人工智能技术在计量校准领域的发展前景

王强

通标标准技术服务（天津）有限公司,天津300450

摘要：随着数字化转型的时代到来，数据成为了重要的生产要素，数据驱动成为了重要的生产力。人工智能技术作为主导科学技术之一，一直是科学技术研究的主要方向。与飞速发展的新技术相比，计量校准技术却发展缓慢，细究其原因，一是测试设备近年来增长加快，导致计量校准技术储备不足;二是新设备向复杂化、功能化发展，给计量校准技术带来了一定的挑战。但随着研究的不断深入，人工智能技术会给计量校准领域带来新的发展方向。基于此，本文主要对人工智能技术在计量校准领域的发展前景进行论述，详情如下。

关键词：人工智能技术；计量校准；发展前景

引言

计量与测量两种技术的密切关联是与生俱来的。没有计量，测量数据就失去了意义，而计量的核心内容——溯源所依赖的正是精密测量技术。随着现代科学技术的快速发展，各种测量技术得到迅速拓展和提升，相应地，计量技术也在对测量精准度要求日益提高的背景下，突破传统的、以静态测量误差为特征的基本模式，向着包括动态特性、现场环境影响以及系统性评价等诸多要素的复杂要求方向多维度发展。

1计量校准领域的发展现状

随着设备的复杂化、多功能化，在工况时的原位校准需求越来越多。相较于常采用的拆分送检的校准方法，工况原位校准更能反应设备整体或者系统的工作状态。此外，原位校准不需要拆卸相关组件，在一定程度上能减少时间成本、保证生产效率。动态性能参数是衡量力学性能试验的关键因素，而动态校准也是保证力学性能试验准确可靠的重要手段。目前，动态校准技术也是计量校准领域的主要研究方向之一。如力值传感器，一般采取静标动用的校准方法，这种方法在原来以拉伸、压缩及剪切等静态试验为主的力学性能测试中较为常见。随着材料学研究的不断深入，人们对材料的力学性能要求越来越高，像高频疲劳试验机、低周疲劳试验机、旋转弯曲疲劳试验机等材料性能的疲劳测试设备应用广泛。多参数、多分量校准技术，即多参数、多分量同步校准技术。针对单一分量进行校准来完成设备溯源的方法只考虑其中一个分量，而忽略了其他分量的影响，导致试验结果出现偏差，影响试验的准确性与可靠性。常见的多参数、多分量试验设备分别为拉扭试验机、平面双轴测试系统。

2人工智能技术在计量校准领域的发展前景

2.1人工智能技术在计量校准领域的优势

人工智能作为未来发展的主要研究方向之一，在各个领域都有着极大的优势。利用人工智能技术可以使传感器集成化、自动化程度更高，不仅能提高传感器的测量精度，还能便于携带，极大地减轻现场测试负担，为原位校准、动态校准以及多分量校准技术的实现提供了发展机会。对计量校准过程来说，人工智能技术能减少甚至可以消除人为操作引入的随机误差，使得测量结果更加准确。

2.2建立基于测量行为综合模型的传感器计量检测能力

众所周知，传感器广泛应用于各种生产过程、试验过程以及工业装备，是人类社会后工业化的基础。尽管现代工业已经进入追求自动化、信息化和智能化的时代，但依然摆脱不了对系统底层信息获取的绝对依赖，相对“古老”的传感器的研究，似乎成了工业界永恒的主题。从家用电器到航空航天装备，传感器无处不在，并且经常成为决定系统性能与可靠性的关键因素。遗憾的是，我国本土研发的大部分传感器相比进口传感器（含合资生产），在性能、可靠性、信誉度方面均存在着明显差距。除了设计、材料和工艺相对落后，对传感器外在性能的认知和评价不全面也是产生差距的重要因素。通常，传感器厂家只给出一般使用条件下的基本性能数据，对于传感器在极限使用条件下的行为特征，大多数生产厂家和用户都未给予足够的关注。这就形成了对传感器本征特性认识和评价的缺陷，导致用户对于传感器在现场极端条件下的行为特征一无所知，对于出乎意料的测试（或使用）结果不知所措；厂商对传感器的“不良”表现虽急于改善，但却一筹莫展，无从下手。伴随着上百年的发展历史，传感器性能测试方法日益丰富和完善，其使用现场的测量行为特征逐渐成为各相关方关注的重点。随着试验测试的种类快速增加，解决传感器现场校准问题的呼声越来越高。实现传感器现场校准的难点在于传感器的应用条件多种多样，影响因素纷繁复杂，与常规计量所要求的标准条件、标准环境差异极大。真正在使用现场对传感器进行计量校准，目前在绝大多数情况下难以实现，必须建立一种把传感器在使用环境下的测量行为特征与实验室校准环境下的测量行为特征相互联结起来的技术途径和手段，才有可能推进传感器现场校准技术的进步。

2.3加强宏观引导，鼓励人工智能应用创新

人工智能在计量领域的进一步深化应用，一方面离不开政策的宏观指导，另一方面也需要引进相关的资金项目给予资金支持，加大扶持力度。目前在计量领域中，人工智能等技术的应用主要以市场需求为主要资金来源，同时人工智能等相关技术的市场应用尚未达到普及程度，所需成本较大，这也成为制约众多计量工作主体进行技术革新的因素。因此，政府相关部门有必要提供一定的资金支持，或成立专项基金，以解决计量工作技术革新和进一步与人工智能融合的后顾之忧。

2.4完善相关制度，提供法律法规政策支持

利用《计量法》修改的契机，进一步完善相关法律法规和政策，以适应时代和形势的巨大变化。首先，扩大调整领域与范围，针对人工智能等新兴技术在计量领域的应用中出现的新情况，及时对相关规定进行补充，填补立法空白；其次，完善关于电子证据的认定及效力的相关规定，与区块链存证制度进行衔接；最后，明确人工智能在计量工作具体应用中的责任认定与分配，加强相关权利的保障与救济。例如在计量工作开展过程中，对在获取、收集与处理信息时可能对公民个人隐私、个人信息造成的侵害，进行规定与限制。

2.5基于人工智能技术的电力测量仪表计量

电力计量是配电网稳定运转的保障，电流测量仪表作为测量某一时间段配电网络的电能与负载的核心设备，其在经济体制中的各个领域得到大幅度应用。随着电力测量技术的不断发展，计算机技术与电子技术在电力检测中得到了应用。在此条件下，人们对仪表的使用性能、内部机构以及功能提出了更高的要求。在电力系统的检测过程中，电力测量仪表因其结构简单、价格低廉的优点，依旧在广泛应用着。作为电力系统中专用的计量设备，其数据处理的真实性与可靠性对于电力交易具有重要影响，并直接影响着电力企业的发展速度。根据当前电力测量仪表的使用标准，选择人工智能技术对当前误差校正方法进行优化，提升电力测量仪表的计量精度，保证电力系统的稳定运行。

结语

在当前人工智能和大数据深度影响经济社会的时代背景下，人工智能等新兴技术在计量领域的应用与发展仍然处于初阶段、浅层次的水平。但随着人工智能对传统人工的代替，其在计量领域应用的经济优势将会愈发明显。因此进一步深化人工智能与计量工作的结合势在必行，这对计量领域本身的发展也具有划时代的意义。

参考文献

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