[摘 要] 本文(wén)作者結合實際研究與開(kāi)發經驗，對三種主要的(de)試驗機自動采集改造技術(shù)進行(xíng)了分(fēn)析和(hé)對比，得出了基于計(jì)算機網絡技術(shù)的(de)自動采集改造技術(shù)是發展方向的(de)結論。
[關鍵詞] 試驗機 自動采集 技術(shù)改造
前言
我國的(de)建築工(gōng)程質量檢測工(gōng)作始于上(shàng)個(gè)世紀80年代中期，大(dà)都(dōu)是以原來的(de)建築施工(gōng)企業(yè)内部的(de)材料實驗室或科研院所的(de)實驗室爲基礎發展而來的(de)，設備方面基本上(shàng)采用(yòng)了傳統的(de)機械式試驗機，通過人(rén)工(gōng)讀(dú)取機械表盤數據完成試驗，效率低，誤差大(dà)，人(rén)爲因素對檢測數據的(de)公正性、科學性和(hé)準确性有(yǒu)很大(dà)的(de)影響。随著(zhe)我國基本建設的(de)飛(fēi)速發展，作爲傳統行(xíng)業(yè)的(de)建設行(xíng)業(yè)也(yě)加快了信息化建設的(de)進程，建設部更明(míng)确提出“各類檢測機構要逐步推進檢測數據采集處理(lǐ)的(de)信息化、數字化，提高(gāo)工(gōng)作效率，減少(shǎo)人(rén)爲錯誤，提高(gāo)科學性和(hé)公正性”的(de)信息化建設要求。因此自90年代起多家檢測機構和(hé)相(xiàng)關部門陸續開(kāi)展了對傳統機械式試驗機的(de)數字化改造工(gōng)作，先後取得了多項研究成果，用(yòng)不同的(de)方式實現了試驗機的(de)自動采集。
改造技術(shù)原理(lǐ)
試驗機的(de)自動采集改造，也(yě)可(kě)稱爲數字化改造或信息化改造，其實質是在傳統機械式力學試驗機上(shàng)建立基于計(jì)算機應用(yòng)的(de)測量系統，基本原理(lǐ)是通過在主油管或回油管上(shàng)安裝壓力傳感器(qì)采集模拟壓力信号，經放(fàng)大(dà)器(qì)和(hé)濾波器(qì)處理(lǐ)後，再通過模/數轉換器(qì)将模拟壓力信号轉化爲數字信号，從而實現實驗數據的(de)自動采集。可(kě)表示爲下列技術(shù)原理(lǐ)圖：
其中信号放(fàng)大(dà)、過濾和(hé)模/數轉換可(kě)以通過在普通計(jì)算機擴展槽中插入集成了放(fàng)大(dà)器(qì)、濾波器(qì)和(hé)模/數轉換器(qì)的(de)模/數轉換卡來實現，也(yě)可(kě)以直接将放(fàng)大(dà)器(qì)、濾波器(qì)和(hé)模/數轉換器(qì)集成到(dào)單闆機上(shàng)構成專用(yòng)的(de)采集器(qì)，而對轉化後的(de)數字信号的(de)處理(lǐ)又(yòu)可(kě)分(fēn)爲單機方式、主機-終端方式和(hé)計(jì)算機網絡方式等三種不同實現技術(shù)，這三種技術(shù)分(fēn)别代表了三個(gè)不同的(de)發展階段。
主要改造技術(shù)比較
四川省西(xī)南高(gāo)新技術(shù)科學研究院測控工(gōng)程研究所自1992年開(kāi)始，首先在萬能(néng)材料試驗機上(shàng)開(kāi)展了數據自動采集技術(shù)改造，經過了一段艱苦的(de)摸索，成功開(kāi)發出了單機環境下的(de)自動采集系統，實現了萬能(néng)試驗機數據的(de)自動采集、處理(lǐ)、存儲與打印，把面臨淘汰的(de)一批試驗機改造成爲的(de)新型試驗設備，不僅提高(gāo)了自動化水(shuǐ)平、試驗效率，還提高(gāo)了測試精度。該所先後對冶金(jīn)和(hé)航空系統的(de)多家企業(yè)數十台面臨淘汰的(de)試驗機進行(xíng)了改造，爲國家節省了數百萬元的(de)投資。該項目獲得四川省科技進步三等獎。
北京海(hǎi)智科技開(kāi)發中心于1995年前後，針對建築工(gōng)程質量檢測機構開(kāi)展了自動采集技術(shù)改造的(de)研究工(gōng)作，并且結合檢測機構的(de)多試驗機工(gōng)作環境和(hé)業(yè)務要求，采用(yòng)了多用(yòng)戶分(fēn)時處理(lǐ)技術(shù)，成功開(kāi)發出了基于多用(yòng)戶計(jì)算機主機-終端技術(shù)的(de)自動采集系統，實現了以多台采集器(qì)采集數據、一台主機集中處理(lǐ)數據的(de)自動采集方式，由于當時計(jì)算機價格較高(gāo)，以單闆機構成的(de)專用(yòng)采集器(qì)成本相(xiàng)對較低，這種方式能(néng)顯著降低改造的(de)成本，因而得到(dào)了檢測機構的(de)歡迎，被廣爲采用(yòng)。
随著(zhe)計(jì)算機技術(shù)和(hé)網絡通訊技術(shù)的(de)發展，一方面計(jì)算機硬件(jiàn)價格不斷下跌，另一方面計(jì)算機和(hé)網絡性能(néng)不斷提升，多用(yòng)戶主機-終端方式逐漸被淘汰，取而代之的(de)是融合計(jì)算機技術(shù)和(hé)網絡通訊技術(shù)的(de)計(jì)算機網絡方式。廣州粵建三和(hé)軟件(jiàn)有(yǒu)限公司結合其核心軟件(jiàn)産品--3H通用(yòng)工(gōng)程質量檢測管理(lǐ)信息系統的(de)開(kāi)發和(hé)推廣應用(yòng)經驗，在計(jì)算機網絡平台上(shàng)成功開(kāi)發出了3H通用(yòng)試驗機數字采集儀，與應用(yòng)軟件(jiàn)配套而成完整的(de)網絡環境下的(de)工(gōng)程質量檢測機構信息化改造技術(shù)，該項技術(shù)通過了廣東省質量技術(shù)監督局計(jì)量評審，并被廣東省建總授予科技進步三等獎，廣州市科技進步三等獎。該項技術(shù)已推廣應用(yòng)到(dào)全國300多家檢測機構，成爲目前的(de)主流技術(shù)形式。
這三種不同的(de)自動采集改造技術(shù)具有(yǒu)不同的(de)技術(shù)特點，主要體現在下表中：
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實現
方式 |
計(jì)算機網絡方式 |
主機-終端方式 |
單機方式 |
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技術(shù)原理(lǐ) |
基于計(jì)算機網絡技術(shù)，采用(yòng)通用(yòng)微機和(hé)服務器(qì)組成的(de)C/S系統架構，配合專業(yè)數據庫系統組成高(gāo)效、統一的(de)信息系統，是目前信息處理(lǐ)的(de)主流方式。 |
基于多用(yòng)戶計(jì)算機主機-終端技術(shù)，采用(yòng)專用(yòng)終端（或單闆機）和(hé)計(jì)算機主機組成的(de)系統架構，主要用(yòng)于特定應用(yòng)環境，不是信息處理(lǐ)的(de)主流方式。 |
基于單台計(jì)算機環境。 |
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操作方式 |
後台數據庫服務器(qì)與前端客戶微機組成一個(gè)高(gāo)效、統一的(de)信息系統，數據采集與其他(tā)數據處理(lǐ)（收樣、審核、報告簽發等）流程分(fēn)布在不同的(de)客戶端上(shàng)，管理(lǐ)上(shàng)完全統一。 |
專用(yòng)終端（或單闆機）應用(yòng)相(xiàng)對獨立，數據采集後直接存儲在主機的(de)數據庫文(wén)件(jiàn)或文(wén)本文(wén)件(jiàn)中。數據處理(lǐ)（收樣、審核、報告簽發等）全部集中在主機上(shàng)。 |
數據采集後直接存儲在計(jì)算機的(de)數據庫文(wén)件(jiàn)或文(wén)本文(wén)件(jiàn)中。數據處理(lǐ)（收樣、審核、報告簽發等）全部集中在單台計(jì)算機上(shàng)。 |
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優點比較 |
1) 管理(lǐ)流程完整、統一，信息處理(lǐ)标準、規範；
2) C/S架構信息處理(lǐ)效率高(gāo)、數據安全；
3) 計(jì)算機系統可(kě)提供較強的(de)數據處理(lǐ)功能(néng)，如(rú)對鋼筋拉伸曲線的(de)分(fēn)析。
4) 通用(yòng)、标準化的(de)系統擴展性好，便于與其他(tā)應用(yòng)系統或硬件(jiàn)技術(shù)接口，如(rú)與樣品條形碼自動識别、視頻監控系統的(de)連接等。
5) 系統便于升級、維護。 |
1) 采用(yòng)單闆機（采集儀）可(kě)以降低系統初次建設費用(yòng)。
2) 數據采集相(xiàng)對獨立，可(kě)以靈活安排工(gōng)作。 |
單機處理(lǐ)可(kě)以降低系統初次建設費用(yòng)。 |
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缺點比較 |
1) 首次建設投入較大(dà)。
2) 要求管理(lǐ)上(shàng)規範，各工(gōng)作流程劃分(fēn)清晰，人(rén)員分(fēn)工(gōng)明(míng)确、責任到(dào)位，因此對檢測機構以及人(rén)員的(de)要求都(dōu)比較高(gāo)。 |
1) 信息處理(lǐ)不規範、數據安全性沒有(yǒu)保障（易丢失）。
2) 專用(yòng)系統不具擴展性，難于與其他(tā)系統的(de)連接，不便升級和(hé)維護。
3) 技術(shù)相(xiàng)對落後，管理(lǐ)不規範，易造成漏洞，影響數據的(de)公正性與準确性。 |
1) 基本上(shàng)僅僅局限于傳統設備的(de)改造，管理(lǐ)功能(néng)嚴重缺失，易造成管理(lǐ)漏洞，影響數據的(de)公正性與準确性。
2) 數據的(de)安全性沒有(yǒu)保障。 |
