CN112577542A - 计量器具及计量器具的远程量传/溯源方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种计量器具及计量器具的量传/溯源方法。所述计量器具包括本地量传/溯源部件、远程通信部件和中央处理部件，本地量传/溯源部件和远程通信部件与中央处理部件连接，本地量传/溯源部件为表类部件，计量器具通过远程通信部件从外部获取远程高等级计量标准，远程高等级计量标准的计量等级高于本地量传/溯源部件的计量等级，中央处理部件控制本地量传/溯源部件对远程高等级计量标准进行计量。本发明实施例提供的计量器具和计量器具的远程量传/溯源方法，其通过远程通信获得远程高等级计量标准，利用远程高等级计量标准对本地量传/溯源部件进行量传/溯源，使得计量器具的量传/溯源变得非常方便、简单。

Description

计量器具及计量器具的远程量传/溯源方法

技术领域

本发明涉及计量技术领域，特别涉及一种计量器具及计量器具的远程量传/溯源方法。

背景技术

在本专利申请中，部分术语定义如下：

量值传递(Volume Value Transmission，简称量传)：通过对计量器具的检定或者校准，将计量基准或计量标准所复现的单位量值，通过各等级的计量标准传递到工作计量器具的活动，以保证测量所得的量值准确一致。

量值溯源(Quantity Value Traceability，简称溯源)：通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链，使测量结果或测量标准的值能够与规定的参考标准(通常是与国家计量基准或国际计量基准)联系起来的特性。

量传与溯源互为逆过程：量传是自上而下地将国家计量基准器具所复现的量值逐级传递给各级计量标准器具直至工作计量器具的过程；而溯源则是自下而上地将工作计量器具或计量标准器具的测量值溯源至上级计量标准器具直至国家计量基准器具的过程，且可越级进行。

检定(Verification)：查明和确认计量器具是否符合法定要求的活动，它包括检查、加标记和(或)出具检定证书等。只有符合要求的计量器具才为其出具检定证书和(或)加标记，也即赋予了该计量器具的法制特性，不符合要求的计量器具只能出具检定结果通知书。检定是量传的重要手段，包括首次检定、后续检定等。

首次检定(First Verification)：计量器具生产出来以后使用之前，对其按检定规程的要求进行的一系列检查、加标记和(或)出具检定证书等操作。其目的是为了确定新生产或新购买的计量器具的计量性能是否符合型式批准时规定的要求。

后续检定(Follow-up Verification)：计量器具首次检定后的任何一种检定，如强制性周期检定(简称“强检”)、有效期内的周期检定、修理后检定等。不论它是由用户提出请求还是由于某种原因使有效期内的封印失效而进行的检定均为后续检定。

检验(Test)：查明计量器具的检定标记或检定证书是否有效，保护标记是否损坏，检定后计量器具是否遭到明显改动，以及其误差是否超过使用中最大允许误差所进行的一种检查叫(使用中)检验。其主要是查明计量器具是否超差。

强制检定(Compulsory Verification)(即“强制性周期检定”，简称“强检”)：对社会公用计量标准器具，部门和企事业单位使用的最高计量标准器具，以及用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测等四个方面的列入国家强检目录的工作计量器具，由县级以上人民政府计量行政部门指定的法定计量检定机构或授权计量技术机构，实行定点、定期的检定。“定点”是指实行“属地管理”，即行政区划上属于某区域的企事业单位的计量器具必须送到其区域内政府法定的计量检定机构或授权计量技术机构检定。“定期”是指计量器具的检定周期(或“有效检定时间间隔”)必须等于或小于国家颁布的计量检定规程中所规定的检定周期(或“有效检定时间间隔”)。

首次强检(First Compulsory Verification)：住宅建设中安装使用的电能表、水表、燃气表、热量表等工作计量器具，简称“民用四表”，在安装使用前必须实行首次强制检定，但由于其量大面广、装拆不便，实行首次强检后，不再进行后续检定，而是规定一定的使用期限，到期报废，相应安装位置用新的同类型计量器具取代。这种情况简称“首次强检，到期轮换”。

非强制检定(Non-mandatory Verification)：由计量器具使用单位自己或委托具有社会公用计量标准或授权的计量检定机构，依法进行的一种检定。非强制检定计量器具的检定周期和检定方式由企业依法自行管理：检定周期或送检单位均由企业根据计量器具的实际使用情况，本着科学、经济和量值准确的原则自主确定。

校准(标定)(Calibration)：是溯源的主要手段，是在规定条件下的一组操作：先确定由测量标准所提供的量值与相应示值之间的关系，再用此信息确定由示值获得测量结果的关系，这里测量标准提供的量值与相应示值均具有测量不确定度。

比对(Comparison)：即比较、核对的意思，是指在规定条件下，对相同准确度等级或不确定度范围的同种计量器具复现的量值之间进行比较的过程。如果比对所用样品的量值或技术参数，比对参与者事先不知情，则我们称此种比对为盲样比对。计量器具的比对通常既包括实验室或拥有同类计量器具的企事业单位之间的方法比对、人员比对、设备比对、环境条件比对，也包括实验室或拥有同类计量器具的企事业单位内部的方法比对、人员比对、设备比对、环境条件比对等。

测试(测量)(Test)：测量、试验的意思，是具有试验性质的测量，是测量和试验的综合。由于测试和测量密切相关，在实际使用中往往并不严格区分测试与测量。测试的基本任务就是借助专门的计量器具、设计合理的实验方法、进行必要的信号分析与数据处理，从而获得被测对象诸如性能和精度等有关信息。测试可以执行国家计量检定规程或校准规范中相应条款，也可以根据被测对象的性能和精度要求采用委托方与被委托方双方认可的技术依据进行。

期间核查(Intermediate Checks)[运行检查(Run check)]：为保持对计量器具检定/校准状态的可信度，在其两次检定/校准之间对其进行的核查，包括使用中的计量器具的期间核查和参考标准器的期间核查，二者合起来本质上相当于ISO/IEC导则25中的运行检查。这种核查应按规定的程序进行。通过期间核查可以增强实验室的信心，保证检测数据的准确可靠。

计量器具(Measuring Instruments)：实施检定或校准的主要工具，泛指那些能单独或连同辅助设备一起，用以直接或间接测出被测对象量值的计量装置(如出租汽车计价器检定装置、高频微波功率计校准装置等)、仪器仪表(如心/脑电图机、压力表、流量计等)、传感器(各类计量装置或仪器仪表所配传感器、各类独立输入/输出的传感器、各类设备中组成负反馈闭环控制回路中的测量传感器或测量探头等)、量具(如量块、砝码等)和用于统一量值的标准物质(如一氧化碳气体标准物质、紫外光区透射比标准滤光片)等。根据国家《计量法》和计量器具相关管理条例的规定，计量器具在使用之前或在其有效检定周期或校准时间间隔内，必须由具有相关资质的计量技术机构按照相应的计量检定规程或校准规范的规定对其进行“检定”或“校准”。同时，在计量器具有效检定周期内，计量器具使用部门也可按照相应的计量检定规程或校准规范的规定，对计量器具进行使用中检验。

按计量学用途分类，计量器具主要包括计量基准器具、计量标准器具、工作计量器具等三类计量器具。其中：

1)、计量基准器具(Measurement Base Instruments)(或称“基准计量器具”)：在某个特定领域内，具有当代最高准确度等级的计量器具，既是量传的起点也是溯源的终点。经国际协议公认，在国际上作为给定量的其它所有标准定值依据的标准称为国际基准；经国家正式确认，在国内作为给定量的其它所有标准定值依据的标准称为国家基准。国家计量基准器具包括国家计量基准(主基准)计量器具、国家副计量基准计量器具和国家工作基准计量器具三类。国家计量基准是一个国家量传的起点，也是一个国家溯源的终点，具有国内最高的计量学特性；国家的副计量基准用以代替国家计量基准的日常使用和验证国家计量基准的变化，一旦国家计量基准损坏，国家副计量基准可用来代替国家计量基准；国家工作计量基准主要是用以代替国家副计量基准的日常使用，检定/校准计量标准，以避免由于国家副计量基准频繁使用而丧失其应有的计量学特性或遭损坏。

2)、工作计量器具(Work Measuring Apparatus)(或称“工作用计量器具”、“普通计量器具”)：一般日常工作中或产(商)品生产线上所用的计量器具(含生产现场所用的各类传感器等)。其准确度等级最低，既是量传的终点也是溯源的起点。本专利将具有负反馈自动控制功能的设备中的测量传感器也归于工作计量器具类。

3)、计量标准器具(Standards of Measurement)(或称“标准计量器具”)：准确度等级介于计量基准器具和工作计量器具之间、处于量传或溯源中间的计量器具，既承接计量基准器具的量传并向下量传至工作计量器具，也接受工作计量器具的溯源并最终由其溯源至计量基准器具。

计量器具按其输出或输入方式分为两类：标准源(Standard Source)类或标准表(Standard Instrument)类。其量传或溯源的技术参量也有两种表现形式：或者是作为标准源的输出(Output)量，或者是作为被标准表测量的输入(Input)量：

1)、计量装置或计量仪器(Metrological Device or Instrument)：参与量传或溯源的技术参量或者作为标准源类输出给被检校表而检定/校准被检校表的示值误差，或者作为标准表类去检定/校准输入至其输入口的被测源的示值误差，如美国FLUKE 5500A多功能校准器是源，而丹麦B&K公司3560型PULSE多分析仪系统是表也是源；

2)、计量仪表(Measurement Apparatus)：一般属于表类，如压力表、温度表等；

3)、传感器(Sensor or Transducer)：传感器的输入端一般归于表类，例如各类计量装置或仪器仪表所配传感器的输入端、各类独立的传感器的输入端等，传感器的输出端一般归于源类(各类计量装置或仪器仪表所配传感器的输出端、各类独立的传感器的输出端等)；

4)、量具(Measuring Tool)：既可以是源类也可以是表类，如量块是源而卡尺是表；

5)、标准物质(Standard Substances)：一般属于源类，如标准pH溶液等。

目前，“量传”或“溯源”的方式主要有以下四种：

一、用实物标准进行逐级量传或溯源

这是一种传统的量传或溯源方式，也是目前我国在长度、温度、力学、电学等计量领域常用的一种量传或溯源方式，由计量检定/校准机构或授权有关部门或企事业单位的计量技术机构(以下简称“上级计量检定/校准机构”)实施，属于“检定”的出具“检定证书”或“结果通知书”，属于“校准”的出具“校准证书”并给出“测量结果的不确定度评定”，其基本步骤为：

1)、需量传/溯源的待检单位将其待检的计量器具(一般为“计量标准器具”或“工作计量器具”)，采用人工搬运的方式，定期送至上级计量检定/校准机构进行检定/校准，对不便于拆卸或搬运的计量器具，则请上级计量检定/校准机构技术人员上门到该需量传/溯源机构现场进行检定/校准。

2)、上级计量检定/校准机构技术人员依照国家计量检定系统表、计量检定规程或校准规范对需量传/溯源单位的计量器具进行检定/校准。属于检定且检定结果合格的出具检定证书、检定结果不合格的出具检定结果通知书，属于校准的，出具“校准证书”并给出“测量结果的不确定度评定”。

3)、需量传单位接到检定证书、并具有计量标准考核合格证时，才能进行量值传递或直接使用此计量器具进行测量；需量传单位接到检定结果通知时，可对被检(校)计量器具进行降级使用或报废处理。需溯源单位接到校准证书后，根据校准结果和测量不确定度评定数据，确定被校准计量器具是否符合自身开展工作需要。

二、用发放标准物质(CRM)进行量传或溯源

标准物质就是在规定条件下具有高稳定的物理、化学或计量学特征，并经正式批准作为标准使用的物质或材料。它在计量领域的作用主要体现在以下几个方面：

1)、作为“控制物质”与被测试样同时进行分析质量。

2)、作为“标准物质”对新的测量方法和仪器的准确度和可靠性进行评价。

3)、作为“已知物质”对新的测量方法和仪器的准确度和可靠性进行评价。

标准物质一般分为一级标准物质和二级标准物质。一级标准物质主要用于标定二级标准物质或检定/校准高精度计量器具，二级标准物质主要用于检定/校准一般计量器具。

这种量传或溯源方式是：由国家授权一些有能力的企事业单位生产检定/校准某些计量器具的标准物质，当需量传/溯源的单位有相应计量器具需要检定/校准时，需量传/溯源的单位将其待检计量器具送至上级计量检定/校准机构、或者邀请上级计量检定/校准机构的技术人员到自身现场，选用相应的标准物质来对待检计量器具进行检定/校准。

企事业单位或计量检定/校准技术机构均可根据量传或溯源的实际需要购买相应标准物质，作为“计量标准”用于检定/校准某些计量器具或评价计量方法，检定合格或校准符合要求的计量器具才能使用。这种方式目前主要应用于理化计量领域。

这种方式在操作上与第一种方式差别不大，均是由人工(手工)的方式进行操作，只是用“标准物质”代替了第一种方法中所用的“计量标准器具”而已。

三、用发播标准信号进行量传或溯源

通过无线电台发播标准信号进行量传或溯源。目前，在我国，该方法主要用于时频或某些无线电计量领域。用户可现场直接接收标准信号并检定/校准相应时频或某些无线电计量器具。国家授权某些计量技术机构发播标准时间、频率或标准(电视)格式信号，需量传/溯源单位的待检计量器具若“预先”处于开机或接收状态时，待检计量器具捕捉并接收到欲接收的标准信号后，据相应检定规程或校准规范，对所接收到的标准信号进行“检定/校准”并产生相应“检定/校准”数据。需量传/溯源单位将该数据回传至上级计量检定/校准机构，上级计量检定/校准机构对该数据进行分析处理，求出被检校计量器具的检定误差/校准结果、系统误差与测量随机误差、测量结果的不确定度等，并出具检定证书(结果通知书)或校准证书。

四、用“测量保证程序制”(MAPS)进行量传或溯源

美国国家标准局制订了一种“测量保证程序制(MAPS)”的量传或溯源新方案。具体方案虽因参数不同而异，但大体如下：由国家标准局制作一批一定准确度的“传递标准”(例如10个功率座)，每年发两个给各下级实验室，同时规定测量方法。各下级实验室用自己的工作标准测量收到的“传递标准”，然后将测量结果连同“传递标准”一起寄回国家标准局。经数据处理后，国家标准局告知下级实验室的系统误差与测量误差等。下一年，由国家标准局另换两个“传递标准”给该实验室，重复前一年的操作过程。MAPS采用了闭环量传或溯源方式，在量传过程中，不但考核了下级实验室计量器具所能达到的测量准确度，而且考核了下级测量人员的技术水平和实验室工作现场条件引入的误差等。在我国，这种方式也在一些特定的现场检定、校准、测试领域有所应用，但“传递标准”不易获得，且重复劳动、费工又费时，因此，并没有大范围推广。

中国合格评定国家认可委员会(CNAS)为验证境内校准实验室的测量能力，推出了“能力验证计划”或“测量审核”，要求各实验室进行盲样比对：即主持盲样比对的实验室先挑选一批性能稳定的“样品”，按照相应的检定规程/校准规范或比对规范，对该批“样品”进行测量，且测量数据存档，然后将已知测量数据的“样品”寄给与之比对的实验室，但该样品的相关测量数据对与之比对的实验室保密，然后要求与之比对的实验室按照相应的检定规程/校准规范或比对规范对同一样品进行测量，并将该样品及测量数据一同寄回主持比对的实验室，由主持比对的实验室对相关测量数据进行处理，从而对与之比对的实验室的测量能力进行验证，因为比对样品的相关数据在比对前后并未公开，故称盲样比对。CNAS推出的这种“能力验证计划”或“测量审核”方案与MAPS的量传或溯源方式大抵一致，故与MAPS方式同类。

现有量传或溯源方式中的第一种、第二种、第四种量传或溯源方式虽然采用的计量器具、量传或溯源流程有所差别，但实质内容差异不大，均为用实物标准进行面对面的本地量传或溯源的方式。这类量传或溯源方式，无论是欲量传或溯源的单位将其待检计量器具送至上级计量检定/校准机构进行检定/校准(简称送检)，还是欲量传或溯源的单位请上级计量检定/校准机构的技术人员到自身现场来对待检计量器具进行检定/校准(简称“下厂”)，若从劳动生产率考虑，则其绝大多数量传或溯源过程均属于单件纯手工生产，加上送检或联系工程师下厂存在诸多不便因素，使得这类量传或溯源方式存在如下问题：

1)、整个量传或溯源过程几乎纯手工操作，不仅人工成本高，且准备和操作时间过长、效率低下、及时率低，完成某件计量器具的量传或溯源过程少则三五天、多则十几天、甚至一两个月，与现代社会自动化、智能或智慧化生产实时、高效的要求很不适应。

2)、无论是请工程师下厂还是人工送检等均需人工搬运计量器具，不仅费工费时，而且因人工拆卸、搬运和路途运输造成的计量器具损坏事件时有发生。

3)、现有量传方法是由计量基准器具逐级传递到各级的计量标准器具直至工作计量器具,各传递环节的测量数据得不到及时反馈,无法保证用户实验室传递数据的及时性、准确性和可靠性。

4)、送检计量器具的检定/校准结果是在上级计量技术机构的标准实验室的特定的环境条件下测得的，与客户现场实际使用环境条件往往差别很大。

5)、目前，绝大多数计量器具均有个固定的检定周期或校准时间间隔。而在该固定的检定周期或校准时间间隔里，有些已经超差，有些性能完好仍然合格。超差的计量器具若不撤下来，仍向下量传，将造成极大危害；而性能良好未超差的计量器具再检(校)一遍又势必浪费了大量的人力物力。所以，政府的要求是：宁愿牺牲人力物力也要保证计量器具按固定检定周期或校准时间间隔送检以保证量值的准确可靠；对那些关键的计量器具还要求在计量器具的一个检定周期或校准时间间隔内，在被检(校)计量器具现场再额外增加期间核查(运行检查)程序。期间核查(运行检查)程序虽然操作上比正规的检定或校准程序要简便很多，因为它只考核计量器具的稳定性，但因现场人员成本及技术问题，该期间核查(运行检查)程序基本上很难长期坚持下来。

6)、作为MAPS的“传递标准”或CNAS“能力验证计划”的比对“盲样”均为量值稳定且便于携带或搬运的“实物量具”或实物标准，其应用局限性较大，只能在局部或特定条件下使用，而且在MAPS的标准传递或CNAS“能力验证计划”的“盲样”比对时，需要上下级计量技术机构工作人员对参与量传或溯源的计量器具进行多次重复测量且往返运输2次或2次以上，费工费时，此种方式用于管理部门或上级计量技术机构对相关(同级或下级)计量技术机构的能力验证(或考核)尚可，但不适合量大面广的计量器具尤其是工作计量器具的周期性的量传或溯源的需要。

上述的第三种“用发播标准信号进行量传或溯源”的量传或溯源方式，虽然不需人工搬运计量器具，节省了运输成本，缩短了送检的准备时间，但目前这种量传或溯源方式：

1)、只适合于不需借助实物量具来传递或溯源、且信号的传输路径不对其准确度产生较大影响的时频信号传输(如“GPS卫星共视法远程时频传递”、“飞秒激光频率梳时频远程校准”)或电视标准格式比率信号的无线远程量传或溯源等极少数情况，其它计量领域难以推广应用。

2)、现有量传或溯源过程自动化程度低，信号捕捉、调试、稳定等诸多操作过程几乎纯手工操作，费工、费力又费时。

发明内容

基于现有技术的不足，本发明提供一种方便进行量传/溯源的计量器具及计量器具的远程量传/溯源方法。

本发明实施例提供一种计量器具,其包括本地量传/溯源部件、远程通信部件和中央处理部件，所述本地量传/溯源部件和远程通信部件与所述中央处理部件连接，所述本地量传/溯源部件为表类部件，所述计量器具通过所述远程通信部件从外部获取远程高等级计量标准，所述远程高等级计量标准的计量等级高于所述本地量传/溯源部件的计量等级，所述中央处理部件控制所述本地量传/溯源部件对所述远程高等级计量标准进行计量。

作为上述实施例的进一步改进，所述中央处理部件还通过所述远程通信部件将所述本地量传/溯源部件的计量结果发送给外部设备。

作为上述实施例的进一步改进，所述计量器具通过所述远程通信部件从外部获取远程高等级计量标准的信号为数字信号或者模拟信号，所述计量器具包括信号解调模块,用于对所述远程通信部件接收的远程高等级计量标准的信号进行解调；和/或

所述本地量传/溯源部件包括传感器及与所述传感器连接的计量模块，所述传感器用于检测被检对象，生成电信号，所述计量模块用于对所述传感器的电信号进行计量，得到所述被检对象的计量结果，所述中央处理部件在第一状态下使所述计量模块对所述传感器的电信号进行计量，以及在第二状态下使所述计量模块对所述远程高等级计量标准进行计量；和/或

所述计量器具为电压测量器具、电流测量器具、电阻测量器具、电容测量器具、电感测量器具、温度测量器具、湿度测量器具、重量测量器具、压力测量器具或液位测量器具，所述远程高等级计量标准对应地为电压计量标准、电流计量标准、电阻计量标准、电容计量标准、电感计量标准、温度计量标准、湿度计量标准、重量计量标准、压力计量标准或液位计量标准。

作为上述实施例的进一步改进，所述计量器具还包括外部连接接口，所述中央处理部件还用于使所述外部连接接口所连接的外部计量设备对所述远程高等级计量标准进行计量，接收所述外部连接接口所连接的外部计量设备的计量结果，并通过所述远程通信部件将所述计量结果发送给外部设备。

作为上述实施例的进一步改进，所述计量器具还包括定位部件，所述定位部件与所述中央处理部件连接，所述定位部件用于对所述计量器具进行定位，并将定位信号发射出去；和/或

所述计量器具还包括本地通信部件，所述本地通信部件与所述中央处理部件连接；和/或

所述计量器具还包括内部存储部件，所述内部存储部件与所述中央处理部件连接；和/或

所述计量器具还包括自检/校验部件，所述自检/校验部件与所述中央处理部件连接；和/或

所述计量器具还包括环境参数检测部件，所述环境参数检测部件与所述中央处理部件连接，所述中央处理部件用于根据所述环境参数检测部件的检测结果对所述本地量传/溯源部件的输出结果进行调整。

本发明实施例另一方面提供一种计量器具的远程量传/溯源方法，所述计量器具为表类部件，所述计量器具的远程量传/溯源方法包括如下步骤：

使所述计量器具通过远程通信获得远程高等级计量标准，所述远程高等级计量标准的计量等级高于所述计量器具的计量等级；

使所述计量器具对所述远程高等级计量标准进行计量；

将所述计量器具的计量结果通过远程通信发送给外部设备。

作为上述实施例的进一步改进，所述计量器具的远程量传/溯源方法还包括如下步骤：所述外部设备根据所述计量器具的计量结果得到所述计量器具的量传/溯源结果，并生成所述计量器具的检验证书或报告。

作为上述实施例的进一步改进，所述计量器具为电压测量器具、电流测量器具、电阻测量器具、电容测量器具、电感测量器具、温度测量器具、湿度测量器具、重量测量器具、压力测量器具或液位测量器具，所述远程高等级计量标准对应地为电压计量标准、电流计量标准、电阻计量标准、电容计量标准、电感计量标准、温度计量标准、湿度计量标准、重量计量标准、压力计量标准或液位计量标准。

作为上述实施例的进一步改进，所述计量器具包括传感器及与所述传感器连接的计量模块，所述传感器用于检测被检对象，生成电信号，所述计量模块用于对所述传感器的电信号进行计量，得到所述被检对象的计量结果；

在第一状态下，所述计量模块对所述传感器的电信号进行计量；

在第二状态下，所述计量模块对所述远程高等级计量标准进行计量。

作为上述实施例的进一步改进，通过远程通信获得远程高等级计量标准后，还包括对所述远程高等级计量标准进行信号解调的步骤，所述计量器具对信号解调后的远程高等级计量标准进行计量。

本发明实施例提供的计量器具和计量器具的远程量传/溯源方法，其通过远程通信获得远程高等级计量标准，利用远程高等级计量标准对本地量传/溯源部件进行量传/溯源，使得计量器具的量传/溯源变得非常方便、简单。

附图说明

通过附图中所示的本发明优选实施例更具体说明，本发明上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本的主旨。

图1为本发明实施例提供的计量器具的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的计量器具管理系统的结构示意图。

图3为图2的计量器具管理系统与计量器具的连接示意图。

图4为图2的计量器具管理系统的专家系统的结构示意图。

图5为本发明另一实施例的计量器具与计量器具管理系统的连接示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本进行更全面的描述。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参考图1，本发明实施例提供一种计量器具,其包括本地量传/溯源部件2、远程通信部件4和中央处理部件1，本地量传/溯源部件2和远程通信部件4与中央处理部件1连接。本地量传/溯源部件2为表类部件。该计量器具可以为温度计、电压表、电流表、高效液相色谱仪、光电探测仪等。所指表类部件，是指该部件具有标准表的特性，其具有输入部件，检测本计量器具或其他计量器具的源类部件所提供的输入量，表类部件可以为卡尺、传感器、压力表、电压检测电路等。

本地量传/溯源部件2可以包括输入部件。输入部件属于标准表类计量器具或其一部分，从单一功能的测量表(如指示表、指针压力表、通用卡尺等)到具有测量范围、频带宽度、调制格式及幅度的测量接收机等，在不同的计量器具里，其所体现的简单或复杂程度各不相同。输入部件或标准表类计量器具一般包括输入转换/解调及匹配模块、测量模块(含各类测量传感器)、采样/保持模块、模数转换模块等。单一功能的测量表属于标准表或输入部件的特例。本地量传/溯源部件2作为输入部件，可以与外部设备或其它计量器具的输出口直接相联，并由其直接测量出外部设备或其它计量器具输入至其输入口的相应量值。

许多计量仪表、传感器、量具、标准物质等四类计量器具，相当于标准源类、直接输出标准参数的输出部件，如量块、砝码、标准黏度液、声校准器、发光强度标准灯、医用标准放射源、标准信号发生器、无线电台发播的标准时频信号、各类衰减器或传感器输出端等；或者相当于标准表类、直接测量其输入口的被测参数的输入部件，如指示表、指针压力表、玻璃液体温度计、旋转黏度计或流出杯式粘度计、各类衰减器或传感器的输入端等；或者既有标准源类的输出部件也有标准表类的输入部件，如某些标准信号发生器、各类衰减器或传感器等。

该计量器具还可以包括人机对话部件5，通过人机对话，可以让计量器具根据人们的意图运行。实现人机对话的方式很多，除远程、遥控外，在被检(校)计量器具现场，人们通过键盘、鼠标、按钮、软硬件开关、外部模拟或数字参量等输入工具将欲输入信息输入至标准或被检(校)计量器具；标准或被检(校)计量器具通过各种显示器(如LED/LCD数码/点阵显示器等)、语音提示器、声光提示报警器等输出工具或对外输出模拟或数字参量等形式输出信息给人们，让人们感知计量器具的反应及量传或溯源数据等。

中央处理部件1可以包括CPU或MPU等中央处理部件或以CPU或MPU为核心所构建的主机系统，包括硬件或软件。计量器具有了中央处理部件1后，人们利用编程便可自由控制计量器具，使之按照人们的意愿运行。中央处理部件1可以通过内部协议控制本地量传/溯源部件2、远程通信部件4等。内部协议泛指同一计量器具内或同一系统内实现相互通信或链接的一切协议，包括：人机交互协议、软/硬件(接口)协议、片总线(C-Bus)协议、内部总线(I-Bus)协议等的部分或全部协议。随着集成电路技术的发展，某些属于外部总线(E-Bus)协议的也随着外部总线(E-Bus)集成至芯片内后也归于内部协议。

远程通信部件4的型式及结构多种多样，例如可以是WiFi模块、3G模块、4G模块、5G模块等，其利用链接网络12的资源组网，提供远程通信或遥控功能。链接网络12泛指社会公用、企业内部、家庭等通用或专用网络。常用的链接网络12包括有线网络、无线网络、卫星网络等，可以是三者其一构成，也可以是三者中的两者或者三者混合组网。远程通信部件4所包含的网络接口及协议可以有：卫星网络接口及协议、无线网络接口及协议、有线网络接口及协议等。卫星网络接口及协议有卫星定位接口及协议和卫星通信接口及协议等；无线网络接口及协议有无线定位接口及协议和无线通信接口及协议等；有线网络接口及协议有有线定位接口及协议和有线通信接口及协议等。常用卫星定位接口及协议即GNSS，包括但不限于：GPS协议、北斗协议、GLONASS协议、Galileo协议等，比较常见的有NMEA-0183标准协议等；常用无线定位接口及协议包括但不限于：LBS(基站定位)或MPS(移动定位)、道路沿线标识杆编号定位等；常用有线定位接口及协议包括但不限于IP地址定位及协议等。常用卫星通信接口及协议包括但不限于：CCS-IoT、SNB-IoT、SOC、MOZIQC等；常用无线通信接口及协议包括但不限于：IoT、NB-IoT、WLAN、GPRS、SMS等；常用有线通信接口及协议包括但不限于：ADSL、LAN、FTTX+LAN、100BaseT LAN、LXI-A/B/C等。

计量器具可以通过远程通信部件4获得远程高等级计量标准，使用该远程高等级计量标准对本地量传/溯源部件2进行远程量传/溯源。远程高等级计量标准的计量等级高于本地量传/溯源部件2的计量等级。也即远程高等级计量标准的计量稳定度优于或等于本地量传/溯源部件2。具体来说，中央处理部件1通过远程通信部件4及链接网络12与远程高等级标准信号源相联，接收并测量该远程高等级标准信号源发播的标准信号，中央处理部件1控制本地量传/溯源部件2对该标准信号进行计量，由此来对本地量传/溯源部件2进行量传/溯源。在优选实施例中，中央处理部件1还通过远程通信部件4将本地量传/溯源部件2对该远程高等级计量标准的计量结果发送给外部设备，例如安装有计量器具管理系统的服务器，该外部设备可以根据对该计量结果进行分析，得到本地量传/溯源部件2的量传/溯源结果，或者生成计量器具的检验证书或报告。

在一些实施例中，计量器具通过远程通信部件4获得远程高等级计量标准，可以是通过远程通信部件4下载已转换为相关软件程序模块的远程高等级计量标准。在另一些实施例中，对于一些不能直接通过远程通讯进行传播的参量，例如长度、重量等，则可以先将这些参量转换为可以远程传播的参量，例如转换为通过无线电传播的时频信号，然后远程通信部件4接收已转变为时频信号的远程高等级标准。本地量传/溯源部件2应与远程高等级计量标准所表现出来的形式相匹配，能够根据该远程高等级标准进行量传/溯源。

在优选实施例中，计量器具还包括外部连接接口7，外部连接接口7可以与本地量传/溯源部件2连接，外部连接接口7用于连接外部计量设备200。中央处理部件1还可以用于使外部连接接口7所连接的外部计量设备200对通过远程通信部件4所获得的远程高等级计量标准进行计量，并接收该外部连接接口7所连接的外部计量设备200的计量结果，然后通过远程通信部件4将外部计量设备200的计量结果发送给外部设备，由该外部设备分析外部计量设备200的计量结果，得到外部计量设备200的量传/溯源结果。该外部设备可以将外部计量设备200的量传/溯源结果又通过远程通信部件4发送给该计量器具，该计量器具再通过外部连接接口7将外部计量设备200的量传/溯源结果传输至外部计量设备200中。该外部连接接口7与本地量传/溯源部件2相匹配，可以为信号输入和/或输出接口，例如可以为USB接口、网络连接接口、视频/音频信号输出插头、标准源安装平台等。

在优选实施例中，该计量器具还包括定位部件(图未示)和/或本地通信部件8和/或内部存储部件9和/或自检/校验部件11等，也即计量器具包括定位部件、本地通信部件8、内部存储部件9和自检/校验部件11中的一者或者多者。定位部件、本地通信部件8、内部存储部件9和自检/校验部件11均与中央处理部件1连接，中央处理部件1通过内部协议控制定位部件、本地通信部件8、内部存储部件9和自检/校验部件11。

定位部件用于对计量器具进行定位，并将定位信号通过远程通信部件4和链接网络12发射出去。在一些实施例中，定位部件可以和远程通信部件4集成到同一芯片中。定位部件目前主要包括两大类：移动通信的基站定位模块和GNSS定位模块，它们的主要作用是：首先是确定计量器具中所装测量传感器的地理位置，其次是提供与位置相关的信息服务。基站定位包括LBS(Location Based Service)定位或MPS定位(Mobile PositionServices：移动定位)，其定位方便、成本低，只要计算所能接收到的来自三个基站的信号的信号差异，就能判断出该计量器具或设备所在的位置，而不受天气、高楼、室内位置等的影响，但在没有基站的位置上无法精确定位，故基站定位存在盲区。GNSS定位即GlobalNavigation Satellite System定位，现有定位系统有GPS、北斗、GLONASS、Galileo等，其定位精准而无盲区，且定位信息易于被其它系统采用，但GNSS定位精度易受气候、信号遮挡程度、室内位置等因素的影响。GNSS定位和LBS定位(或MPS定位)可以相互兼容和相互补充使用。

内部存储部件9可以为RAM、ROM、EPROM、EEPROM、FLASH、磁盘、光盘等存储设备。内部存储部件9中可以存储该计量器具经过校验、自校、自检、检定、校准等过程后需要修改、修正的参数、算法等，方便后续程序随时调用，也可以存储本地量传/溯源部件2正常工作时产生的计量数据以及本地量传/溯源部件2对外部计量设备200进行量传/溯源的数据等，还可以存储本地量传/溯源部件2对远程高等级计量标准的计量结果或者该计量器具的量传/溯源数据等。这些量传/溯源数据可以包括有效检定周期或校准时间间隔内的量传或溯源数据/结果、本地或远程类别、量传或溯源类别/时刻、量传或溯源单位名称及地点、高等级标准源或表标识等。这些数据一般保留5年或以上。

本地通信部件8用于供该计量器具进行本地近程通信，其与远程通信部件4的主要区别在于，不需要通过链接网络12即可以与其他本地的外部计量设备200进行信号传输。本地通信部件8可以是供该计量器具与被检(校)外部计量设备200通过链接总线实现外部通信而具有的外部通信接口及协议部件，也可以是利用IR(红外线)或短距离无线通信技术进行通信的部件。

链接总线一般包括但不限于片总线(C-Bus或Chip Bus)、内总线(I-Bus或Internal Bus)、外总线(E-Bus或External Bus)等三类总线。其中：片总线又称组件级总线，是把各种不同的芯片链接在一起构成特定功能模块(如CPU模块)、执行内部(通信)协议的信息传输通路；内总线又称系统总线(System Bus)或板级总线，是计量器具系统中各插件(模块)之间的信息传输通路(如CPU模块和存储器模块或I/O接口模块之间的传输通路)，一般适合产品内部两个或多个芯片或模块等之间的链接；外总线又称通信总线，是计量器具各系统之间或计量器具系统与传感器、带微机系统的其它仪器仪表及计量控制装置等之间的信息传输通路，一般适合现场距离较近的两台或多台产品之间的链接。总线一般包括三种不同功能的总线：数据总线DB(Data Bus)、地址总线AB(Address Bus)、控制总线CB(Control Bus)。此处所指的本地通信部件8的链接总线，一般是指外总线。

随着集成电路技术的发展，集成电路芯片的集成度越来越高，片总线与内总线，甚至外总线的区别已经变得越来越模糊和难以区分，一般来讲，SPI、IIC总线等称为片总线，FSB、HT、QPI、IIC、SPI、SCI总线等称为内部总线，VESA、DB/CB/AB、IBM PC、ISA、EISA、PCI、IIC、MCA、STD、VME、PC/104、Compact PCI、PCI-E等总线称为系统总线，RS-232C/422A/423A/485、GPIB或IEEE-488、M-Bus、VXI-A/B/C/D或IEEE-1155、SPI、PXI/PCI、SCSI、IDE、Centronics、USB、IEEE-1394B、CAN等总线称为外部总线。另外，人们又把FF、Lonworks、Profibus、CAN、HART等用于解决现场传感器、仪器、设备之间或现场仪器、设备与高级后台管理系统之间的通信的总线统称为现场总线(Fieldbus)等。

链接总线只是提供了数据或信息传输的通道，数据或信息欲可靠传输还需针对不同的总线配置相应的总线协议或标准，如(Modbus、100BaseT、USB2.0)等总线协议。常用的总线接口及协议有GPIB(IEEE488等)接口及协议、COM接口(RS-232/RS-485等)及协议、USB接口(USB2.0等)及协议等。

自检及校验部件11用于实时校正/监测该计量器具的运行情况，以保证该计量器具运转正常和示值准确可靠。计量器具根据厂家设定的程序或流程完成的简易或重点参数的校正叫校验、自动完成的上述过程叫自校，上电开机时根据设定程序或流程自动完成的对自身各重点功能组件的例行正常性检查叫自检。机内设置反馈功能电路及程序并随时将实测结果及反馈信息通过声光或显示电路或程序通知操作者的过程叫监测、根据监测数据或结果补偿或纠正被监测对象使之正常的过程叫监控。以上自检、校验、自校、监测、监控等过程既包括硬件也包括软件及流程程序等。

在优选实施例中，计量器具还包括环境参数检测部件10，环境参数检测部件10与中央处理部件1连接，中央处理部件1用于根据环境参数检测部件10的检测结果对本地量传/溯源部件2的输出结果进行调整，例如进行温度补偿等。环境参数检测部件10对计量器具的示值受环境条件影响较大的参数或因素进行采样，采样后的数据要么自身处理要么交给中央处理部件1处理，以便消除环境因素对计量器具示值的影响。不同类型的计量器具配置不同类型的环境参数检测部件10，如长度类计量器具的示值受温度影响很大，因此就配置温度采样器或传感器；衡器类计量器具的示值受环境振动的影响很大，因此就配置振动采样器或传感器；电磁类计量器具的示值受环境电磁干扰的影响较大，因此就配置环境电磁干扰采样器或传感器；卤素检漏仪必须消除环境噪声的影响，故该仪器除需配置检测卤素气体泄露的采样器或传感器外，还需配置检测环境中已有遗留的卤素气体的采样器或传感器等。

本发明实施例还提供一种计量器具的远程量传/溯源方法，该计量器具为表类部件，该计量器具的远程量传/溯源方法包括如下步骤：

使计量器具通过远程通信获得远程高等级计量标准，远程高等级计量标准的计量等级高于计量器具的计量等级；

使计量器具对远程高等级计量标准进行计量；

将计量器具的计量结果通过远程通信发送给外部设备。

在优选实施例中，该计量器具的远程量传/溯源方法还包括如下步骤：外部设备根据计量器具的计量结果得到计量器具的量传/溯源结果，并生成计量器具的检验证书或报告。

上述方法具体如何执行，可以参考上述计量器具的实施例中相关描述，此处不再赘述。

本发明实施例提供的计量器具和计量器具的远程量传/溯源方法，其通过远程通信获得远程高等级计量标准，利用远程高等级计量标准对本地量传/溯源部件进行量传/溯源，使得计量器具的量传/溯源变得非常方便、简单。

请参考图2至图4，本发明实施例还提供一种计量器具管理系统800，其包括：

连接模块81，用于与计量器具100进行网络连接；

量传/溯源控制模块82，用于远程控制计量器具100进行量传/溯源；

存储模块83，用于记录计量器具100的量传/溯源结果。

该计量器具管理系统800可以是安装在计算机上的软件系统，例如可以是安装在计量技术机构的计算机内。当然，在一些实施例中，该计量器具管理系统800还可以包括用于安装在计量器具研制/生产/销售/使用部门的计算机内的子系统，用于指导和管理企业研制/生产/销售/使用计量器具，以及包括用于安装在政府计量行政部门的子系统，用于对辖区内计量器具进行监督管理。连接模块81可以是软件系统内的一个模块，用于将计量器具100接入该计量器具管理系统800内，例如可以是将计量器具100的信息(包括IP地址等)录入到计量器具管理系统800内，使计量器具管理系统800能够与该计量器具100连接的模块。存储模块83在软件层面上可以体现为记录量传/溯源结果的数据库等，在硬件层面则是体现为计算机的存储设备，例如硬盘或者云服务器等。

量传/溯源控制模块82用于远程控制计量器具100进行量传/溯源。在一些实施例中，计量器具管理系统800控制计量器具100自动进行量传/溯源操作，例如向计量器具100发送控制指令，使计量器具100运行自带的量传/溯源程序，进行量传/溯源，并将量传/溯源结果反馈给计量器具管理系统800；或者计量器具100本身没有自带量传/溯源程序，计量器具管理系统800中具有与该计量器具100相匹配的量传/溯源程序，计量器具管理系统800启动该量传/溯源程序，对该计量器具100进行量传/溯源，并记录计量器具100的量传/溯源结果。在另一些实施例中，计量器具100不能全自动进行量传/溯源操作，而要依赖于计量器具100的操作人员进行辅助操作，在这种情形下，计量器具管理系统800可以自动向计量器具100发送量传/溯源的操作提示，操作人员根据操作提示进行操作，计量器具管理系统800获取计量器具100的每一步操作结果(例如当前步骤的操作是否已完成)，并根据计量器具100的操作结果进一步向计量器具100发送量传/溯源的操作提示，如此在操作人员的辅助下一步步地进行量传/溯源操作，直至量传/溯源操作完成，并记录计量器具100的量传/溯源结果。

需要说明的是，此处所指的网络连接，可以是无线网络连接，也可以是有线网络连接，具体来说，计量器具管理系统800可以通过链接网络12与计量器具100进行网络连接。此处所指远程控制，是指通过网络控制计量器具100，而并不限定计量器具管理系统800和计量器具100的实际地理位置的远近。

在优选实施例中，计量器具管理系统800还包括证书/报告生成模块84，用于根据计量器具100的量传/溯源结果生成计量器具100的检验证书或报告。当被检(校)计量器具100经过量传或溯源后，计量器具管理系统800对量传/溯源得到的数据进行分析、处理，根据相应计量器具100的误差限或合格判据、当次误差计算结果等，便可在线生成当次量传或溯源结果：量传或溯源结果合格或符合技术要求的便可立刻调用相关计量器具100的证书/报告模板生成与被检(校)计量器具100对应的证书/报告；量传或溯源结果不合格或不符合技术要求的出具结果通知书，并立即启动异常事件预(报)警程序，降等、限制使用或报废等。

在优选实施例中，量传/溯源控制模块82根据计量器具100的特征启动与计量器具100相匹配的量传/溯源程序，对计量器具100进行量传/溯源。由于该计量器具管理系统800可以管理很多不同类型的计量器具100，而不同类型的计量器具100其量传/溯源方法也不同。因此，量传/溯源控制模块82可以获取计量器具100的一些特征，例如计量器具名称、规格型号、技术参数、制造厂及编号等参数，甚至还可以是计量器具100所处的环境条件、使用年限等，然后根据这些特征选择与其相匹配的量传/溯源程序，执行该量传/溯源程序，对计量器具100进行量传/溯源。

在优选实施例中，量传/溯源控制模块82根据计量器具100的计量结果稳定性和/或误差大小调节计量器具100的量传/溯源频率。本计量器具管理系统800里所管理的计量器具100的量传或溯源可以不再设定固定的检定周期或校准时间间隔，而是计量器具管理系统800时刻监控计量器具100的计量数据，并且通过基于大数据、深度学习、遗传/基因算法、软计算等人工智能或人工神经网络特征的专家系统85对这些计量数据进行分析，对于没有问题、长期运行结果显示其示值稳定、预测不会超差或者超差概率很小的计量器具100可延期量传或溯源；运行结果显示其示值不太稳定、预测结果可能超差或者超差概率较大的计量器具100便加大量传或溯源频次；当某些计量器具100即使加大频次也无法保证量传或溯源的稳定性时，计量器具管理系统800会提示及时报废、更换，并给出立即替换的警示；自检、自校、预测、评估、测试、标定、校准、检定等量传或溯源过程中发现已坏或示值超差的计量器具100均会及时得到计量器具管理系统800相应的提示并警示要求及时替换。这样就使得计量器具管理系统800不仅从技术手段上保证其节省了大量计量器具100量传或溯源的时间、人力物力，而且还保证在用(在线)的计量器具100均为合格或符合要求者，没有“带病运行”的风险。

在优选实施例中，计量器具管理系统800还包括编码模块86；编码模块86用于为计量器具100生成动态编码，动态编码至少包括如下编码字段：计量器具当前地理位置、计量器具量传/溯源信息；和/或，编码模块86用于为计量器具100自动生成永久编码。在实际运行过程中，计量器具100可以具有一个永久编码和一个动态编码，永久编码在计量器具100的整个生命周期内都不再变化，动态编码则是可以随着计量器具100的使用、位置变化而进行动态变化的，通过设定一定的规则，可以使得每一台计量器具100的永久编码和动态编码都是唯一的，也就是不会与其他计量器具100存在编码冲突。永久编码可以在计量器具100出厂前标识在计量器具内部记忆芯片内、外壳(外包装、外表面)等合适位置上或计量器具随行文件或档案中，也可以是当计量器具100首次连接到该计量器具管理系统800时，由该计量器具管理系统800为该计量器具100生成。在本实施例中，动态编码至少包括如下编码字段：计量器具当前地理位置、计量器具量传/溯源信息，也即动态编码中包含了计量器具当前地理位置、计量器具量传/溯源信息等信息，当计量器具100的当前地理位置发生变化后，或者计量器具100进行过量传/溯源后，其动态编码也相应发生变化。计量器具量传/溯源信息可以是最新一次量传/溯源的时间信息等。动态编码的初始编码可以在计量器具100出厂前标识在计量器具内部记忆芯片内、外壳(外包装、外表面)等合适位置上或计量器具随行文件或档案中，也可以是当计量器具100首次连接到该计量器具管理系统800时，由该计量器具管理系统800为该计量器具100生成。在其他实施例中，动态编码还可以进一步包括研制/生产者名称、研制/生产者地理位置、计量器具专业领域命名代码、计量器具生产日期或时刻等字段。动态编码可以记录在计量器具100的内部记忆芯片内。

在优选实施例中，计量器具管理系统800还包括计量器具跟踪模块87，计量器具跟踪模块87用于记录计量器具100的地理位置信息。在一些实施例中，计量器具100自带定位装置(例如GNSS定位电路及定位协议、GPS定位模块等)，计量器具管理系统800可以获得计量器具100的地理位置信息。在另外一些实施例中，计量器具100的可以通过人工输入到计量器具管理系统800中，或者计量器具管理系统800通过获取计量器具100的动态编码或者网络IP地址等获得计量器具100的地理位置信息。通过记录计量器具100的地理位置信息，计量器具管理系统800可以获取对计量器具100实时跟踪定位，可以辅助进行计量器具的现状分析及维护保养，可以输出计量器具覆盖区域分布及趋势分析等。

在一些优选实施例中，计量器具100具有机内高等级计量标准和本地量传/溯源部件2，计量器具管理系统800控制计量器具100使用机内高等级计量标准对本地量传/溯源部件2进行量传/溯源。在另一些优选实施例中，计量器具100具有远程通信部件4和本地量传/溯源部件2，计量器具管理系统800控制计量器具100通过远程通信部件4从计量器具100外获取远程高等级计量标准，并使用远程高等级计量标准对本地量传/溯源部件2进行量传/溯源。通过机内高等级计量标准或远程高等级计量标准对本地量传/溯源部件2进行量传/溯源的方法已经在上述计量器具的实施例中进行了描述，此处不再赘述。

在优选实施例中，计量器具管理系统800还包括专家系统85。专家系统85是一个或一组能在某些特定领域内，应用大量的专家知识和推理方法求解复杂问题的一种人工智能计算机程序，属于人工智能的一个发展分支。专家系统85的研究目标是模拟人类专家的推理思维过程。一般是将领域专家的知识和经验，用一种知识表达模式存入计算机，系统对输入的事实进行推理，做出判断和决策。

专家系统85由以下组件组成：人机接口、知识获取机构、推理机、解释器、知识库及其管理系统、数据库及其管理系统等，其中基本结构中大部分为知识库、数据库和推理机。详述如下：

人机接口：是专家系统与用户进行交流的界面，与知识获取机构、推理机、解释器相联，一般由键盘、显示器和其它输入/输出设备组成。通过人机接口，用户向系统输入相应知识、必要数据、参数等信息，并回答系统提出的相关问题，系统则向用户输出推理结果及相关的解释等。

知识获取机构：与人机接口和知识库相联，是专家系统知识库是否优越的关键，通过知识获取，可以扩充和修改知识库中的内容，也可以实现自动学习功能。知识获取负责建立、修改和扩充知识库，是专家系统中把问题求解的各种专门知识从人类专家的头脑中或其他知识源那里转换到知识库中的一个重要机构。知识获取可以是手工的，也可以采用半自动知识获取方法或自动知识获取方法。

推理机：与人机接口、知识库、数据库相联，是实施问题求解的核心执行机构。它对知识库中的相关知识进行解释执行，并把结果记录到动态库的适当空间中。推理方式可以有正向和反向推理两种。正向推理是从条件(前件)匹配到结论(后件)，反向推理则先假设一个结论成立，看它的条件有没有得到满足。推理机和知识库既相互分离又相辅相成：推理机的程序与知识库的具体知识内容无关，使得对知识库的修改无须改动推理机程序，但不同知识类型的求解程序又根据不同知识类型的特征而编制，且相互印证。

解释器：与人机接口、数据库相联，用于对求解过程做出说明，并回答用户的提问。两个最基本的问题是“Why”和“How”。解释器让用户理解程序正在做什么和为什么这样做。为了回答“为什么”得到某个结论的询问，系统通常需要反向跟踪动态库中保存的推理路径，并把它翻译成用户能接受的自然语言表达方式。解释器能够根据用户的提问，对结论、求解过程做出说明。

知识库：用来存放专家提供的求解问题所需的领域知识的集合，是专家系统的核心组成部分。专家系统的问题求解过程是通过知识库中的知识来模拟专家的思维方式，因此，知识库中知识的质量和数量决定着专家系统的质量水平。知识的表示形式可以是多种多样的，包括框架、规则、语义网络等等。一般来说，专家系统中的知识库与专家系统程序是相互独立的，用户可以通过改变、完善知识库中的知识内容来提高专家系统的性能。知识库的建造需要知识工程师和领域专家相互合作把领域专家头脑中的知识整理出来，并用系统的知识方法存放在知识库中。当解决问题时，用户为系统提供一些已知数据，并可从系统处获得专家水平的结论。

专家系统85的知识主要包括三类：通用知识、计量领域计量基础知识、特定计量器具专业知识等。

通用知识包括语言翻译器、古今中外的风土人情、生活常识、常人思维习惯及思维定式、法律法规、伦理道德、人工智能的深度学习、模式识别并建模、逻辑推理证明、独立思考并决断、自动规划设计、遗传(或基因)编程算法、神经网络、软计算、复杂系统等知识等。系统知识初始录入时至少达到大学理科研究生毕业以上常人所学知识，且该大学理科研究生毕业所学知识的评判标准会随着相应教学大纲的调整变更而变更，然后根据遗传编程算法让系统深入学习直至提高到超一流专家水平。

计量领域计量基础知识是指计量系统从业人员应知应会知识，包括国内外计量法律法规、检定系统及检定系统表、量传或溯源算法及量传或溯源框图、数理统计方法、量值变化趋势分析预测方法、不确定度评估方法、自适应方法等分析方法及人工智能方法在计量领域的应用与融合、合格判据或误差限或评价方法、相应比较方法、报刊杂志论文汇编等其他有关信息等。系统知识初始录入时至少达到副高级工程师或以上专业技能，且该副高级工程师的专业技能的评判标准会随着社会技能水平的更新而更新，然后根据遗传编程算法让系统深入学习直至提高至超一流专家水平。

特定计量器具专业知识系指具体细分到与某一特定计量器具有关的专业知识，包括与该计量器具有关的基本原理、国内外历年出台的计量检定规程或校准规范及其宣贯材料并及时更新至最新有效版本(旧版本保留供参考、新版本作为操作依据)、根据通用的检定系统表形成某计量器具特定的检定系统表、根据通用的量传或溯源算法形成某计量器具特定的量传或溯源框图、特定不确定度评定报告、特定合格判据或误差限或比较评价方法、与特定计量器具有关的报刊杂志论文汇编等其他有关信息、原始记录格式或模板、证书报告格式或模板、数据或参数(自动)修正/变更/预测/诊断/设置/设计/规划等操作准则等。系统知识初始录入时至少达到本专业副高级工程师或以上专业技能，且该副高级工程师的专业技能的评判标准会随着社会技能水平的更新而更新，然后根据遗传编程算法让系统深入学习直至提高至超一流专家水平。

人工智能中的知识表示形式虽有产生式、框架、语义网络等，但在专家系统85中运用得较为普遍的知识是产生式规则。产生式规则以IF…THEN…的形式出现，就像BASIC等编程语言里的条件语句一样，IF后面跟的是条件(前件)，THEN后面的是结论(后件)，条件与结论均可以通过逻辑运算AND、OR、NOT进行复合。如果前提条件得到满足，就产生相应的动作或结论。

数据库：专门用于存放系统运行过程中所产生的所有信息和所需要的原始数据，包括用户输入的信息、推理过程的记录及中间结果和最终结论等。数据库也称动态库或工作存储器，是反映当前问题求解状态的集合。数据库中由各种事实、命题和关系组成的状态，既是推理机选用知识的依据，也是解释器获得推理路径的来源。如某特定计量器具量传或溯源所需(高等级)标准器与被检(校)对象的技术参数、环境条件、原始记录、证书或报告等。

本专家系统85最终需要完成的工作包括对计量器具100的量传或溯源全过程进行规划、设计、监测、诊断、解释、量传或溯源、预测、决策、教学等。

本发明实施例还提供一种计量器具量传/溯源方法，其包括如下步骤：

将计量器具管理系统800与计量器具100进行网络连接；

通过计量器具管理系统800远程控制计量器具100进行量传/溯源；

在计量器具管理系统800中记录计量器具100的量传/溯源结果。

在优选实施例中，该计量器具量传/溯源方法还包括如下步骤：根据计量器具100的量传/溯源结果生成计量器具100的检验证书或报告。

在一些优选实施例中，计量器具100具有机内高等级计量标准和本地量传/溯源部件2，计量器具管理系统800控制计量器具100使用机内高等级计量标准对本地量传/溯源部件2进行量传/溯源。在另一些优选实施例中，计量器具100具有远程通信部件4和本地量传/溯源部件2，计量器具管理系统800控制计量器具100通过远程通信部件4从计量器具100外获取远程高等级计量标准，并使用远程高等级计量标准对本地量传/溯源部件2进行量传/溯源。

在优选实施例中，量传/溯源控制模块82根据计量器具100的特征启动与计量器具100相匹配的量传/溯源程序，对计量器具100进行量传/溯源。

在优选实施例中，计量器具管理系统800根据计量器具100的计量结果稳定性和/或误差大小调节计量器具100的量传/溯源频率。

在优选实施例中，计量器具管理系统800控制计量器具100自动进行量传/溯源操作；或者计量器具管理系统800自动向计量器具100发送量传/溯源的操作提示，并根据计量器具100的操作结果进一步向计量器具100发送量传/溯源的操作提示，直至量传/溯源操作完成。

上述方法的具体实现方式可以参考上述计量器具管理系统800的实施例中的描述，此处不再赘述。

在一些优选实施例中，当计量器具100的量传/溯源期限间隔达到预设期限时，计量器具管理系统800自动控制计量器具100进行量传/溯源。具体来说，每种计量器具100可以设置其量传/溯源期限，当计量器具100的使用时间离出厂时间或者上一次量传/溯源时间的长度达到预设期限(例如半年或1年)时，计量器具管理系统800自动控制计量器具100进行量传/溯源。进行量传/溯源的方式可以是使计量器具100自动运行量传/溯源程序，也可以是计量器具管理系统800自动向计量器具100发送量传/溯源的操作提示，操作人员根据操作提示进行操作，计量器具管理系统800获取计量器具100的每一步操作结果(例如当前步骤的操作是否已完成)，并根据计量器具100的操作结果进一步向计量器具100发送量传/溯源的操作提示，如此在操作人员的辅助下一步步地进行量传/溯源操作，直至量传/溯源操作完成，并记录计量器具100的量传/溯源结果。

在另一些优选实施例中，当计量器具100的计量参数(例如计量误差、计量次数)达到预设值时，计量器具管理系统800自动控制计量器具100进行量传/溯源。

在优选实施例中，计量器具100具有中央处理部件1和存储部件(例如内部存储部件9)，存储部件中存储有量传/溯源程序，计量器具管理系统800控制中央处理部件1运行量传/溯源程序，对本地量传/溯源部件2进行量传/溯源。量传/溯源的方式在上述实施例中已有详细描述，此处不再赘述。

请参考图5，在本发明另一实施例中，计量器具100还包括信号解调模块15。计量器具管理系统800则对应地包括标准信号生成模块89和信号调制模块88。当对计量器具100开始量传/溯源时，量传/溯源控制模块82根据计量器具100的种类和型号等信息，控制标准信号生成模块89生成与该计量器具100对应的远程高等级计量标准信号，该远程高等级计量标准信号可以为数字信号，也可以为模拟信号。信号调制模块88对该远程高等级计量标准信号进行调制，以提高信号的抗干扰能力。调制的方式可以有幅度调制、频率调制和相位调制等方式，此处不再赘述。调制后的信号通过无线电波或者有线网络的方式发送出去。计量器具100可以通过远程通信部件4从计量器具管理系统800获取调制后的远程高等级计量标准信号，该远程高等级计量标准信号可以为数字信号或者模拟信号，然后通过信号解调模块15对远程高等级计量标准的信号进行相应地解调,本地量传/溯源部件2对解调后的远程高等级计量标准进行检测，再通过远程通信部件4将检测结果发送至计量器具管理系统800，计量器具管理系统800根据远程高等级计量标准及本地量传/溯源部件2对该远程高等级计量标准的检测结果，就可以分析计算出本地量传/溯源部件2的示值误差等，也即得到该计量器具100的量传/溯源结果。在一些实施例中，计量器具管理系统800中还可以设置第一比例电路(图未示)，用于将标准信号生成模块89生成的远程高等级计量标准信号按比例进行放大或者缩小，例如将100V的电压标准信号按10:1的比例缩小至10V，相应地，在计量器具100中则设置与第一比例电路相对应的第二比例电路，将远程通信部件4接收到的远程高等级计量标准信号按比例进行缩小或者放大。

对于一些非电学量计量器具(例如压力表、电子式温度计等)而言，其本地量传/溯源部件2一般包括传感器(例如压力传感器、温度传感器等)及与传感器连接的计量模块，传感器用于检测被检对象，生成电信号，计量模块用于对传感器的电信号进行计量，得到被检对象的计量结果。计量器具100在正常工作状态(第一状态)时，中央处理部件1控制计量模块对传感器的电信号进行计量，此时获得的计量结果是该计量器具100对被检对象的计量结果。在远程量传/溯源状态(第二状态)时，中央处理部件1控制计量模块对远程通信部件4所接收到的远程高等级计量标准进行计量，以此来对本地量传/溯源部件2进行量传/溯源。具体来说，可以在计量器具100中设置切换开关，使计量模块与传感器和远程通信部件4其中之一连接。对于这种方式，由于量传/溯源绕过了传感器，因此不易得到传感器的计量误差，但是仍可以得到计量模块的计量误差，也是量传/溯源的一种方式。

在优选实施例中，计量器具100为电压测量器具、电流测量器具、电阻测量器具、电容测量器具、电感测量器具、温度测量器具、湿度测量器具、重量测量器具、压力测量器具或液位测量器具，远程高等级计量标准对应地为电压计量标准、电流计量标准、电阻计量标准、电容计量标准、电感计量标准、温度计量标准、湿度计量标准、重量计量标准、压力计量标准或液位计量标准。计量器具管理系统800可以将电压计量标准、电流计量标准、电阻计量标准、电容计量标准、电感计量标准、温度计量标准、湿度计量标准、重量计量标准、压力计量标准或液位计量标准等远程高等级计量标准的信号通过无线电波或者有线网络的方式传送至计量器具100，计量器具100对远程高等级计量标准的信号进行检测，并将检测结果发送至计量器具管理系统800，计量器具管理系统800对检测结果进行分析计算，得到计量器具100的量传/溯源结果，从而实现量传/溯源。

举例来说，对具有远程通信部件的电压表进行量传/溯源时，可以通过计量器具管理系统800生成特定频率的电信号，即远程高等级电压计量标准，该特定频率的电信号相当于100V电压的计量标准，然后对该远程高等级电压计量标准的电信号进行调制，调制后通过无线网络或有线网络发送出去，电压表通过远程通信部件接收到该远程高等级电压计量标准的电信号后，对该电信号进行解调，然后再对解调后的远程高等级电压计量标准的电信号进行计量，将计量结果发送回计量器具管理系统800，计量器具管理系统800比较所生成的远程高等级电压计量标准和电压表发送回的计量结果，可以得到电压表的计量误差，并生成该电压表的量传/溯源结果。对于电子温度计而言，计量器具管理系统800可以生成特定频率的电信号，来作为电子温度计的远程高等级温度计量标准，电子温度计接收到该远程高等级温度计量标准的电信号后，绕过温度传感器，直接对该远程高等级温度计量标准的电信号进行计量，并将计量结果发送回计量器具管理系统800，进行量传/溯源。

本发明实施例提供的计量器具管理系统，其可以通过网络对计量器具进行远程量传/溯源，而不需要上级计量机构技术人员上门到计量器具所在地进行量传/溯源，也不需要将计量器具运送到上级计量机构进行量传/溯源，因此使量传/溯源更加简单、方便，也节省了大量的人力、物力。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种计量器具,其特征在于,包括本地量传/溯源部件、远程通信部件和中央处理部件，所述本地量传/溯源部件和远程通信部件与所述中央处理部件连接，所述本地量传/溯源部件为表类部件，所述计量器具通过所述远程通信部件从外部获取远程高等级计量标准，所述远程高等级计量标准的计量等级高于所述本地量传/溯源部件的计量等级，所述中央处理部件控制所述本地量传/溯源部件对所述远程高等级计量标准进行计量。

2.根据权利要求1所述的计量器具，其特征在于，所述中央处理部件还通过所述远程通信部件将所述本地量传/溯源部件的计量结果发送给外部设备。

3.根据权利要求1所述的计量器具，其特征在于，所述计量器具通过所述远程通信部件从外部获取远程高等级计量标准的信号为数字信号或者模拟信号，所述计量器具包括信号解调模块,用于对所述远程通信部件接收的远程高等级计量标准的信号进行解调；和/或

所述本地量传/溯源部件包括传感器及与所述传感器连接的计量模块，所述传感器用于检测被检对象，生成电信号，所述计量模块用于对所述传感器的电信号进行计量，得到所述被检对象的计量结果，所述中央处理部件在第一状态下使所述计量模块对所述传感器的电信号进行计量，以及在第二状态下使所述计量模块对所述远程高等级计量标准进行计量；和/或

所述计量器具为电压测量器具、电流测量器具、电阻测量器具、电容测量器具、电感测量器具、温度测量器具、湿度测量器具、重量测量器具、压力测量器具或液位测量器具，所述远程高等级计量标准对应地为电压计量标准、电流计量标准、电阻计量标准、电容计量标准、电感计量标准、温度计量标准、湿度计量标准、重量计量标准、压力计量标准或液位计量标准。

4.根据权利要求1所述的计量器具，其特征在于，所述计量器具还包括外部连接接口，所述中央处理部件还用于使所述外部连接接口所连接的外部计量设备对所述远程高等级计量标准进行计量，接收所述外部连接接口所连接的外部计量设备的计量结果，并通过所述远程通信部件将所述计量结果发送给外部设备。

5.根据权利要求1所述的计量器具，其特征在于，所述计量器具还包括定位部件，所述定位部件与所述中央处理部件连接，所述定位部件用于对所述计量器具进行定位，并将定位信号发射出去；和/或

所述计量器具还包括本地通信部件，所述本地通信部件与所述中央处理部件连接；和/或

所述计量器具还包括内部存储部件，所述内部存储部件与所述中央处理部件连接；和/或

所述计量器具还包括自检/校验部件，所述自检/校验部件与所述中央处理部件连接；和/或

所述计量器具还包括环境参数检测部件，所述环境参数检测部件与所述中央处理部件连接，所述中央处理部件用于根据所述环境参数检测部件的检测结果对所述本地量传/溯源部件的输出结果进行调整。

6.一种计量器具的远程量传/溯源方法，所述计量器具为表类部件，其特征在于，所述计量器具的远程量传/溯源方法包括如下步骤：

使所述计量器具通过远程通信获得远程高等级计量标准，所述远程高等级计量标准的计量等级高于所述计量器具的计量等级；

使所述计量器具对所述远程高等级计量标准进行计量；

将所述计量器具的计量结果通过远程通信发送给外部设备。

7.根据权利要求6所述的计量器具的远程量传/溯源方法，其特征在于，还包括如下步骤：

所述外部设备根据所述计量器具的计量结果得到所述计量器具的量传/溯源结果，并生成所述计量器具的检验证书或报告。

8.根据权利要求6所述的计量器具的远程量传/溯源方法，其特征在于，所述计量器具为电压测量器具、电流测量器具、电阻测量器具、电容测量器具、电感测量器具、温度测量器具、湿度测量器具、重量测量器具、压力测量器具或液位测量器具，所述远程高等级计量标准对应地为电压计量标准、电流计量标准、电阻计量标准、电容计量标准、电感计量标准、温度计量标准、湿度计量标准、重量计量标准、压力计量标准或液位计量标准。

9.根据权利要求6所述的计量器具的远程量传/溯源方法，其特征在于，所述计量器具包括传感器及与所述传感器连接的计量模块，所述传感器用于检测被检对象，生成电信号，所述计量模块用于对所述传感器的电信号进行计量，得到所述被检对象的计量结果；

在第一状态下，所述计量模块对所述传感器的电信号进行计量；

在第二状态下，所述计量模块对所述远程高等级计量标准进行计量。

10.根据权利要求6所述的计量器具的远程量传/溯源方法，其特征在于，通过远程通信获得远程高等级计量标准后，还包括对所述远程高等级计量标准进行信号解调的步骤，所述计量器具对信号解调后的远程高等级计量标准进行计量。

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