Совершенствование технологии калибровки средств измерения электрических величин на базе модульных приборов в системе Интернета измерений (IoM)
Ключевые слова:
средство измерений, поверка, программно-аппаратный комплекс, методика калибровки, интеллектуальная информационно-измерительная система, дистанционная калибровка, законодательная метрология, нормативная база, электрические величины, интеллектуальный датчик, Интернет измерений, Internet of Measurement, IoM, LabVIEW, измерение, измерительная процедура, метрологическая прослеживаемость, мера метрологической достоверности, неопределённость измерений, Аршин, транспортирование эталона, цифровой двойник, метрология 4.0, метрологическое облако, цифровая метрология, цифровизацияАннотация
Рост количества программируемых средств измерений и спроса на метрологические услуги приводит к развитию концепции дистанционной калибровки, позволяющей значительно сократить финансовые, логистические затраты и рабочее время сотрудника калибровочной лаборатории, повысить эффективность работы метрологических служб и в конечном итоге значительно усовершенствовать систему передачи физических величин. Для обеспечения выполнения графика калибровки оборудования внедрение системы дистанционной калибровки актуально для крупных предприятий с территориально распределёнными филиалами. Основная особенность дистанционной калибровки заключается в автоматизации процесса и управлении средствами измерений по сети. Дано описание программно-аппаратного комплекса дистанционной калибровки через Ethernet на базе шасси для модульных приборов PXI в среде LabVIEW компании National Instruments. Простота интерфейса программного управления различными средствами измерений позволяет использовать разработанную систему с другими средствами измерений без значительных изменений в программах. Описаны ключевые особенности процедуры дистанционной калибровки программируемых вольтметров. Результаты использованы для разработки методики дистанционной калибровки программируемых вольтметров. На основе действующих законов и нормативных документов приведены рекомендации для практического использования предложенной системы.
Библиографические ссылки
[1] Федеральный закон от 26.06.2008 № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений» // Собрание законодательства РФ. – 2008. – № 26. – Ст. 3021.
[2] Taymanov R., Sapozhnikova K. Metrological self-check and evolution of metrology // Measurement. – 2010. – Vol. 43. – № 7. – Pp. 869-877.
[3] Jun Z., Quan W., Xiwen C., Wenxuan W., Jian C., Qingjin R., Tao S. Modeling and network simulation of "Internet +" remote calibration method // Journal of Computer Applications. –2019. – Vol. 39. – № 2. – Pp. 189-193. – JST Material Number: C2535A. – CODEN: JYIIDU.
[4] Данилов А.А. Направления совершенствования измерительных систем и их метрологического обеспечения // Измерительная техника. – 2023. – № 8. – С. 24-29. – DOI: 10.32446/0368-1025it.2023-8-24-29. – eLIBRARY ID: 54499744. – EDN: CVDWFO.
[5] Cristaldi L., Ferrero A., Salicone S. A distributed system for electric power quality measurement // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. – 2002. – Vol. 51. – № 4. – Pp. 776-781.
[6] Kutuzov D., Osovsky A., Stukach O., Starov D. Modeling of IIoT Traffic Processing by Intra-Chip NoC Routers of 5G/6G Networks / 2021 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON). – 13-15 May 2021, Kazan, Russia. – eLIBRARY ID: 46825100. – DOI: 10.1109/SIBCON50419.2021.9438874.
[7] Osovsky A., Kutuzov D., Starov D., Bakalaeva R., Stukach O. Comparison of Machine Learning Methods for IoT and IIoT Traffic Prediction / International Seminar on Electron Devices Design and Production (SED). – 2024. – October 02-03, Sochi, Russian Federation. – Doi: 10.1109/SED63331.2024.10741069.
[8] Моделирование обслуживания трафика маршрутизаторами технологии Интернета вещей (IoT) / Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ N 2019661408. – Д.В. Кутузов, А.В. Осовский, О.В. Стукач, Д.В. Старов, Е.А. Моторина. – Правообладатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Астраханский государственный технический университет". – Заявка N 2019660265 от 19 августа 2019 г., дата государственной регистрации в Реестре программ для ЭВМ 28 августа 2019 г. – eLIBRARY ID: 40880119.
[9] Dimitrijevic B.R., Simic M.M. Remote wireless calibration of equipment in the distributed measurement systems / Proceedings of Telecommunications in Modern Satellite, Cable and Broadcasting Services TELSIKS-2007. – Serbia, September 26-28, 2007. – Pp. 479-482.
[10] Ершов И.А., Аймагамбетова Р.Ж., Стукач О.В. Технология блокчейн в обеспечении метрологической прослеживаемости // XI Междунар. IEEE научно-технич. конф. "Динамика систем, механизмов и машин". – Омск, Омский государственный технический университет, 14-16 ноября 2017. – 2017. – Т. 5. – № 4. – С. 57-61. – Doi: 10.25206/2310-9793-2017-5-4-57-61. – ISSN: 2310-9793. – eLIBRARY ID: 30624963).
[11] Aimagmbetova R.Zh., Ershov I.A., Stukach O.V. Towards the problem of measurement traceability in the Internet of measurement concept / Dynamics of Systems, Mechanisms and Machines (Dynamics), Conference, Omsk, 14-16 Nov. 2017. – ISBN: 978-1-5386-1820-2. – Doi: 10.1109/Dynamics.2017.8239425. – eLIBRARY ID: 35541726.
[12] Воронова А.А., Супчинский О.П. Зарубежный и отечественный опыт внедрения дистанционной поверки и калибровки средств измерений / Приборы и методы измерений, контроля качества и диагностики в промышленности и на транспорте. – Материалы V Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. – Омск, Омский государственный университет путей сообщения, 27-28 октября 2022. – С. 137-146. – eLIBRARY ID: 49789520. – EDN: DTWDOG.
[13] Adibi M.M., Thorne D.K. Remote Measurement Calibration // IEEE Transactions on Power Systems. – 1986. – Vol. PWRS-1. – No. 2. – May. – Pp. 194–199.
[14] Dudley R.A., Ridler N.M. Internet calibration direct to national measurement standards for automatic network analyzers // Proceedings of Instrumentation and Measurement Technology Conference IMTC-2001. – Budapest, May 21-23, 2001. – Pp. 255-258.
[15] O'Dowd R., Maxwell D., Farrell T., Dunne J. Remote characterization of optoelectronic devices over the internet / Proceedings of 4th Optical Fibre Measurement Conference. – Teddington, UK, October 24-27, 1997. – Pp. 155-158.
[16] Baca L.B., Duda L., Walker R., Oldham N., Parker M. Internet-Based Calibration of a Multifunction Calibrator // National Conference of Standards Laboratories. – Toronto, Canada, April 12-14, 2000. – Pp. 10-12.
[17] Панько С.П., Мишуров А.В. Технология метрологической аттестации в дистанционном режиме // Законодательная и прикладная метрология. – 2010. – № 3 (109). – С. 48-49.
[18] Jia-Lun W., Chang P.C., Shinn-Yan L., Huang-Tien L., Chia-Shu L. Remote time and frequency calibration system for telecommunication synchronization applications / Network Operations and Management Symposium APNOMS-2011. – Taipei, September 21-23, 2011. – Pp. 1-6.
[19] Ершов И.А. Реализация программы «Цифровая экономика» в системе обеспечения единства измерений // Автоматика и программная инженерия. – 2018. – № 1(23). – С. 105-109.
[20] Попов А. А. Цифровизация обеспечения метрологической прослеживаемости средств измерений и стандартных образцов через облачные технологии: современное состояние и перспективы развития // Эталоны. Стандартные образцы. – 2022. – Т. 18. – № 3. – С. 57-70. – eLIBRARY ID: 50003329. – EDN: EIOJVD. – Doi: 10.20915/2077-1177-2022-18-3-57-70.
[21] Брусакова И.А. Цифровые двойники измерительных процедур // Проектирование и обеспечение качества информационных процессов и систем / Сб. докладов Межд. конф. С.-Петербург, 15-17 марта 2022. – Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина). – С. 70-72. – eLIBRARY ID: 48116498. – EDN: CELTBI.
[22] Xu-Li W., Yu-Xiao Z. Exploit of Remote Monitoring and Control System for Bell Prover Device Based on Virtual Instrument // Proceedings of International Symposium on Computational Intelligence and Design ISCID-2012. – Hangzhou, October 28-29, 2012. – Pp. 178-181.
[23] Толочко Т.К., Гусинский А.В., Кострикин А.М. Дистанционная калибровка средств измерений // Доклады Белорусского государственного университета информатики и радиоэлектроники. – 2008. – № 1 (30). – С. 8–43.
[24] Jurčević M., Hegeduš H., Golub M. Generic System for Remote Testing and Calibration of Measuring Instruments: Security Architecture // Measurement science review. – 2010. – Vol. 10. – № 2. – Pp. 50–55.
[25] Albu M.M., Ferrero A., Mihai F., Salicone S. Remote Calibration Using Mobile, Multiagent Technology // IEEE Transactions on instrumentation and measurement. – 2005. – Vol. 54. – № 1. – Pp. 24–30.
[26] Iwama T., Kurihara N., Imae M., Suzuyama T., Kotake N., Otsuka A. Frequency Standards Calibration System and Remote Calibration System // National Institute of Information and Communications Technology. – 2003. – Vol. 54. – № 1-2. – P. 195-204.
[27] Bertocco M., Ferraris F., Offelli C., Parvis M. A client-server architecture for distributed measurement systems // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. – 1998. – Vol. 47. – № 5. – Pp. 1143-1148.
[28] Albu M.M., Ferrero A., Mihai F., Salicone S. Remote calibration using mobile, multiagent technology // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. – 2005. – Vol. 54. – № 1. – February. – Pp. 24-30. – Doi: 10.1109/TIM.2004.838139.
[29] Wang Q., Li H., Wang H., Zhang J., Fu J. A Remote Calibration Device Using Edge Intelligence // Sensors. – 2022. – Vol. 22. – № 1. – P. 322. – Doi: 10.3390/s22010322.
[30] Wang Q., Zhang J., Lei M., Li H., Peng K., Hu M. Toward Wide Area Remote Sensor Calibrations: Applications and Approaches // IEEE Sensors Journal. – 2024. – Vol. 24. – № 6. – Pp. 8991-9001. – Doi: 10.1109/JSEN.2024.3352253.
[31] Zhao Q., Qi X., Wang Q., Wang B. Establishment of Electrical Equipment on Site Remote Calibration System / 2024 IEEE China International Youth Conference on Electrical Engineering (CIYCEE). – Wuhan, China, 06-08 November 2024. – Pp. 1-5. – Doi: 10.1109/CIYCEE63099.2024.10846498.
[32] Amicone D., Bernieri A., Ferrigno L., Laracca M. A smart add-on device for the remote calibration of electrical energy meters // 2009 IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference. – Singapore, 05-07 May 2009. – Pp. 1599-1604. – Doi: 10.1109/IMTC.2009.5168710.
[33] TianW., Wang X., Yang Z., Li Q., Sun L., Wang D., Wang Z. A Remote Automatic Detection and Calibration Device for AC Watt-hour Meters // Journal of Physics. Conf. Series. – 2021. – Vol. 2005. – P. 012226.
[34] Amicone D., Bernieri A., Betta G., Ferrigno L., Laracca M. On the Remote Calibration of Electrical Energy Meters / Proc. IMEKO TC4. – Firenze, Italy. – 2008. –https://www.imeko.info/publications/tc4-2008/IMEKO-TC4-2008-165.pdf
[35] Zha Z., Ge H., Zou C., Long F., He X., Wu G., Dong C., Deng T., Xu J. Synchronous Remote Calibration for Electricity Meters: Application and Optimization // Applied Sciences. – 2025. – Vol. 15. – № 3. – P. 1259. – Doi: 10.3390/app15031259.
[36] Wang Q., Fu J., Han X., Yin X., Zhang J., Qi X., Zhang X. Design and Implementation of a Novel Intelligent Remote Calibration System Based on Edge Intelligence // Symmetry. – 2025. – Vol. 17. – № 9. – P. 1434. – Doi: 10.3390/sym17091434.
[37] Verhelst B., Rens S., Rens J., Knockaert J., Desmet J. On the Remote Calibration of Instrumentation Transformers: Influence of Temperature // Energies. – 2023. – Vol. 16. – № 12. – P. 4744. – Doi: 10.3390/en16124744.
[38] Liu M., Su X., Li H., Liao H., Mo S. Remote Calibration Technology Solution for Conventional Substation Secondary Systems / 2025 5th International Conference on New Energy and Power Engineering (ICNEPE). – Guangzhou, China, 14-16 November 2025. – Pp. 851-855. – Doi: 10.1109/ICNEPE67923.2025.11384217.
[39] Han K., Ding, C., Yu, L., Chen, Q. Research on the Application of Time and Frequency Remote Calibration Based on NIMDO // Metrology Science and Technology. – 2021. – Vol. 65. – Pp. 9-12.
[40] Дривольская Н.А., Нуриев А.Г., Веледеева К.А., Денисова Е.Д. Метрологические средства измерений как элемент устойчивого развития железнодорожной отрасли // Транспортное дело России. – 2023. – № 6. – С. 378-380. – DOI: 10.52375/20728689_2023_6_378. – eLIBRARY ID: 60016282. – EDN: QGJIKZ.
[41] Толмачев В.В. Оценка и управление рисками эталонов, участвующих в дистанционной поверке // Законодательная и прикладная метрология. – 2019. – № 2(159). – С. 35-38. – ISSN: 2782-5418. – eLIBRARY ID: 37711096. – EDN: PZCUUC.
[42] Чистяков Э.Ю., Павлов А.Ю., Нуриев А.Г., Афанасьев В.В., Гренадер Я.А. Дистанционная калибровка динамических вагонных весов // Бюллетень результатов научных исследований. – 2024. – № 4. – С. 103-111. – DOI: 10.20295/2223-9987-2024-04-103-111. – eLIBRARY ID: 78869045. – EDN: PVDKHJ.
[43] Чистяков Э.Ю., Павлов А.Ю., Гренадер Я.А., Нуриев А.Г. Дистанционная калибровка шаблонов в районах крайнего севера // Известия петербургского университета путей сообщения. – 2023. – Т. 20. – № 1. – С. 133-141. – DOI: 10.20295/1815-588X-2023-1-133-141. – eLIBRARY ID: 50389719. – EDN: XFHDDJ.
[44] Fang L., Duan S., Li Y., Ma X., Lan K. A New Model for Remote Calibration of Voltage Source Based on GPS Common-View Method // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. – 2023. – Vol. 72. – Pp. 1-9. – Art 5501309. – Doi: 10.1109/TIM.2023.3239920.
[45] Helmy M., Raouf A., Ali Rasha S.M., Gadelrab M.S. Construction and remote calibration of an automated resistance measuring system // MAPAN. – 2011. – Vol. 26. – Pp. 125-131. – https://link.springer.com/article/10.1007/s12647-011-0013-6.
[46] Nakutis Z., Saunoris M., Ramanauskas R. Daunoras V. A method for remote wattmeter calibration / 2017 IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference (I2MTC). – Turin, Italy, 22-25 May 2017. – Pp. 1-5. – Doi: 10.1109/I2MTC.2017.7969766.
[47] Jeang Y.L., Chen L.B., Huang C.P., Hsu Y.H., Yeh M.Y., Yang K.M. Design of FPGA-based adaptive remote calibration control system / 2003 IEEE International Conference on Field-Programmable Technology (FPT). – Tokyo, Japan, 17 December 2003. – Pp. 299–302. – IEEE Cat. No.03EX798.
[48] Gunawan T.S., Anuar M.H., Mira K., Zuriati J. Design of power factor meter using internet of things for power factor improvement remote monitoring and data logging // Indonesia Journal of Electronics Engineering and Computer Science. – 2020. – Vol. 17. – Pp. 700-709.
[49] Ершов И.А. Стукач О.В. Архитектура системы дистанционной калибровки как часть концепции Internet of Measurements (IoM) / Современные технологии поддержки принятия решений в экономике: сб. тр. III Всеросс. науч.-практ. конф, 24-25 ноября 2016, г. Юрга. – Томск: Изд-во ТПУ, 2016. – С. 140-142. – eLIBRARY ID: 28159635.
[50] Chen L., Shao Y., Fu Y., Xie M. A remote calibration system for industrial thermometers / Proceedings of Industrial Electronics and Applications ICIEA-2013. – Melbourne, June 19-21, 2013. – Pp. 1574-1577.
[51] Kobata T., Kojima M., Kajikawa H. Development of remote calibration system for pressure standard // Measurement. – 2012. – Vol. 45. – Pp. 2482-2485. – Doi: 10.1016/j.measurement.2011.10.048.
[52] Канаев С.А., Москаленко О.В., Хваткова А.А. Разработка автоматизированной системы для поверки и калибровки средств измерения давления // Приборы. – 2008. – № 6. – С. 40-42.
[53] Mamaghani B., Salvaggio C. Multispectral Sensor Calibration and Characterization for sUAS Remote Sensing // Sensors. – 2019. – Vol. 19. – № 20. – P. 4453. – Doi: 10.3390/s19204453.
[54] Conlin M.P., Adams P.N., Wilkinson B., Dusek G., Palmsten M.L., Brown J.A. SurfRCaT: A tool for remote calibration of pre-existing coastal cameras to enable their use as quantitative coastal monitoring tools // SoftwareX. – Vo. 12. – July-December 2020. – Art. 100584. – doi: 10.1016/j.softx.2020.100584.
[55] Simarro G., Ribas F., Бlvarez A., Guillin J., Chic Т., Orfila A. ULISES: An open source code for extrinsic calibrations and planview generations in coastal video monitoring systems // Journal Coast Res. – 2017. – Vol. 335. – № 5. – P. 1217-27. – Doi: 10.2112/JCOASTRES-D-16-00022.1.
[56] Долматов А.В., Ермаков К.А., Лавриков В.В. Комплекс автоматизированной калибровки тепловизионной системы на базе Matlab // Вестник Югорского государственного университета. – 2012.– № 2.– С. 59–63.
[57] Dai1 T., De Salvo A., Diehl E., Di Mattia A., Kennedy J., McKee S., Orestano D., Pasqualucci E., Petrucci F., Rauscher F. The ATLAS MDT remote calibration centers // Journal of Physics: Conference Series, 2010. – Vol. 219. – Online Computing . – P. 022028. – Doi: 10.1088/1742-6596/219/2/022028.
[58] Комаров Н.М., Кудрявцев А.В., Парышкин Ю.А. Технические решения по системе управления затвора первого зеркала и системе дистанционной калибровки диагностики "активная спектроскопия" / Физико-технические интеллектуальные системы (ФТИС-2024). – III Научно-практическая конференция. – Тамбов, 2024. – С. 37. – eLIBRARY ID: 62679137. – EDN: LOTHJN.
[59] Асадов Х.Г., Алиева А.Д., Гумбатов Д.А. Вопросы радиометрической калибровки устройств дистанционного зондирования, установленных на борту БПЛА // Вестник Сибирского государственного университета геосистем и технологий. – 2024. – Т. 29. – № 2. – С. 41-50. – eLIBRARY ID: 65640308. – EDN: MOKDGX . – DOI: 10.33764/2411-1759-2024-29-2-41-50.
[60] Vito S.D., Elia G.D., Ferlito S., Esposito E., Piantadosi G., Francia G.D. Remote Calibration strategies for Low Cost Air Quality Multisensors: a performance comparison / 2024 IEEE International Symposium on Olfaction and Electronic Nose (ISOEN). – Grapevine, USA, 12-15 May 2024. – Pp. 1-4. – Doi: 10.1109/ISOEN61239.2024.10556107.
[61] Xiujie Y., Yan C., Rong L., Yanling L., Yixi L. Development of a remote calibration system for monitoring ambient temperature and humidity // Chinese Institute of Testing Technology. – Chengdu, Sichuan, China, 610021. – Pp. 186-190. – DOI: 10.3969/j.issn.1009-0134.2024.06.029.
[62] Mellit A., Benghanem M., Herrak O., Messalaoui A. Design of a Novel Remote Monitoring System for Smart Greenhouses Using the Internet of Things and Deep Convolutional Neural Networks // Energies. – 2021. – Vol. 14. – Art. 5045.
[63] Головастов А.А. Стандарт – PXI технология и оборудование для построения контрольно-измерительных систем // Современные технологии автоматизации. – 2012. – № 3. – С. 132-138.
[64] Автоматизация физических исследований и эксперимента: компьютерные измерения и виртуальные приборы на основе LabVIEW 7 / Под. ред. Бутырина П.А. – М.: ДМК Пресс. – 2005. – 264 С.
[65] ГОСТ Р 8.736-2011. Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Измерения прямые многократные. Методы обработки результатов измерений. Основные положения. – М.: Стандартинформ. – 2013.
[66] ГОСТ Р 8.879-2014 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Методики калибровки средств измерений. Общие требования к содержанию и изложению. – М.: Стандартинформ. – 2015.
[67] JCGM 100:2008. Evaluation of measurement data – Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement. – JCGM, 2008. – 120 p.
[68] ПР 50.2.016-94 ГСИ. Требования к выполнению калибровочных работ. – М.: Госстандарт России. – 1995.
[69] РД РСК 01-2014 Положение о российской системе калибровки. – Сборник руководящих документов Российской системы калибровки. – М.: АНО «РСК-Консалтинг». – 2014.
[70] РД РСК 02-2014 Порядок организации деятельности российской системы калибровки. – Сборник руководящих документов Российской системы калибровки. – М.: АНО «РСК-Консалтинг». – 2014.
[71] ГОСТ ИСО/МЭК 17025-2009 Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий. – Стандартинформ. – 2018.
[72] ГОСТ ISO/IEC 17025-2019 Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий. – Стандартинформ. – 2019.
[73] Постановление Правительства РФ № 311 от 2 апреля 2015 года «Об утверждении Положения о признании результатов калибровки при поверке средств измерений в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений». – Собрание законодательства Российской Федерации. – 2015. – № 15. – Ст. 2272.
[74] Spoedler H.J.W. Virtual instruments and virtual environments // IEEE Instrumentation & Measurement Magazine. – 1999. – Vol. 2. – № 3. – Pp. 14-19.
[75] Cristaldi L., Ferrero A., Piuri V. Programmable instruments, virtual instruments, and distributed measurement systems: What is really useful, innovative, and technically sound // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. – 1999. – Vol. 42. – № 3. – Pp. 20-27.
[76] De Capua C., Liccardo A., Morello R. On the web service-based remote didactical laboratory: further developments and improvements / Instrumentation and Measurement Technology Conference IMTC-2005. – Canada, Ottawa, May 16-19, 2005. – Pp. 1692-1696.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2026 Системная инженерия и инфокоммуникации
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-ShareAlike» («Атрибуция — На тех же условиях») 4.0 Всемирная.