隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，電子測(cè)量?jī)x器正逐步向化、可程控化的方向轉(zhuǎn)變，嘉興市工程實(shí)驗(yàn)室儀器儀表使得建立在這些技術(shù)基礎(chǔ)之上的自動(dòng)化的儀器校正/儀器校準(zhǔn)的研制成為一個(gè)重要的課題。

世通儀器校準(zhǔn)計(jì)量檢測(cè)中心是*從事噪音檢測(cè)，儀器校準(zhǔn)，儀器校驗(yàn)，儀器校正，儀器檢測(cè)，儀器計(jì)量，儀器外校，計(jì)量?jī)x器校準(zhǔn)，嘉興市工程實(shí)驗(yàn)室儀器儀表測(cè)量?jī)x器校準(zhǔn)的第三方公正儀器校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)認(rèn)可會(huì)認(rèn)可（認(rèn)可號(hào)L3170）,實(shí)驗(yàn)室互認(rèn)組織(ILAC-MRA),通過(guò)ISO17025計(jì)量準(zhǔn)則的具有第三方機(jī)構(gòu).

是產(chǎn)品的核心，是企業(yè)在競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)地位的關(guān)鍵。隨著高度，與此相關(guān)的檢驗(yàn)儀器日益完備計(jì)量檢驗(yàn)儀器的主要作用是通過(guò)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)而測(cè)量出相應(yīng)的數(shù)據(jù)，然后再對(duì)照判定其是否合格。一旦儀器出現(xiàn)故障，就會(huì)對(duì)儀器計(jì)量工作造成較為嚴(yán)重的困擾，造成故障的原因較多，必須從根源上對(duì)故障進(jìn)行排除，文章就此展開(kāi)探討。

 

目前，嘉興市wangqijinyun12自動(dòng)化的儀器校正/儀器校準(zhǔn)的程序可通過(guò)以下三種實(shí)現(xiàn)：

（1）通用平臺(tái)，如VisualBasic、C#等。無(wú)疑，使用這些*平臺(tái)編寫(xiě)自動(dòng)化的儀器校正/儀器校準(zhǔn)程序，需要*人員來(lái)完成。

（2）*儀器控制，如LabVIEW等。使用圖形化編程語(yǔ)言，雖然，已大大了的難度，但作為數(shù)據(jù)采集和儀器控制的通用平臺(tái)，使用起來(lái)仍存在一定的學(xué)成本。

（3）嘉興市具有針對(duì)性的產(chǎn)品。如Fluke公司的MET/CALPlus為人員提供了根據(jù)自身的需要進(jìn)行自動(dòng)化的儀器校正/儀器校準(zhǔn)程序的平臺(tái)。這類(lèi)產(chǎn)品，一般都嘉興市具有針對(duì)性強(qiáng)、使用簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，但硬件通用性差就是其不可回避的缺點(diǎn)。因此，如何構(gòu)建一個(gè)既操作簡(jiǎn)單，又具有通用性，凡符合的電子儀器均可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的儀器校正/儀器校準(zhǔn)的程序平臺(tái)，是值得探討的問(wèn)題。本文提出了一種通用電子計(jì)量?jī)x器自動(dòng)化的儀器校正/儀器校準(zhǔn)平臺(tái)的解決方案，并重點(diǎn)從角度闡述了該平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)思路。

嘉興市工程實(shí)驗(yàn)室儀器儀表本公司校準(zhǔn)檢測(cè)中心設(shè)有：力學(xué)、長(zhǎng)度、衡器、電學(xué)、熱工、幾何量具等*校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室。本校準(zhǔn)中心可對(duì)以上類(lèi)別范圍的各國(guó)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)并出具認(rèn)可的校準(zhǔn)證書(shū)。校準(zhǔn)、檢測(cè)報(bào)告具有性、可靠性、公正性。

儀器設(shè)備、儀器校準(zhǔn)是保證檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠的重要前提 

公司的主營(yíng)區(qū)域分布在華南地區(qū)（東莞、深圳、惠州、廣州、中山、佛山、珠海等城市）和華東地區(qū)（上海、溫州、蘇州、寧波、昆山等城市），輻射面及長(zhǎng)三角和珠三角。

1需求分析

（1）目前，各類(lèi)儀器的常用接口包括RS-232、GPIB、LAN等，要對(duì)不同的硬件接口實(shí)現(xiàn)兼容，可以通過(guò)VISA提供的I/O函數(shù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)。VISA是VXIplug&play聯(lián)盟制定的I/O接口及其規(guī)范的稱(chēng)，于硬件設(shè)備、接口，提供了統(tǒng)一的設(shè)備資源、操作和使用的機(jī)制。

（2）實(shí)現(xiàn)的通用化，儀器校正/儀器校準(zhǔn)程序不以代碼的形式固化于中，而是將控制流程與命令以文件或數(shù)據(jù)的形式保存，動(dòng)態(tài)的根據(jù)人員編寫(xiě)的流程解釋執(zhí)行相應(yīng)的控制指令，實(shí)現(xiàn)智能控制。

（3）采用直接可選取儀器指令，提示輸入?yún)?shù)的完成儀器校正/儀器校準(zhǔn)程序的編寫(xiě)。

分別將兩塊lm量塊，椎入式干涉儀測(cè)頭下面對(duì)零，將作為電容傳感器測(cè)量極板的量塊推入被傳感器測(cè)頭的下面，上下傳感器測(cè)頭好初始間隙，將電容式測(cè)微儀的輸出顯示到零。然后在小角度儀的右端推入1.005mm量塊，換掉其式干涉儀下面l哪的量塊，同時(shí)用右端的升降機(jī)構(gòu)橋形工作臺(tái)，使式干涉儀重新指示為零，這時(shí)讀取電容測(cè)微儀的顯示值。用同樣，推入1.010mm的量塊更換掉干涉儀下面1.005mm的量塊，以10mm的受檢點(diǎn)。這樣我們對(duì)精密電容測(cè)微儀的正量程就完成了。

2設(shè)計(jì)

通過(guò)需求分析，的設(shè)計(jì)將采取與儀器校正/儀器校準(zhǔn)的具體指令、流程分離的思想，即提供儀器校正/儀器校準(zhǔn)程序的編輯接口，人員自行編寫(xiě)儀器校正/儀器校準(zhǔn)程序腳本，并以XML文件（可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言，可以用來(lái)標(biāo)記數(shù)據(jù)、定義數(shù)據(jù)類(lèi)型）格式存儲(chǔ)在上。運(yùn)行儀器校正/儀器校準(zhǔn)程序時(shí)，平臺(tái)只負(fù)責(zé)解釋與執(zhí)行。主要由六個(gè)模塊組成：儀器指令編輯模塊、程序編寫(xiě)模塊、儀器驅(qū)動(dòng)模塊、不確定度計(jì)算模塊和數(shù)據(jù)保存與證書(shū)生成模塊。

2.1儀器指令編輯模塊

自動(dòng)化的嘉興市工程實(shí)驗(yàn)室儀器儀表程序的編寫(xiě)是建立在數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的儀器指令的基礎(chǔ)之上的。此模塊提供了統(tǒng)一的儀器指令功能，人員只需選擇或新建相應(yīng)的儀器型號(hào)，選擇儀器類(lèi)型，然后按要求分別輸入指令說(shuō)明、指令格式、參數(shù)設(shè)置即可。提供了統(tǒng)一的界面，以固定文本框形式給出，避免輸入錯(cuò)誤。儀器指令僅需輸入一次，即可達(dá)到信息的重復(fù)使用與共享的目的。

儀器指令分為通用指令和擴(kuò)展指令兩類(lèi)。嘉興市工程實(shí)驗(yàn)室儀器儀表通用指令為每種同類(lèi)型儀器共同擁有的功能相同的指令，例如發(fā)生器的設(shè)置指令，是每個(gè)發(fā)生器都具有的功能。采用此種機(jī)制的原因在于，通用指令是編寫(xiě)程序模板的基礎(chǔ)。

2.2程序編寫(xiě)模塊

人員通過(guò)選擇相應(yīng)的儀器型號(hào)，自動(dòng)查詢(xún)加載數(shù)據(jù)庫(kù)中已存儲(chǔ)的該儀器的指令，以按鈕形式呈現(xiàn)給人員，人員不需要重復(fù)翻查儀器的編程手冊(cè)，只需要相應(yīng)的按鈕即可在腳本中加入相應(yīng)的指令。為簡(jiǎn)化使用，并未提供循環(huán)控制命令。另外，考慮到同一項(xiàng)目的儀器校正/儀器校準(zhǔn)程序具有相似性，提供了模板編寫(xiě)功能。模板其實(shí)也是一段程序腳本，不同之處在于，模板是將這段腳中的通用指令抽取出來(lái)，即使用特殊符號(hào)標(biāo)記。這樣，在使用模板時(shí)，將根據(jù)標(biāo)記，自動(dòng)將抽取部分的指令替換為選定的某特定型號(hào)的指令。不需要手動(dòng)編寫(xiě)任何程序，就可實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的功能，大大減化了程序的編寫(xiě)工作。

2.3儀器驅(qū)動(dòng)模塊

嘉興市工程實(shí)驗(yàn)室儀器儀表每個(gè)加載的儀器均為VISAInstrument類(lèi)的一個(gè)實(shí)例。VISAInstrument是包裝了通過(guò)VISAI/O訪(fǎng)問(wèn)遵循VISA的各類(lèi)儀器的通用指令的類(lèi)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)差別化的訪(fǎng)問(wèn)各類(lèi)儀器的功能。一個(gè)典型的指令序列如下（僅列出函數(shù)，未包括函數(shù)參數(shù)）：

viOpenDefaultRM：打開(kāi)和默認(rèn)資源器的會(huì)話(huà)

viOpen：打開(kāi)和儀器的會(huì)話(huà)

viWrite或viRead：向儀器發(fā)送數(shù)據(jù)或從儀器讀取數(shù)據(jù)

viClose：關(guān)閉和儀器的會(huì)話(huà)

2.4不確定度計(jì)算模塊

本采用GUM測(cè)量不確定度評(píng)定，即應(yīng)用測(cè)量不確定度傳播律的，該是ISO/IEC在GUIDE98-3:2008中采用的。

（1）A類(lèi)評(píng)定

根據(jù)一系列測(cè)量值用統(tǒng)計(jì)分布的進(jìn)行的測(cè)量不確定度分量評(píng)定，測(cè)量值在進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)自動(dòng)獲取。

（2）B類(lèi)評(píng)定

根據(jù)有關(guān)信息或，判斷被測(cè)量的可能值區(qū)間，假設(shè)被測(cè)量的概率分布。因此人員只需預(yù)設(shè)區(qū)間半寬度a、概率分布類(lèi)型和分布概率或直接給出包含因子k。

（3）合成不確定度和擴(kuò)展不確定度

由上述評(píng)定的不確定度分量自動(dòng)計(jì)算，人員只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)置即可完成。

（4）不確定度評(píng)定綜述

由以上分析可知，測(cè)量不確定度計(jì)算的關(guān)鍵是人員需要建立測(cè)量模型及關(guān)鍵參數(shù)的確定，將根據(jù)測(cè)量模型與參數(shù)，自動(dòng)完成測(cè)量不確定度的計(jì)算。

2.5數(shù)據(jù)保存與證書(shū)生成模塊

眾所周知，嘉興市不同類(lèi)型儀器的項(xiàng)目區(qū)別很大，難以用統(tǒng)一的格式存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)。同時(shí)考慮到過(guò)去所使用的證書(shū)模板多數(shù)為Excel格式，因此，采用了Excel文件的形式保存數(shù)據(jù)，同時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)保存文件路徑，方便檢索。由于電氣試驗(yàn)儀表儀器校驗(yàn)流程不規(guī)范會(huì)影響到電氣試驗(yàn)儀表儀器校驗(yàn)的，而也是電氣試驗(yàn)儀表儀器校驗(yàn)中重要的不確定度。因此，在實(shí)際的工作中，需要科學(xué)的規(guī)范電氣試驗(yàn)儀表儀器校驗(yàn)流程。例如，選擇一塊需要檢測(cè)的儀表，電流檔位為 0. 15、0. 3、1. 5、3.1A，電壓檔位為 7.5、15、30、150V，具體如圖 1 所示。下面以電流 1. 5 A，電壓 150 V 進(jìn)行校驗(yàn)。首先，在校驗(yàn)之前，校驗(yàn)人員應(yīng)的檢查電路，確保電路完全接好之后，啟動(dòng)主菜單。其次，將相關(guān)的信息準(zhǔn)確的輸入到主菜單中，開(kāi)始進(jìn)行儀表的校驗(yàn)。只有按照如上的流程進(jìn)行操作，才能夠確保電氣試驗(yàn)儀表儀器校驗(yàn)的準(zhǔn)確性和科學(xué)性，通過(guò)有效的實(shí)施，能夠?qū)崿F(xiàn)佳的校驗(yàn)效果，促進(jìn)電氣試驗(yàn)儀表儀器校驗(yàn)工作的順利完成。電氣試驗(yàn)儀表儀器校驗(yàn)流程非常關(guān)鍵，①對(duì)外觀(guān)的檢查；②檢查測(cè)量引線(xiàn)是否有磨損破裂處；③檢查電極與外殼的絕緣，以及測(cè)量參數(shù)是否符合相應(yīng)的；④對(duì)儀器儀表值校準(zhǔn)，并進(jìn)行，從而保證電氣試驗(yàn)儀表儀器校驗(yàn)的效率。

3對(duì)比驗(yàn)證以Agilent34401A直流電壓10V量程的1V、5V、10V三個(gè)點(diǎn)的校準(zhǔn)，對(duì)自動(dòng)校準(zhǔn)程序與手動(dòng)校準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如表1所示：

 

注：重復(fù)測(cè)量10次；擴(kuò)展不確定度k=2；手動(dòng)校準(zhǔn)時(shí)間僅包括10次讀數(shù)記錄的時(shí)間。儀器設(shè)置與人員熟練程度密切相關(guān)，數(shù)據(jù)計(jì)算由計(jì)算決定，不具備普遍性，因此為使數(shù)據(jù)更為客觀(guān)，這兩項(xiàng)耗時(shí)未包含在內(nèi)。

通過(guò)表1所列對(duì)比驗(yàn)證數(shù)據(jù)可知，自動(dòng)校準(zhǔn)與手動(dòng)校準(zhǔn)的結(jié)果與測(cè)量不確定度接近，但校準(zhǔn)時(shí)間上有明顯，特別是當(dāng)測(cè)量重復(fù)較多時(shí)，優(yōu)勢(shì)更為明顯。

本公司儀器設(shè)備齊全，業(yè)務(wù)素質(zhì)精良，并嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)室建設(shè)要求設(shè)有: 電學(xué)、力學(xué)、熱工、長(zhǎng)度、衡器、光學(xué)等校準(zhǔn)科室.是國(guó)內(nèi)民營(yíng)校準(zhǔn)檢測(cè)機(jī)構(gòu)當(dāng)中，通過(guò)校準(zhǔn)項(xiàng)目多的機(jī)構(gòu)。

4結(jié)語(yǔ)

嘉興市工程實(shí)驗(yàn)室儀器儀表探討了通用自動(dòng)化的儀器校正/儀器校準(zhǔn)平臺(tái)應(yīng)具備的特點(diǎn)，并提出了一種解決方案。通過(guò)實(shí)際應(yīng)用，驗(yàn)證了此方案的可行性。同時(shí)與手動(dòng)儀器校正/儀器校準(zhǔn)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)中，證明了其可靠性與性。

然而，在不確定度的評(píng)定中采用的GUM評(píng)定，雖然可適用于大多數(shù)測(cè)量模型，但當(dāng)測(cè)量模型復(fù)雜或輸出量概率分布明顯不對(duì)稱(chēng),又或者求偏導(dǎo)數(shù)比較困難時(shí)，更適用于蒙特卡羅法進(jìn)行分布的傳遞。所以，作為一個(gè)通用平臺(tái)，未能加入多種測(cè)量不確定度的評(píng)定，也是今后需要改進(jìn)的地方。有規(guī)定在校準(zhǔn)周期內(nèi)，設(shè)備維修、跟關(guān)鍵換零部件、儀器遷移等要重新校準(zhǔn)，在校準(zhǔn)周期內(nèi)還要進(jìn)行設(shè)備的期間核查，來(lái)保證設(shè)備的穩(wěn)態(tài)和準(zhǔn)確性。如果設(shè)備，這里指的是設(shè)備而不是尺子、圓規(guī)等，自己定義校準(zhǔn)周期則要小于規(guī)定的周期。