应用Excel实现数字多用表检定中的数据自动管理系

　1 研究的背景及其意义
　　随着电子技术的不断发展，数字多用表（以下简称数表）的性能日益提高，应用也越来越普及，不论是航空航天等科研前沿，还是平常百姓家，几乎随处可见其影子。数表一般都有五大基本功能：交、直流电压测量功能、交、直流电流测量功能，以及电阻测量功能。有的数表还有其它辅助功能，如频率测量、电容测量、三极管引脚测量等。这些测量功能一般都通过其圆形转盘上的指针来选择，并与量程一一对应。数表对其测量结果必须满足一定的准确性和可靠性，否则可能导致危险事故，甚至危及生命和财产，因此，必须对其进行计量检定。
　　对数表计量检定后的数据处理，目前基本上都是通过人工计算来完成，这种方法存在较多弊端。首先，效率低。复杂计算一般都借助于计算器来完成，由于对正负数字和运算符号等的人工输入速度限制，导致人工运算效率低下。其次，出错率高。数表检定中某些测量值有正负之分，有频率影响，加上基本量程和非基本量程等诸多因素，一块数表需要测量的数据就达上百之多，对其进行相关处理又导致计算量成倍增加，这些巨大而繁琐的计算，人工处理时很容易出错，从而导致错误结论。最后，制约了数表检定的自动化发展。数表检定的自动化是大势所趋，人工计算法显然不能顺应这一发展趋势，若不能有效解决这一瓶颈就很难实现自动化检定。
　　2 实现过程
　　数表检定方法是在完成基本信息录入后，在被检数表和标准检定装置的测量项目和范围的交集内，由标准检定装置输出一个标准值x0 （视为真值）给数表，数表显示值x即为测量值，从而可以求出绝对误差t=|x-x0|；再根据数表的技术资料查找并计算出其准确度等级p（一般用在各个量程内读数的百分比与显示字数的组合来表示）；当t≤p时，此数据合格，否则不合格并做出标识。如此循环直到测量结束，若所有数据都合格，则最终给出“所检项目合格”的检定结论，反之注明不合格项，下面是具体实现过程。
　　2.1 数表检定前的基本信息录入
　　由于每一块被检数表的用户、生产厂家、型号、编号等基本信息都不同，因此在开始检定前必须对这些信息进行登记和录入。同时也应该有标准检定装置的相关信息，如名称、型号，编号、证书编号、有效日期以及检定的项目、范围、不确定度等。另外还应该有检定机构的名称、地址、联系方式以及检定所依据的文件等信息。录入完这些基本信息后，就可以进行数据测量了，下面重点探讨实现测量数据的自动处理过程。
　　2.2 测量数据的自动化处理
　　数据处理的流程如前所述，为此需要求出任何一个测量值的分辨力（字）从而求出被检数表的准确度、测量误差、合格与否的判断。
　　2.2.1 求任意测量数据的分辨力及准确度
　　分辨力计算。因为对任何一个数都可以取其整数部分，若取整前后的长度不发生变化，那其一定是整数，否者就是小数，而且因其小数点占一位故取整后的长度至少减短两位。因此借助Excel的相关函数就可以确定出此数的末位一个单位的值，即此数的分辨力或者一个字的大小。
　　2.2.2 测量误差的计算及其结果判断
　　若标准值x0与测量值x极性相同，则绝对误差t=|x-x0|；若极性相反，则t=|x+x0|。再将其与上面求出的p相比较，从而给出合格与否的判断。对直流电压和直流电流需要正负极检定，只有两个数据同时满足以上条件时才算合格，因此还需要借助Excel的AND函数对其判断。
　　2.3 最终检定结果的判定
　　在Excel中通过选定区域并拉动鼠标可以复制一类公式到相应区间，而且除绝对引用外系统都自动调整各个变量，这为编辑公式带来了很大方便。实际工作中一般都将被检数表同一个量程放在一个区间，以便于参数调用。当所有测量都完成后，需要对各个测量数据合格与否进行统计，从而在醒目处给出最终检定结果，这一功能可以通过查询函数来实现：
　　最终检定结论=IF（COUNTIF（K53：K225，"*不合格"）=0，"所检项目合格"，"除*外，所检项目合格"）；
　　式中，COUNTIF（K53：K225，"*不合格"）=0是对K列53行到225行中信息为"*不合格"的统计数目，若其值为0，则全部测量数据合格，给出“所检项目合格”的结论，否则“除*外，所检项目合格”，查找范围应根据实际情况而适当调整。
　　另外，借助Excel的日期函数，可以自动实现检定日期和有效日期更新，尽量减少人为因素，以提高检定证书的客观公正性：
　　检定日期=TODAY（）；数表检定周期为一年，故而
　　有效日期=DATE（YEAR（TODAY（））+1，MONTH（TODAY（）），DAY（TODAY（））-1）。
　　3 实验验证
　　表1是研究过程中生成的某数表检定结果，其中有部份测量数据作为调试用而做了一定修改。从表1中不难看出，本文计算方法和编写程序正确，数据处理的正确率达到了100%。
　　4 小结
　　本文依据相关的数表检定规程，在传统数表检定方法的基础上，应用Excel强大的数据处理功能实现了数据的自动化处理，从而提高了检定工作的效率，消除了数据处理中的错误，也为进一步研究和实现数表检定的完全自动化提供了重要参考。