王海東

摘要：計(jì)量與校準(zhǔn)技術(shù)發(fā)展到今天，極大拓展了人類(lèi)認(rèn)知世界的視野范圍，為人類(lèi)改造世界提供了強(qiáng)有力的支持。尤其是近年來(lái)物理理論的進(jìn)展更是為計(jì)量測(cè)試技術(shù)的進(jìn)步奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文從當(dāng)前現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)與數(shù)據(jù)域計(jì)量校準(zhǔn)的主要問(wèn)題談起，對(duì)大數(shù)據(jù)時(shí)代下計(jì)量校準(zhǔn)的未來(lái)發(fā)展方向進(jìn)行了展望，以期為業(yè)內(nèi)人士的實(shí)踐提供參考。本文對(duì)計(jì)量校準(zhǔn)中的復(fù)雜環(huán)境的研究及策略進(jìn)行分析，以供參考.

關(guān)鍵詞：計(jì)量校準(zhǔn);復(fù)雜環(huán)境;研究策略

引言

隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)計(jì)量校準(zhǔn)質(zhì)量的要求也越來(lái)越高。未來(lái)，計(jì)量領(lǐng)域研究要涵蓋更多自然環(huán)境與人工特殊環(huán)境的情況，將重點(diǎn)放在確定與復(fù)現(xiàn)特定環(huán)境條件下標(biāo)準(zhǔn)量值上，而非簡(jiǎn)單地利用以期與標(biāo)準(zhǔn)在該環(huán)境下直接計(jì)量測(cè)試。除此之外，計(jì)量領(lǐng)域還要對(duì)展開(kāi)對(duì)符合環(huán)境變化的仿真研究，以最大程度降低計(jì)量工作成本.

1概述

在大多數(shù)情況下，測(cè)量校準(zhǔn)是在校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的，必須對(duì)溫度和濕度等環(huán)境因素進(jìn)行控制和商定。它的本質(zhì)是這些環(huán)境條件的變化會(huì)導(dǎo)致校準(zhǔn)結(jié)果的變化隨著測(cè)量校準(zhǔn)從實(shí)驗(yàn)室移至實(shí)地，某些環(huán)境條件與校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的條件大不相同，甚至不能完全由主觀(guān)意愿控制，因此校準(zhǔn)結(jié)果的價(jià)值和意義標(biāo)有相應(yīng)的環(huán)境條件。首先，人們?cè)诓煌潭壬贤馑?，然后傾向于將校準(zhǔn)結(jié)果記錄為環(huán)境條件。當(dāng)有一個(gè)以上不斷變化的環(huán)境條件時(shí)，人們往往難以具體準(zhǔn)確地描述其不斷變化的特征，因此通常稱(chēng)之為復(fù)雜的環(huán)境條件。事實(shí)上，復(fù)雜的環(huán)境條件沒(méi)有明確界定，措辭也不準(zhǔn)確。這是一個(gè)含義模糊、地位不明的近似用語(yǔ)，對(duì)就業(yè)要求沒(méi)有指導(dǎo)和參考意義。自然環(huán)境，包括具有不同區(qū)域特征的情況，例如普通自然環(huán)境、異常自然環(huán)境、特殊自然環(huán)境、自然災(zāi)害環(huán)境、生物環(huán)境、生態(tài)環(huán)境和各種氣象環(huán)境等。每種類(lèi)型的自然環(huán)境都包括各種環(huán)境因素，而且由于大致的描述，這些因素往往不確定。在自然環(huán)境之外，它屬于人工環(huán)境，包括人工物理環(huán)境和人工化學(xué)環(huán)境。例如：振動(dòng)、震動(dòng)、隨機(jī)振動(dòng)、傾斜振蕩、轟擊振動(dòng)、飛機(jī)炮振動(dòng)、加速度;撞擊、船舶撞擊、彈道撞擊、爆炸氣氛、爆炸分離影響、碰撞和坍塌;噪音，空氣噪音，水下噪音;放射性粒子云。其中大部分屬于物理環(huán)境的人為條件。

2環(huán)境條件

環(huán)境要素表述的齊全與完整，屬于確定、完備的描述方式，但并不是唯一的描述方式。不完整的要素，必須要將位置的不確定性隱含在其中，比如：自然要素內(nèi)的水源、土壤、空氣、生物等，若是缺少任何一項(xiàng)，均不屬于完整的描述，任何要素的變化，均是自然環(huán)境發(fā)生了變化。計(jì)量校準(zhǔn)設(shè)計(jì)的環(huán)境要素主要包括：①媒介條件：指受到周?chē)h(huán)境媒介影響產(chǎn)生的相應(yīng)主體，比如：淡水、火焰、海水、污穢物及毒害液體等;②場(chǎng)條件：指周?chē)嬖诘奈锢韴?chǎng)條件，一般包括磁電廠(chǎng)、光輻射場(chǎng)、電力輻射場(chǎng)及噪聲場(chǎng)等;③力學(xué)條件：指周?chē)h(huán)境內(nèi)主體感受到的力的作用，比如：沖擊、旋轉(zhuǎn)、擺動(dòng)、流動(dòng)等;④空間條件：指周?chē)h(huán)境主體感受到的，可以利用的自由空間條件，包括：開(kāi)放空間、封閉空間與狹小空間等。

3環(huán)境條件的規(guī)范性表述

恒定環(huán)境指的是，全部環(huán)境要素處于恒定不變的狀況，非恒定相比前者要復(fù)雜很多，可能是一個(gè)環(huán)境要素在變化的單量環(huán)境系統(tǒng)中，屬于環(huán)境試驗(yàn)選擇的最為常見(jiàn)的環(huán)境系統(tǒng)。若是該環(huán)境要素變化規(guī)律平穩(wěn)，且呈現(xiàn)過(guò)程式的變化，則要素為急速變化，比如：沖擊、階躍等，可以將其稱(chēng)之為瞬態(tài)變化的環(huán)境。環(huán)境要素是否被當(dāng)做環(huán)境變量，需要結(jié)合測(cè)量精準(zhǔn)度要求審查。準(zhǔn)確度較低的測(cè)量，一些環(huán)境要素影響并非主要，可以將其忽略，不當(dāng)做環(huán)境變量進(jìn)行處理。針對(duì)測(cè)量精準(zhǔn)度要求較高的，且到達(dá)一定程度之后，不可忽略其對(duì)測(cè)量所產(chǎn)生的影響。例如：激光干涉距離測(cè)量，空氣折射率的影響就屬于這類(lèi)情況。

4計(jì)量校準(zhǔn)實(shí)踐中復(fù)雜環(huán)境的應(yīng)對(duì)策略

4.1建立健全計(jì)量校準(zhǔn)系統(tǒng)

現(xiàn)階段對(duì)測(cè)量校準(zhǔn)的分析表明，校準(zhǔn)的很大一部分是在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的。與外部環(huán)境進(jìn)行比較，比較實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的穩(wěn)定性，比較不同元素的微小變化，使實(shí)驗(yàn)室測(cè)量的校準(zhǔn)更加容易?？偨Y(jié)目前的工作做法表明，需要在實(shí)地開(kāi)展許多測(cè)量校準(zhǔn)工作，從而使實(shí)驗(yàn)室的穩(wěn)定環(huán)境不復(fù)存在，從而使復(fù)雜環(huán)境對(duì)測(cè)量校準(zhǔn)的影響能夠大大增加。因此，為了提高測(cè)量校準(zhǔn)的可靠性和準(zhǔn)確性，在室外測(cè)量校準(zhǔn)實(shí)踐中，必須根據(jù)相關(guān)要求進(jìn)行基本的環(huán)境處理，即使用測(cè)量校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)建造環(huán)境，為了確?，F(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)的有效性，并確保工作的總體影響，以便建立適當(dāng)?shù)臏y(cè)量校準(zhǔn)系統(tǒng)，必須強(qiáng)調(diào)兩個(gè)方面：（1）需要改進(jìn)測(cè)量和校準(zhǔn)設(shè)備的自動(dòng)化。測(cè)量和校準(zhǔn)裝置是根據(jù)測(cè)量校準(zhǔn)站點(diǎn)的當(dāng)前環(huán)境條件配置的，允許在不同的環(huán)境中進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整，從而大大提高測(cè)量校準(zhǔn)的總體精度。（2）需要明確復(fù)雜環(huán)境下校準(zhǔn)的具體原則的校準(zhǔn)技術(shù)和方法，使測(cè)量校準(zhǔn)既能滿(mǎn)足校準(zhǔn)中的推廣要求，又能滿(mǎn)足個(gè)性化要求，測(cè)量校準(zhǔn)的最終結(jié)果將更加可靠。

4.2實(shí)現(xiàn)環(huán)境影響因素降維

在測(cè)量校準(zhǔn)實(shí)踐中，有效控制環(huán)境因素對(duì)工作做法的影響的一個(gè)重要戰(zhàn)略是控制影響因素并減少其具體影響，即縮小規(guī)模。從概念上講，所謂的縮小尺度是使用在困難環(huán)境條件下對(duì)個(gè)別影響因素不敏感的技術(shù)來(lái)測(cè)量校準(zhǔn)。由于某些環(huán)境影響因素不敏感，測(cè)量的校準(zhǔn)對(duì)環(huán)境條件不太敏感;這樣就可以減少影響因素的維度數(shù)目，并滿(mǎn)足精確測(cè)量的需要。例如，在過(guò)去，溫度和壓力測(cè)量是用對(duì)有關(guān)環(huán)境因素極為敏感的電子傳感器進(jìn)行的，其結(jié)果受到環(huán)境的極大影響。因此，在隨后的措施中，工作人員更傾向于選擇光纖傳感器。由于光波對(duì)電磁干擾不敏感，因此可以根據(jù)這種特性來(lái)減少光波，從而確保測(cè)量的準(zhǔn)確性。

4.3局部環(huán)境控制策略

該戰(zhàn)略并不改變校準(zhǔn)系統(tǒng)本身，而是通過(guò)將其鎖定在一個(gè)狹窄的局部空間環(huán)境中，控制該局部環(huán)境中的環(huán)境條件，并使其在良好的狀態(tài)下工作，提高了整個(gè)測(cè)量校準(zhǔn)過(guò)程的環(huán)境適應(yīng)性。例如，在北方嚴(yán)寒的冬季-40 c地形環(huán)境中，每一措施可控制約20 C的鍋爐環(huán)境溫度，這符合測(cè)量和校準(zhǔn)系統(tǒng)的工作方式，并使測(cè)量和校準(zhǔn)工作得以成功完成。例如，在電磁環(huán)境下極為復(fù)雜的通信對(duì)抗環(huán)境中，使用移動(dòng)機(jī)房放置測(cè)量校準(zhǔn)設(shè)備，使其不受影響，也是當(dāng)?shù)丨h(huán)境控制策略之一。這一戰(zhàn)略目前已得到廣泛實(shí)施，并取得了良好成果，目前大多數(shù)現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)工作都在采用這一戰(zhàn)略來(lái)處理環(huán)境因素。

5復(fù)雜環(huán)境計(jì)量校準(zhǔn)的展望

在自然環(huán)境中，測(cè)量?jī)x器是根據(jù)環(huán)境因素和指標(biāo)進(jìn)行量化和繪制的，傳輸元件、敏感元件、厚度元件、顯示元件等也是如此。主要是設(shè)計(jì)、制造和使用時(shí)的單向輸出元件和輸出元件，盡管考慮到溫度、濕度和壓力等環(huán)境因素的影響，但大多數(shù)是基于恒定的線(xiàn)性因果關(guān)系系統(tǒng)。此外，在執(zhí)行多通道物理測(cè)量時(shí)，通道可以相互作用。因此，在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，我們將努力通過(guò)模擬交叉調(diào)制、加權(quán)一致性、線(xiàn)性和非線(xiàn)性疊加，然后使用大數(shù)據(jù)模型進(jìn)行處理，來(lái)獲取和積累各種環(huán)境條件下測(cè)量設(shè)備的實(shí)際數(shù)據(jù)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，計(jì)量校準(zhǔn)中的環(huán)境因素影響不僅復(fù)雜，且涉及多方面。本文通過(guò)介紹環(huán)境要素，對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)，系統(tǒng)性地開(kāi)展表述、分析與構(gòu)建，從不同層面和角度開(kāi)展，減少?gòu)?fù)雜環(huán)境不確定表述，促進(jìn)劑量校準(zhǔn)內(nèi)環(huán)境因素的研究，并強(qiáng)化其應(yīng)用。

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