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儀器儀表和計量專家唐統(tǒng)一

發(fā)布時間:2020-02-02 作者:曹建中 來源:中國計量 瀏覽:6464


唐統(tǒng)一,1917年7月生于北京,原籍廣東省中山縣。他中學(xué)就讀于北平育英中學(xué)(現(xiàn)為北京25中和65中),1934年北平第一次舉行全市中學(xué)會考,他名列初中榜首。



    1936年,考入清華大學(xué)電機系,受教于吳有訓(xùn)、薩本棟、曾遠榮等名師。次年即逢“七七事變”。他去燕京大學(xué)物理系借讀一年。學(xué)年終了時,趕赴昆明母校復(fù)學(xué)。1941年畢業(yè)于清華大學(xué)電機系電力組,獲學(xué)士學(xué)位。
    1943年,唐統(tǒng)一去英國曼徹斯特茂偉電機制造廠實習。他一面實習,一面勤奮苦讀,兩年后轉(zhuǎn)為初級工程師,并獲英國倫敦大學(xué)電機系學(xué)士學(xué)位(二級榮譽)。1946年回國后,經(jīng)馬大猷教授指引,到清華大學(xué)電機系任教,在系主任章名濤教授的鼓勵下,轉(zhuǎn)而涉獵電磁測量領(lǐng)域。以他為首的電磁測量組,廣泛收集和學(xué)習蘇聯(lián)、歐美、日本等國有關(guān)文獻資料,迅速編寫出了教學(xué)用書,積極添購精密儀器和校驗設(shè)備,為清華大學(xué)開拓電磁測量與儀器領(lǐng)域的教學(xué)、科研和保持工頻電磁計量標準的工作奠定了基礎(chǔ)。
    唐統(tǒng)一在講授本科生及研究生課程的同時,進行了一系列的科研工作,如20世紀50年代進行了“三維電解槽造型的研究”、“流速儀的校驗”、“高溫下金屬蠕變的測量”等,使學(xué)校在測量方面的科研初具規(guī)模。20世紀60年代初,他參加了國內(nèi)第一臺200Hz交流網(wǎng)絡(luò)分析儀的研制,其中的關(guān)鍵部件(帶鐵心的電感器)的準確測量和補償?shù)膯栴}在當時具有較大難度,他晝夜苦戰(zhàn)、廢寢忘食,終于攻克了這一技術(shù)難關(guān)。該分析儀的制成,使當時分析電力系統(tǒng)暫穩(wěn)態(tài)的效率比人工計算提高了近30倍,在鑒定會上被公認為處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。他后來從事的感應(yīng)分壓器的研究和電網(wǎng)諧波測量的理論與技術(shù)的研究,都取得重要的成果。
    1956年,唐統(tǒng)一兼任清華大學(xué)圖書館副館長,直至20世紀70年代末。1984年他又兼任深圳大學(xué)圖書館館長,參與深大圖書館的籌建工作,為中國高等院校的圖書館建設(shè)和組織管理作出了積極的努力。


追蹤科學(xué)前沿,提高中國電磁測量與儀表的新技術(shù)水平


    新中國成立初期,國內(nèi)電磁測量與儀表方面一片空白。唐統(tǒng)一潛心鉆研,希望能在他工作的領(lǐng)域中迎頭趕上國外先進技術(shù)的發(fā)展。他如饑似渴地了解國內(nèi)外電磁測量與儀表的發(fā)展動向。為了能不斷接觸最新文獻與資料,他數(shù)十年如一日,直至70余歲高齡,頻繁往返于本校、中國科學(xué)院圖書館和北京圖書館。他按期翻閱發(fā)達國家有關(guān)專業(yè)的最新期刊、文獻,并制成卡片。從20世紀40年代至今,上述工作僅在“文化大革命”中由于去農(nóng)場勞動而被迫中斷,但一旦歸來,他即將所缺各項一一補足。日積月累40余年,他已積存與其科研有關(guān)的各類卡片約十萬張,成為他和同事共享的豐富的信息寶庫。
    唐統(tǒng)一在掌握了大量先進的科技信息的基礎(chǔ)上,密切追蹤科學(xué)前沿,把握世界先進技術(shù)的發(fā)展方向,他常常向有關(guān)部門提出諸多富有遠見的建設(shè)性意見,如他較早提出了利用計算電容代替計算電感作為計量標準,以提高測量基準準確度的建議,倡導(dǎo)發(fā)展感應(yīng)分壓器技術(shù)。近年來,他鼓勵致力于諧波測量理論與技術(shù)的研究等。這些建議都獲得有關(guān)部門的重視,并被積極付諸實現(xiàn)。此外,他還積極鼓勵青年學(xué)者和專家去攻克世界先進測量技術(shù)和理論。由于所建議的主攻方向正確,在一些科研單位的努力下,縮短了中國與世界先進國家在測量技術(shù)方面的差距,有些科研成果已躋身國際先進行列,他為推進中國電磁測量的理論與技術(shù)的發(fā)展作出了積極的貢獻。


倡議以計算電容作為電學(xué)基礎(chǔ)  積極發(fā)展比例測量技術(shù)


    在20世紀50年代中期之前,世界各國重要計量部門都毫無例外地采用計算電感作為電學(xué)基準之一。但計算電感的磁場分布難于控制,修正因素過多,計算過程復(fù)雜,即使盡最大努力,其不確定度仍難優(yōu)于10-5~10-6。如采用一般電容器作為基準,則其電場分布更不易控制。1956年計算電容問世,它的電容量計算公式只取決于一個幾何長度,如果配合激光測距技術(shù)及應(yīng)用某些補償措施,可使該基準的不確定度降低一至兩個數(shù)量級。各技術(shù)先進國家在20世紀50年代末期紛紛采用計算電容作為電學(xué)基準。鑒于此,唐統(tǒng)一在20世紀60年代初期參加國家計量科技10年規(guī)劃的制定工作時,就積極倡導(dǎo)和鼓勵中國計量科學(xué)研究院以計算電容代替計算電感作為電學(xué)基準。他的建議得到了計量部門的高度重視,決定立即開展計算電容的工作。在他們的精心研制下,計算電容的制作已達到國際先進水平,迅速地改變了中國計量基準落后的面貌,促進了計量工作的發(fā)展。
    研制計算電容,必須進行測量與量值的傳遞,從而要發(fā)展高準確度的交流比例技術(shù)。唐統(tǒng)一敏銳地意識到感應(yīng)分壓器在標準傳遞中的重要作用,立即向有關(guān)計量部門提出建議,取得共識,同時著手安排自己的研究生從事感應(yīng)分壓器的研制工作。經(jīng)過一段時期的努力,他們自制了單級和多級感應(yīng)分壓器及其校驗設(shè)備,并提出了誤差補償?shù)男路椒ǎ岣吡藴y量準確度,取得了重要的階段性成果。


精心培育高層次人才


    唐統(tǒng)一在清華大學(xué)從教近50年,花費了半生的精力和心血,為祖國培養(yǎng)了大批人才,尤其是高層次人才。早在20世紀50年代初,他就擔負起本科生的教學(xué)任務(wù),講授“電工原理”、“電器學(xué)”、“電磁測量”、“非電測量”等課程。他與同組的教師一道編寫講義,制造出各種儀表模型,摸索出一套具有本國特色的教學(xué)方法,建成初具規(guī)模的教學(xué)實驗基地。20世紀60年代初期,他即開始了培養(yǎng)研究生的工作,創(chuàng)建了中國高校唯一的一個具有省、市級水平的電磁測量基地——精密儀表室,用以保持學(xué)校電測標準。20世紀70年代末,中國剛剛開始恢復(fù)研究生招生制度,他就招收了中國第一批碩士生,并成為中國電磁測量方面的第一位博士生導(dǎo)師。1989年,他所在的清華大學(xué)理論電工專業(yè)成為該領(lǐng)域中國唯一的重點學(xué)科博士點,他是學(xué)術(shù)帶頭人之一。近10年來,他已招收研究生10余名,其中博士生4名。在已培養(yǎng)的研究生論文中都有不同的建樹,尤其是已畢業(yè)的兩名博士生,在測量理論與方法上都有所突破,受到有關(guān)專家的首肯。
    自1989年起,唐統(tǒng)一又兼任機械電子工程師進修大學(xué)副校長及測量與控制學(xué)院院長,在中國測量與儀表方面的繼續(xù)教育事業(yè)的蓬勃發(fā)展發(fā)揮了重要的作用。
    唐統(tǒng)一經(jīng)常強調(diào),培育高水平專門人才要不斷提高指導(dǎo)教師的水平,以其昏昏而使人昭昭是不可以的。因此,他治學(xué)嚴謹、律己甚嚴。在研究生眼中,他是嚴師,又是協(xié)力攻關(guān)的戰(zhàn)友。研究生的選題、論文工作和畢業(yè)答辯,他都與人反復(fù)討論、嚴格把關(guān),不僅使學(xué)生的學(xué)術(shù)水平有較大提高,還使他們受到了嚴格的科學(xué)作風的訓(xùn)練。為此,他受到各方的廣泛尊重和愛戴。為表揚他的模范事跡,他曾被評為學(xué)校的先進工作者。


推進中國電網(wǎng)諧波理論和技術(shù)的研究


    隨著工業(yè)迅速發(fā)展,在電力系統(tǒng)中,非線性負載如電力機車、大型電弧爐和電解設(shè)備的迅猛增加。由于晶閘管的大量使用,使電力系統(tǒng)的諧波問題日趨突出,電網(wǎng)“污染”嚴重,供電質(zhì)量下降,常常使設(shè)備不能正常工作。諧波問題已成為當今世界各國的一個重大前沿課題。但一個時期以來,國內(nèi)對諧波的理論與測量技術(shù)的研究尚少。自20世紀80年代開始,唐統(tǒng)一與電力部門的科技工作者一道協(xié)力宣傳,促使有關(guān)部門予以充分重視并及早采取對策。在杭州和合肥等地召開的有關(guān)學(xué)術(shù)會議上,他連續(xù)多次發(fā)表講話,呼吁加強對諧波問題的研究,有力地推動了中國諧波研究的進展。
    諧波問題的首要關(guān)鍵課題之一是諧波的測量問題。鑒于此,唐統(tǒng)一親率一個科研組對諧波問題進行了大量的調(diào)查研究。他們廣泛搜集了先進工業(yè)國家的有關(guān)文獻資料;研究了中國的現(xiàn)狀;探討了某些電學(xué)量如有功功率、無功功率、功率因數(shù)等在諧波下為適應(yīng)新情況所需采取的新定義;深入研究了諧波下儀表運行的影響和檢測方式;提出了諧波測量的準同步采樣新理論。那幾年,在國際會議和國內(nèi)一級學(xué)術(shù)雜志上發(fā)表了有關(guān)諧波測量的文章6篇,豐富了電網(wǎng)諧波測量理論,受到國內(nèi)外同行的重視。
    在他的悉心指導(dǎo)下,他的博士生提出了準同步采樣測量理論,突破了同步采樣的框限。由于采用移動平均和遞推的算法,在難以保證信號采樣準確同步的情況下,用這種方法不僅減小了因非同步測量所引起的截斷誤差,還大大地提高了諧波分量的測量準確度。根據(jù)準同步采樣原理,可制成作為測量標準用的工頻諧波分析儀并可用以對其他一些電量進行高準確度的精密測量。準同步采樣原理已被國內(nèi)許多同行采納,并得到他們的高度評價。
    唐統(tǒng)一還針對諧波問題指導(dǎo)研究生對多種專門的測量儀器進行了研制。其中“三相電網(wǎng)自動多功能精密測試儀”已通過鑒定,認為其采用的技術(shù)已達當前國際水平。為監(jiān)測電弧爐的電壓劇變所進行的“閃爍儀”的研制也已進入調(diào)試階段,這項工作將有助于中國制定閃爍標準。進一步開展閃爍測試工作,及與其有關(guān)的儀表的制成,將填補國內(nèi)儀表空白。


倡導(dǎo)學(xué)術(shù)活動  熱忱為社會服務(wù)


    作為國內(nèi)知名專家,唐統(tǒng)一在籌備和組織計量和儀表界的學(xué)術(shù)團體的工作中發(fā)揮了積極重要的作用。早在1961年,他就參加了中國計量技術(shù)與儀器制造學(xué)會的籌建工作。1979年學(xué)會正式成立,他被推選為中國儀器儀表學(xué)會第一屆至第四屆副理事長及其下屬電磁測量信息處理儀器學(xué)會第一屆副理事長與第二屆理事長和教育委員會的主任委員。在中國計量測試學(xué)會中,他擔任第一、二、三屆常務(wù)理事及下屬電磁委員會第一屆副主任委員。他同時被聘為這兩個一級學(xué)會的學(xué)報編委。他倡導(dǎo)積極的學(xué)術(shù)氣氛、認為流水之不腐就在于“流動”,他雖已年逾古稀,仍積極為學(xué)會的活動做大量的工作。他團結(jié)同志,充分發(fā)揮會員的積極性,不拘一格舉薦年富力強的人才到重要的工作崗位上去,受到人們的贊揚。他擔任理事長的電磁測量信息處理儀器學(xué)會于1980年提出了“關(guān)于目前我國電能計量測試和儀表的若干建議”,推動了諧波測量與儀器的發(fā)展;組織專家審議了“2000年產(chǎn)品和科技振興目標研究”,獲有關(guān)方面的好評,該學(xué)會由于活動積極有效,受到上級部門的多次表揚。
    唐統(tǒng)一在中國計量科學(xué)研究院籌建時,曾被聘為電磁處導(dǎo)師。幾十年中,他參加了該處的幾乎全部重要的鑒定會和科研討論活動,他把這種活動看作是發(fā)現(xiàn)人才、發(fā)現(xiàn)新成果和學(xué)習的重要機會。新中國成立初期,他曾作為顧問受聘于北京人民儀表廠。20世紀80年代,他曾擔任第一、第二屆北京市政府儀器儀表工業(yè)顧問。還擔任全國高校傳感技術(shù)研究會、北京能源學(xué)會電力開發(fā)與節(jié)約專委會等團體的顧問工作。他組織轉(zhuǎn)讓和開發(fā)科研成果,縮短了科技成果變?yōu)樯a(chǎn)力的轉(zhuǎn)化周期,密切了學(xué)校、學(xué)術(shù)團體和社會聯(lián)系。
    為推動我國測量和儀表的理論發(fā)展,唐統(tǒng)一主編和參與編寫了《電磁測量與儀表叢書》,該書已公開出版16冊。這套叢書比較詳盡地介紹了世界及我國在電磁測量各個方面的理論和技術(shù)的最新發(fā)展以及我國專家、學(xué)者的貢獻,受到了廣大讀者的歡迎,是電磁測量界有較大影響的基礎(chǔ)性著作。他還擔任了《中國大百科全書電工卷電磁測量分卷》的主編和《電力大百科全書電磁分支》的主編。這兩部分內(nèi)容隨百科全書的出版,預(yù)示著有關(guān)電磁測量的研究進入一個新的階段。唐統(tǒng)一在組織編寫和審閱條目、釋文的過程中付出了艱苦的勞動。由唐統(tǒng)一任主編的專著《近代電磁測量》于1992年面世,它集作者近10年心血方得編輯而成,該書介紹了我國和世界電磁測量方面的最新理論與技術(shù)及其發(fā)展,對推動電磁測量的發(fā)展起到重要的作用。
    唐統(tǒng)一從事教學(xué)和科研工作近半個世紀,碩果累累。1987年離休后仍繼續(xù)指導(dǎo)研究生,積極參加社會學(xué)術(shù)活動。他深切希望能在有生之年,為社會主義祖國培養(yǎng)更多的電磁測量專業(yè)人才,推動我國電測測量事業(yè)的發(fā)展而貢獻力量。

本文刊發(fā)于《中國計量》雜志2011年第11期。
《中國計量》雜志社官方唯一論文接收郵箱:chinametrology@263.net


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