储、通讯、打印等业主的工作也在不断加快，从而达到高效、高水平的现代测量检测。

经过现代化的信息科技优化后，现代测量仪表效能远远超越了传统仪表。比如64比特的PETIUM的时钟频率至少为133 MHz。A/D变换的速度是1GHz，足够快速地进行数据的收集和变换、显示，储存，绘制，输出等工作过程。

在它的信息融合方面和参数法中，现代计量方法能够对不同的空间、时间、数量等多个不同的参量进行处理，从不同的视角对取样的数据进行处理，充分体现了它的智能和精确性。

2 论现代测量与测量技术的设备问题

我国处于工业化初期，无论是检测技术还是检测设备，都离发达国家还有很大的距离。

2.1 技术革新观念仍然滞后

技术革新一直是中国制造业的一大难题，因此，在测量技术和设备发展上，自然也饱受折磨。由于技术的滞后和创新的不足，使得我国在测量测量技术、测量仪器等领域的创新性较差，而目前国际上主要的测量测量技术与装备都是由国外自行开发和研制的。不得不说，在科技落后，没有足够的技术和设备的情况下，想要进行创新的确很难，但也正因为如此，对测量技术和设备的理解不够，才会造成鼠目寸光。由于科研经费的缺乏、转换周期的减少、只顾短期收益、忽视长期收益等一系列的滞后认识，使得我国的检测测量技术与设备的发展受到了限制。

2.2 缺乏尖端和高附加值领域的技术

在当前的主流检测测量技术和仪表应用中，几乎100%都被外国厂家垄断，而高端的检测设备和技术价格高昂，导致了设备的成本上升。不过，国内部分大型设备的销售价格与其所创造的价值相比几乎可以说是微不足道。因此，在高附加值领域检测测量技术与设备匮乏的大环境下，从而使测试测量技术和仪表的发展更加激烈。

2.3 测试计量理论缺乏工程实践支持

测试计量技术与仪器需要不断在工程实践发展中进步，所以国内的测试计量技术和仪器发展也需要如此。但由于该行业理论研究的人才较多，而拥有工程实践的研究者却比较稀少，所以即使理论研究再进步，实践中也会大打折扣。所以许多时候研究都处于理论研究的重复，长此以往，研究者也越来越少，行业人才减少势必影响行业发展。

2.4 缺少实际的试验测量原理支撑

随着我国试验测量技术和仪表的发展，我国试验测量技术和仪表的发展也必须与时俱进。然而，在从事这一领域的理论研究的人员相对较少，而从事实际工作的人员相对较少，因此，即便是在理论上取得了很大的进展，在实际应用中也会受到很大的影响。随着时间的推移，科研人员的数量会不断下降，这个产业的发展必然会受到限制。

2.5 测试计量的精度不足

随着国防科研和教育生活的不断发展，测验和测量技术已渗透到了万业之中，对各行业的测量精度要求也越来越高。在测量的范围内，机器的测量精度由lum提高到0.00um，或者更高。而在微观方面，由于纳米技术的不断发展和运用，人们对微观世界的无限遐想也就多了起来，所以检测的尺度也在逐渐缩小，以纳米为单位。从宏观上看，由于外太空和海洋探索的需求，测量范围不断扩大，到现在为止，10的20-30次方是有希望达到的。不管从什么程度上来说，现在的测量技术和设备都在不断地提高着精度。

3 测量设备的发展前景

3.1 改进处理方式

在当今测量技术发展，先进的信息处理技术如：模糊信息处理技术、数据融合技术、神经网络技术等，使测量设备的测量能力得到显著提高。在检测受到随机因素影响比较大的物体时，可以利用重复观察将采集到的信息进行融合，提高检测的准确性和可靠性。在实际的测试中，采用了模糊符号取代了单纯的测量信息，方便了更高层次的逻辑推断。将智能处理技术运用于测量仪器，让其能够模仿人类的大脑进行工作，可以增强测量设备的性能，使得测量设备的拓扑和权重使用的灵活性，从而为测量设备的发展提供了更多可能。

3.2 实现高智能化、标准化和通用化发展

当前，计量检测仪表的智能表现为：智能化控制模拟操作口令，而今后将会有更高层次的智能语音，更加先进的虚拟技术，更加智能化的软体设备等。比如，先进的智能语音系统不但能够根据语音进行操作，而且能够用图形的方式来实现对仪器的操作和学习、组织等多种功能。与此同时，设备不断地得到改进，让设备的软件变得更加强大，通过使用虚拟技术，可以降低硬件设备的使用，节省设备的费用，让设备更加美观、更加实用。智能传感器、控制系统等智能设备的运用，可以有效地提高仪表的智能水平，从而实现更多样化的功能，更可靠的运行。

而要使现代计量检测设备与信息化技术相融合，方便各体系的数据交换，对现有的测控设备进行改造和改进，使其达到规范化和通用性是非常有意义的。目前，在连接测试设备时，总要有很多的接口和各种类型的线路，这会对技术的推广产生一定的阻碍，从而使总线和界面之间的联系变得更加紧密；标准化、通用化的接口和线路系统优化，能直接满足界面的兼容性，方便了以后的系统优化、升级和改造。而随着测量设备的普及和规范化，它可以在不同的区域内进行大规模的联网应用，而不会受到时空的限制，但也不会对各个不同的设备造成任何的干扰，所以，针对单一对象进行独立的探测，可以让检测系统进行独立的工作。当对复杂、信息量大的物体进行探测时，可以通过智能联结来构成一个全面的、智能的测控网络，从而达到高效率、快捷的测控。另外，通过与无检测网的连接，接收来自其他系统的数据，真正地将现代信息技术运用于计量仪器中，从而改善仪表的功能和性能，提高检测结构的可靠性[2]。

3.3 新型信息技术

新型信息的引入，必然会提升各种计量学的效能，让计量学发挥出最大的效能，特别是对多种物质性的测量特性，例如将传感器各种元件与模型结合起来，就可以制造出最精密的精密测控设备，而无须使用精密的资料与资料，以及将传感器运用于热处理炉温度自动化测温。在复杂的环境中，通过对多个干扰因素进行分析，能够对信号进行精确的提取，然而，在结构上，对模糊数据的处理仍不完善；在拓扑、权重比较方面还差得远。基于信息的处理，若利用智能化仪表中的软件来进行采集、滤波、传输、修正等程序会使其性能得到极大的提高。

3.4 智能化装置应用

为了建立一个多样化的测量系统，引进新型设备是一个重要的课题，它的好坏直接关系到仪表的质量。例如：虚拟软件、单片机、射线、 DSP、微/纳米技术普及、WPS、电站设备等，这些都是由现代化的设备改造而成的。甚至还有用机械人进行测量的。

4 优化测量与检验工作的策略

4.1 确定科学合理的测量计划

测量计划应从测量数据的转移和数据的控制两个层面入手。在测量中，经常使用量值传递方式来完成周期校验，这样做比较简单，便于管理者定期进行校验。但这种检验方法也有其不足之处，即对检验人员、检验方法和检验仪器的全面评价效果不高，因而不能保证检验的准确性。采用定量统计模型对检测程序进行监控，保证了检测结果的不稳定，保证了检测结果的准确性。

4.2 强化技术控制

在测量产品的实际质量时，往往会受多种影响，比如测量周围的湿度、环境温度、周围干扰等，都会对测量结果造成一定的影响。测量中，测量员要依据现场的实际情况，对测量的测量结果进行全面的评价，保证测量的准确性；在进行测试时，要对湿度计、气压计等进行调节。此外，日常测量中的各种环境指标也要进行详细的记载，以便以后进行相关的资料分析时可以考虑到。

4.3 制订特定的体制和准则

要使计量检验工作的正常开展，相关人员必须从专业技术、工作态度、工作态度等方面着手，对设备操作流程、检测工作的偏差进行规范，并制订一套规范操作规程，以指导有关工作人员的工作。其一，要根据测量工作的具体情况，制定符合检验工作要求的行为准则，以提高检验工作的质量和水平。其二，按照有关标准，对检验仪器进行维修和维修[3]。

5 结束语

在今后的测量研究中，应加强对以上问题的探讨，建立新型测量标准体系，探索测量的新领域，持续提供科学研究的结果、新的资料、新的技术和工艺，将整个测量系统都融合在一起，从理论到实际，再到新的技术形成良性机构，在更多的领域中得到广泛的运用。