郑华　李齐垚

摘要：传统计量保障方式的不足使我军通信装备检测设备的受检率低，提出可推行计量保证方案（MAP），并对建立传递标准进行研究及探讨。

关键词：现场计量保障；计量保证方案（MAP）；传递标准

1.概述

1.1通信装备检测设备计量保障现状

在国防军事领域中，随着新时期信息化战争的需要，以短波、超短波、UHF、微波通信为主的部队通信装备越来越多，型号也日趋复杂，对通信装备的维修保障工作提出了更高的要求。为了满足日益增长的维修保障任务，通信装备检测设备大量装备到部队中。针对这些检测设备数量多、分布广的特点，需要实现现场计量保障，而现有的计量标准多为基于单参数的台式仪器，环境适应性差，不适合长途运输，进行现场计量保障难度较大，导致我军通信装备检测设备的受检率较低，量传也无法得到可靠的保障。

1.2传统计量保障方式的特点和弊端

目前，计量量传体系主要还是传统的单向开环的量值传递方式，即按照法定授权的等级，用户将计量器具送到上一级计量技术部门进行校准，测量结果符合使用要求后方能向下级开展量值传递。对于不便运输的计量器具，则由上一级计量技术机构派计量人员携带计量标准到现场校准。这种传递方式比较费时、费钱，有时校准好了的计量器具，经过运输后，受到振动、撞击、潮湿或温度的影响，可能丧失原有的准确度。因此，传统量值传递方式的弊端在军队计量保障里就显得尤为突出。

2.计量保证方案（MAP）

2.1MAP原理

为了解决传统量值传递方式存在的问题，美国标准局（NBS，现在为国家标准技术研究院NIST）20世纪70年代初就率先探讨了新的量值传递方式一计量保证方案（MAP：MeasurementAssurance Program）。它采用了现代工业生产中质量管理和质量保证的基本思想、控制论中的闭路反馈控制方法和数理统计知识，对计量过程中影响测量质量的环节和因素进行有效控制。它能定量地确定计量过程相对于参考基准或其他指定标准的总的测量不确定度并验证总的不确定度是否达到用户的要求，使计量的质量得到保证，做到不仅准确而且可靠。其量值传递流程框图见图1，主要包括传递过程、核查过程和数据处理过程。

从整个流程我们可以发现，MAP的设计思路比较适用于基层部队通信装备检测设备的现场计量保障，它可直接将量值传递到工作现场，并且通过统计的方法对整个测量过程进行连续闭环的质量控制，保证了测量过程的长期可靠性。其中核查标准可以是部队的通信装备，用通信装备检测设备对其进行长期的重复测试，建立对应的数据库以判断测量过程是否在控。对于传递标准，可以开发具有高稳定性的便携式多参数平台，将标准实验室的高一级计量标准的量值传到工作现场复现出来，通过比较传给通信装备检测设备。

2.2推行MAP可提高检测设备受检率

根据目前我军通信装备的量传需求，其检测设备基本以无线综合测试仪、信号发生器、频谱分析仪、功率计、频率计、天馈线测试仪、数字万用表等为主，针对这些重要检测设备实施MAP进行现场量值传递，可大大改善检测设备的计量保障效果，明显提高受检率，确保通信装备的性能参数准确、统一、可靠。

3.传递标准研究

3.1国内外传递标准现状

由MAP的原理可知，作为实施的关键之一，传递标准的参数多寡以及稳定性的好坏，直接影响到整个流程的进行。便携式计量传递标准在国外都有成熟的方案和长足的发展，如直流电压参考标准、标准电阻、频率参考基准、功率参考标准、电子校准件等，但这些传递标准精度通常都是达到基准级别的，要进行下一步的溯源都比较难。并且由于精度高，对环境要求苛刻，不利于非实验室环境使用，若长途运输对其稳定性影响很大。

我国在20世纪80年代引入MAP后，由中国计量科学研究院和国防科工委系统地进行了试点和深入研究，在取得可喜进展和明显效果后，分别颁布了《JJF1038-1993直流電阻计量保证方案技术规范》等八个国家计量技术规范，为此也开发了如标准电阻器、标准电池组、凌锥体、标准活度计、标准研合量块等计量器具，为全国各地计量技术机构提供参与MAP的传递标准。而在民用领域，很多企业都推行了基于自身企业特点的MAP，如激光干涉仪、电能表、1 000 kv串联式标准TV、低频电压、路轨距尺、低频毫伏表等，同时也开发研制了相应的标准仪器作为传递标准。但是所有这些传递标准都是专业针对性很强的，并且参数单一，不能实现多参数的量值传递。同时，由于专业的限制，在军事中应用不多，尤其是在通信装备的量值传递中，这些专业的单一传递标准尚未起到很好的计量保障作用。

3.2通信装备现场计量保障传递标准配置方案

鉴于目前国内外均无建立多参数的传递标准经验，因此可开发专用的通信装备检测设备传递标准。由于该检测设备种类比较多，对每一个种类都单独设计传递标准是不经济的，同时也是不符合现场计量的要求。因此，可以选择主要的参数作为量传的基本参数，研制开发频率、功率、s参数、电压等通信计量传递标准。其硬件设计如图2所示。

该传递标准主要由频率源、功率测试模块、频率测试模块、点频功率输出模块、标准失配器、标准衰减器、标准电压源、标准电阻器等组合而成。具体功能如下：

（1）频率源可作为外接标准提供外接源，也可作为正弦波输出信号对频率计、频谱仪、综合测试仪等频率表进行测试；

（2）功率测试模块及频率测试模块可对信号发生器、综合测试仪源输出、功率计校准信号、天馈线测试仪源输出进行频率及功率测试；

（3）点频功率输出模块可对频谱仪、综合测试仪、天馈线测试仪的功率表进行测试，结合可调衰减器可测试频谱仪的参考电平及垂直刻度；

（4）标准失配器可对天馈线测试仪的电压驻波比进行精确测试；

（5）标准电压源可对多用表的直流电压部分进行测试，结合电阻器可转化成电流测试，标准电阻器可对多用表的电阻部分进行测试。

该传递标准建立后能实现无线综合测试仪、信号发生器、频谱分析仪、频率计、功率计、天馈线测试仪、数字万用表等大部分重要检测设备的现场计量保障。

3.3传递标准的结构设计及优化

由于需要经常作长途运输和周转，因此对传递标准的便携性和抗震抗冲击性进行研究，使其技术性能具有很高的可靠性。结构设计采用小型化、综合化技术，在实现各种功能的同时达到结构紧凑、易于集成、性能优良、稳定耐用、轻巧便捷的目的。同时兼顾各个模块间的电磁干扰问题，在接地、屏蔽、电源去耦等方面进行电磁兼容优化设计。

4.结论

推行MAP，可大大改善我军通信装备检测设备的计量保障效果，明显提高受检率，而其核心之一：建立稳定的多参数传递标准，可为MAP的实施提供保障，更可为日后填补该领域的空白提供实践经验。