仪器仪表计量及自动化应用浅析

石矗磊

赤峰市产品质量检验检测中心 内蒙古赤峰 024005

在新时期，我国科学技术水平不断提升，节能减排工作深入推行，在工业化生产方面，为了达到这一目标，需要注重生产中各个环节的节能减排。计量是工业化生产中的重要组成部分，其需要依靠相应的仪器仪表开展工作，为了在这一环节实现节能减排，需要对仪器仪表的应用进行优化，可实现仪器仪表自动化，确保其计量结果更加准确，并且能够发挥出节能减排、保护环境等作用。热工仪器仪表是一种很重要的仪器仪表，本文将以此为例，分析其计量检定方面的自动化情况，保证其相关作用充分发挥出来，为工业化生产以及发展打下坚实基础[1]。

1 仪器仪表计量的发展趋势

1.1 自动化

仪器仪表最初应用在工业生产设备的参数测量中，技术人员对于测量所得数据进行相应分析，但是受到技术水平的限制，只有一些技术人员才会理解所获得计量参数，阻碍工程顺利开展。在科学技术不断发展背景下，自动化技术应用范围不断扩大，科研人员在仪器仪表计量中融入自动化技术，由此降低技术人员的操作难度。除此之外，科研人员将仪器仪表计量与人工智能结合起来应用，可提升所获得数据的可传播性与准确性。

1.2 技术改革

在初期发展仪器仪表计量阶段，通常使用U盘或CF卡储存计量数据，但是储存空间首先需要技术人员定期更新仪器仪表设备，这一操作比较复杂，会浪费一定的时间。为攻克难关，技术人员需重视储存数据容量问题，可改变制作材料将仪器仪表储存容量扩大，并保证其小巧和便捷。

1.3 智能化

对于仪器仪表当前的发展情况来说，处理信息数字化、技术智能化、控制系统集成化是仪器仪表主要发展趋势。科研人员对各类仪器仪表开展相应的数据统计算法，由此减少仪器仪表出现的计量失误。另外使用智能化技术，结合当前记录之中失误情况能够实现自动检修，可提升工作效率和准确性。

2 仪器仪表计量原理和校验方法

2.1 工作原理

当前我国科学技术不断发展，自动化普及和广泛应用成为必然趋势，这能够提升各行业生产效率及质量。仪器仪表计量中应用自动化技术，能够不断优化仪器仪表计量，使其功能和效果越来越完善，逐渐取代了传统仪器仪表计量，现阶段仪器仪表计量能够完善长传和下达各环节工作，仪器仪表工作表盘上能够显示所测参数，这有利于操作人员接下来工作的开展。目前仪器仪表计量包括两大部分，一个是电源，另一个是数字电压器。仪器仪表计量在运作中将实现二次供电，设计人员的插口接头设计中可以应用比较独特的插孔，该类型插孔设计能够将电流二次经过电容器时所产生的仪器仪表计量设备损耗减少，将设备使用寿命延长。此外，一般应用光纤连接仪器仪表计量设备，向总控制室数据库内传达数据，以此获得准确的仪器仪表计量参数，并保证计量的时效性。基于仪表电压以及电流产生的变化，热力能源经过时显示的温度，在设备中心进行数据转换，可将数据呈现在技术人员面前。

2.2 校准检定方法

2.2.1 总量检定法

这一方法需要应用数据规范化技术，对检测对象参数进行全面测量，并且运用仪器仪表概定，能够发挥出超强工作能力。总量检定计量主要有以下两步骤：①使用标准仪器仪表设备对检测对象进行多次数据提取，对比分析提取数据以及标准的参数数据，将其中存在的误差值计算出来，进而提升计量数据的准确性。②合理、规范设置仪器仪表计量值，基于此对比实际计量的参数，由此获取预定计量效果。该方法对于规定数据计量算法有较高要求，并且能够根据不同情况来制定出相应对比参数，科研人员使用自动化技术能够增强仪器仪表参数计量的准确性。

2.2.2 分量检定法

计算器、电流传感器、对象传感器是仪器仪表计量的主要组成部分，分量检定法即为读取以及录入相关参数数据。这三个组成部分因为存在不同的组成成分，仪器仪表将会受此影响出现计量参数偏差，导致这一方法对计量参数进行测定具有局限性。运用分量检定法具有客观性，从而不应忽视校准检定中这一问题。分量检定法将基础检定作为计量起点，尽量将后期检定减少，避免计量检定中有技术问题出现。该方法工作原理为根据标准参数设计和开展计量活动，测定方法能够提升设备机组的应用功能稳定性。实际检定中应该细化工作步骤，细致的探讨其中理论，并根据基础原理和理论精准实施测量和校准工作[2]。

2.3 有关技术

2.3.1 计算机技术

上世纪中叶计算机诞生，在几十年的发展中不断更新完善，现阶段得到了广泛应用，在一定程度上改变了人们的生产以及生活方式。现阶段科研人员已经深入研究计算机，计算机成为社会发展不可或缺的工具，计算机技术的使用范围随之扩大，成为世界核心级别的技术。在工业化生产中仪器仪表计量实现自动化即为计算机技术发展的一种表现，智能控制也是计算机技术中的一项基础技术。当前仪器仪表计量各系统中开始应用计算机技术，其成为仪器仪表计量中的重要组成部分，能够为仪器仪表计量提供运算基础，将仪器仪表计量参数准确性和可靠性提高。

2.3.2 人工智能技术

当前科研人员较为重视研究人工智能技术，并加大了发展人工智能化的力度，但是这一领域涉及很多学科知识，因此该项技术非常复杂和繁琐。当前人工智能技术在机器人领域得到了广泛应用，人们也能够看到其发展前景，人工智能机器人将在一定程度上促进时代发展。人工智能是智能机器人中的新技术，在未来会深入应用到各个环节中。该技术应用计算机的计算能力和严密逻辑思维算法能够在设备中录入环境记忆，运用数据统计、严密计算进行人脑模拟，实现控制的自动化，仪器仪表计量后期发展中将会朝着智能化发向发展[3]。

3 仪器仪表计量自动化技术优势

3.1 具有较高效率

仪器仪表自动化计量能够通过严密逻辑思维与算法进行人脑模拟，基于此来判断周边环境，提升仪器仪表自动化计量水平。根据计量对象可以自动计量、筛选、处理数据参数，并运用科学、规范的计算方式多次、严密计算所得数据，保证计量参数的科学性和有效性，这一过程无需技术人员操作，较为方便和准确。当前我国仪器仪表的计量自动化越来越成熟，有机结合自动化技术与仪器仪表控制技术，可将仪器仪表计量效率以及其自动化控制系统操作性提高，提升工业生产效率，获得良好运作效果。

3.2 较高性价比

仪器仪表实现计量自动化能够工业化生产带来许多优势，在仪器仪表控制中应用自动化技术，实现两者有机配合，能够提升计量工业参数效率。另外，仪器仪表计量自动化可以将操作人员参与数量减少，使企业节省成本，并且能够将人员操作失误减少，避免出现计量参数误差，将系统可靠性及安全性提高。自动化技术主要优势为技术水平高、质量高、服务完善等，从而使其在市场上得到广泛应用，并且价格较低，确保其有较高性价比[4]。

4 热工仪器仪表计量检定自动化分析

4.1 计量自动检定原理

指的是热工仪器仪表计量自动化检定获得相应数据，这一数据能够直观显示机电组是否处于正常运行状态，以此保障企业机组及时调整。自动化检定技术主要包括电源和数字电压表，实际应用中电源具有可调性，并且电源中不一定要设置电压，保证能够稳定输出电流。通常情况下，进行热工仪器仪表的计量检定时，需要相关人员充分考虑传统检定方法存在的不足和检定复杂性，保证计量检定工作顺利开展，否则很难获得较高准确性。相较于传统检定方法，该方法可以打破原本无法消除的局限，设计和制定一系列的自动检定系统与维护系统，如下图1所示，能够实现计量检定和管理工作的协调统一，以此保障计量检定准确性。自动化检定时，因为热工仪器仪表自动化检定成效较好，将会扩大其施工范围，原本计量检定中产生的误差情况，可通过应用热工仪器仪表来减少这一情况，并且这一仪器将整体数据信息作为主要对象，能够获得合理、科学的结果[5]。

图1 热工仪表检定系统

4.2 基本流程

在应用这一技术过程中必须构建自动化检定流程，并且明确计量检定登记册之中的内容，在合理判断数据信息后，可以将误差大幅度减少。这一流程由下图2所示，具体分析为：①应该消除计量检定登记册之中存在的误差，通过合理判断保证记录数据信息的正确性，同时进行有效的检测。例如对计量检定对象名称、类型和编号等进行分析。②建立匹配登记册的自动读数系统，在应用自动检定登记册的情况下，能够顺利完成读数工作，并在计算机系统中存储读取的记录数据。③应用相关函数语法，对计算后获得的结果进行演示计算，由此保证数据信息的可靠性、安全性、准确性和完整性。④依据调查数据，凸显出操作流程实，保证热工仪器仪表自动计量校准操作一致，基于此分析数据。

图2 自动化检定流程

4.3 软检定技术

开展仪器仪表的计量检定工作时，使用软检定技术能够将其科技水平进一步展现出来，这也是器具检定的一个主要发展方向。在各类检测环境下，应用软检定技术，可以主动适应条件变化，同时对自动化检定程序进行合理调整。相较于原本检测技术，软检定技术更先进，能够扩展数据的输入输出功能，使其发挥出重要作用。软检定技术的适应能力加强，并且应用这一技术不会投入过多成本，并且使用范围较为广泛，适合应用在热工仪器仪表的计量自动化检定中，能够替代难以维护、成本高的仪表。

4.4 应用重要技术

现阶段在热工仪器仪表的计量校准中应用自动检定系统技术，希望在应用较多热电阻元件的情况下对温测仪表进行实时检定，这一过程中会耗费一定的人力和物力，这将会影响生产效率。如果能够正确应用这一检定技术，在结合仪表智能功能后，可以提升仪表系统检定效率，减轻工作人员工作负担。使用这一技术，可构建出一套完整的、功能先进的计量台账资料系统，这有利于开展管理和维护计量检定器具的工作。在热工仪器仪表计量检定自动化系统中计算机是其元器件核心，进口数字万用表计算精度高，基于此加上计算机功率调节器扫描能力，能够提升管理检定数据结果的有效性，将分档工作自动完成，在未来检索相关资料时会更加省时省力，并且还能够满足热电阻和热电偶的检定情况。对于这一系统数据处理和技术指标来说，能够完全实现与热电阻和热电偶相关的校验铜电阻元件、铂电阻元件的计量检测，这可创新热工仪表的计量自动化校准技术，能够更好的发挥出数据输入输出功能[6]。

5 结语

计算机技术和信息技术快速发展的背景下，仪器仪表计量实现了自动化发展，这能够在一定程度上促进我国工程发展。仪器仪表实现计量自动化，能够使运算能力更强大、计量过程自动化、数据计量更精确、逻辑算法更严谨，可在工业生产与发展中发挥重要作用，因此需注重自动化技术与仪器仪表计量的有效融合。