鄭華　李齊垚

摘要：傳統(tǒng)計量保障方式的不足使我軍通信裝備檢測設備的受檢率低，提出可推行計量保證方案（MAP），并對建立傳遞標準進行研究及探討。

關鍵詞：現(xiàn)場計量保障；計量保證方案（MAP）；傳遞標準

1.概述

1.1通信裝備檢測設備計量保障現(xiàn)狀

在國防軍事領域中，隨著新時期信息化戰(zhàn)爭的需要，以短波、超短波、UHF、微波通信為主的部隊通信裝備越來越多，型號也日趨復雜，對通信裝備的維修保障工作提出了更高的要求。為了滿足日益增長的維修保障任務，通信裝備檢測設備大量裝備到部隊中。針對這些檢測設備數(shù)量多、分布廣的特點，需要實現(xiàn)現(xiàn)場計量保障，而現(xiàn)有的計量標準多為基于單參數(shù)的臺式儀器，環(huán)境適應性差，不適合長途運輸，進行現(xiàn)場計量保障難度較大，導致我軍通信裝備檢測設備的受檢率較低，量傳也無法得到可靠的保障。

1.2傳統(tǒng)計量保障方式的特點和弊端

目前，計量量傳體系主要還是傳統(tǒng)的單向開環(huán)的量值傳遞方式，即按照法定授權的等級，用戶將計量器具送到上一級計量技術部門進行校準，測量結果符合使用要求后方能向下級開展量值傳遞。對于不便運輸?shù)挠嬃科骶撸瑒t由上一級計量技術機構派計量人員攜帶計量標準到現(xiàn)場校準。這種傳遞方式比較費時、費錢，有時校準好了的計量器具，經(jīng)過運輸后，受到振動、撞擊、潮濕或溫度的影響，可能喪失原有的準確度。因此，傳統(tǒng)量值傳遞方式的弊端在軍隊計量保障里就顯得尤為突出。

2.計量保證方案（MAP）

2.1MAP原理

為了解決傳統(tǒng)量值傳遞方式存在的問題，美國標準局（NBS，現(xiàn)在為國家標準技術研究院NIST）20世紀70年代初就率先探討了新的量值傳遞方式一計量保證方案（MAP：MeasurementAssurance Program）。它采用了現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中質量管理和質量保證的基本思想、控制論中的閉路反饋控制方法和數(shù)理統(tǒng)計知識，對計量過程中影響測量質量的環(huán)節(jié)和因素進行有效控制。它能定量地確定計量過程相對于參考基準或其他指定標準的總的測量不確定度并驗證總的不確定度是否達到用戶的要求，使計量的質量得到保證，做到不僅準確而且可靠。其量值傳遞流程框圖見圖1，主要包括傳遞過程、核查過程和數(shù)據(jù)處理過程。

從整個流程我們可以發(fā)現(xiàn)，MAP的設計思路比較適用于基層部隊通信裝備檢測設備的現(xiàn)場計量保障，它可直接將量值傳遞到工作現(xiàn)場，并且通過統(tǒng)計的方法對整個測量過程進行連續(xù)閉環(huán)的質量控制，保證了測量過程的長期可靠性。其中核查標準可以是部隊的通信裝備，用通信裝備檢測設備對其進行長期的重復測試，建立對應的數(shù)據(jù)庫以判斷測量過程是否在控。對于傳遞標準，可以開發(fā)具有高穩(wěn)定性的便攜式多參數(shù)平臺，將標準實驗室的高一級計量標準的量值傳到工作現(xiàn)場復現(xiàn)出來，通過比較傳給通信裝備檢測設備。

2.2推行MAP可提高檢測設備受檢率

根據(jù)目前我軍通信裝備的量傳需求，其檢測設備基本以無線綜合測試儀、信號發(fā)生器、頻譜分析儀、功率計、頻率計、天饋線測試儀、數(shù)字萬用表等為主，針對這些重要檢測設備實施MAP進行現(xiàn)場量值傳遞，可大大改善檢測設備的計量保障效果，明顯提高受檢率，確保通信裝備的性能參數(shù)準確、統(tǒng)一、可靠。

3.傳遞標準研究

3.1國內外傳遞標準現(xiàn)狀

由MAP的原理可知，作為實施的關鍵之一，傳遞標準的參數(shù)多寡以及穩(wěn)定性的好壞，直接影響到整個流程的進行。便攜式計量傳遞標準在國外都有成熟的方案和長足的發(fā)展，如直流電壓參考標準、標準電阻、頻率參考基準、功率參考標準、電子校準件等，但這些傳遞標準精度通常都是達到基準級別的，要進行下一步的溯源都比較難。并且由于精度高，對環(huán)境要求苛刻，不利于非實驗室環(huán)境使用，若長途運輸對其穩(wěn)定性影響很大。

我國在20世紀80年代引入MAP后，由中國計量科學研究院和國防科工委系統(tǒng)地進行了試點和深入研究，在取得可喜進展和明顯效果后，分別頒布了《JJF1038-1993直流電阻計量保證方案技術規(guī)范》等八個國家計量技術規(guī)范，為此也開發(fā)了如標準電阻器、標準電池組、凌錐體、標準活度計、標準研合量塊等計量器具，為全國各地計量技術機構提供參與MAP的傳遞標準。而在民用領域，很多企業(yè)都推行了基于自身企業(yè)特點的MAP，如激光干涉儀、電能表、1 000 kv串聯(lián)式標準TV、低頻電壓、路軌距尺、低頻毫伏表等，同時也開發(fā)研制了相應的標準儀器作為傳遞標準。但是所有這些傳遞標準都是專業(yè)針對性很強的，并且參數(shù)單一，不能實現(xiàn)多參數(shù)的量值傳遞。同時，由于專業(yè)的限制，在軍事中應用不多，尤其是在通信裝備的量值傳遞中，這些專業(yè)的單一傳遞標準尚未起到很好的計量保障作用。

3.2通信裝備現(xiàn)場計量保障傳遞標準配置方案

鑒于目前國內外均無建立多參數(shù)的傳遞標準經(jīng)驗，因此可開發(fā)專用的通信裝備檢測設備傳遞標準。由于該檢測設備種類比較多，對每一個種類都單獨設計傳遞標準是不經(jīng)濟的，同時也是不符合現(xiàn)場計量的要求。因此，可以選擇主要的參數(shù)作為量傳的基本參數(shù)，研制開發(fā)頻率、功率、s參數(shù)、電壓等通信計量傳遞標準。其硬件設計如圖2所示。

該傳遞標準主要由頻率源、功率測試模塊、頻率測試模塊、點頻功率輸出模塊、標準失配器、標準衰減器、標準電壓源、標準電阻器等組合而成。具體功能如下：

（1）頻率源可作為外接標準提供外接源，也可作為正弦波輸出信號對頻率計、頻譜儀、綜合測試儀等頻率表進行測試；

（2）功率測試模塊及頻率測試模塊可對信號發(fā)生器、綜合測試儀源輸出、功率計校準信號、天饋線測試儀源輸出進行頻率及功率測試；

（3）點頻功率輸出模塊可對頻譜儀、綜合測試儀、天饋線測試儀的功率表進行測試，結合可調衰減器可測試頻譜儀的參考電平及垂直刻度；

（4）標準失配器可對天饋線測試儀的電壓駐波比進行精確測試；

（5）標準電壓源可對多用表的直流電壓部分進行測試，結合電阻器可轉化成電流測試，標準電阻器可對多用表的電阻部分進行測試。

該傳遞標準建立后能實現(xiàn)無線綜合測試儀、信號發(fā)生器、頻譜分析儀、頻率計、功率計、天饋線測試儀、數(shù)字萬用表等大部分重要檢測設備的現(xiàn)場計量保障。

3.3傳遞標準的結構設計及優(yōu)化

由于需要經(jīng)常作長途運輸和周轉，因此對傳遞標準的便攜性和抗震抗沖擊性進行研究，使其技術性能具有很高的可靠性。結構設計采用小型化、綜合化技術，在實現(xiàn)各種功能的同時達到結構緊湊、易于集成、性能優(yōu)良、穩(wěn)定耐用、輕巧便捷的目的。同時兼顧各個模塊間的電磁干擾問題，在接地、屏蔽、電源去耦等方面進行電磁兼容優(yōu)化設計。

4.結論

推行MAP，可大大改善我軍通信裝備檢測設備的計量保障效果，明顯提高受檢率，而其核心之一：建立穩(wěn)定的多參數(shù)傳遞標準，可為MAP的實施提供保障，更可為日后填補該領域的空白提供實踐經(jīng)驗。