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仪器仪表和计量专家唐统一

发布时间:2020-02-02 作者:曹建中 来源:中国计量 浏览:604


唐统一,1917年7月生于北京,原籍广东省中山县。他中学就读于北平育英中学(现为北京25中和65中),1934年北平第一次举行全市中学会考,他名列初中榜首。



    1936年,考入清华大学电机系,受教于吴有训、萨本栋、曾远荣等名师。次年即逢“七七事变”。他去燕京大学物理系借读一年。学年终了时,赶赴昆明母校复学。1941年毕业于清华大学电机系电力组,获学士学位。
    1943年,唐统一去英国曼彻斯特茂伟电机制造厂实习。他一面实习,一面勤奋苦读,两年后转为初级工程师,并获英国伦敦大学电机系学士学位(二级荣誉)。1946年回国后,经马大猷教授指引,到清华大学电机系任教,在系主任章名涛教授的鼓励下,转而涉猎电磁测量领域。以他为首的电磁测量组,广泛收集和学习苏联、欧美、日本等国有关文献资料,迅速编写出了教学用书,积极添购精密仪器和校验设备,为清华大学开拓电磁测量与仪器领域的教学、科研和保持工频电磁计量标准的工作奠定了基础。
    唐统一在讲授本科生及研究生课程的同时,进行了一系列的科研工作,如20世纪50年代进行了“三维电解槽造型的研究”、“流速仪的校验”、“高温下金属蠕变的测量”等,使学校在测量方面的科研初具规模。20世纪60年代初,他参加了国内第一台200Hz交流网络分析仪的研制,其中的关键部件(带铁心的电感器)的准确测量和补偿的问题在当时具有较大难度,他昼夜苦战、废寝忘食,终于攻克了这一技术难关。该分析仪的制成,使当时分析电力系统暂稳态的效率比人工计算提高了近30倍,在鉴定会上被公认为处于国内领先地位。他后来从事的感应分压器的研究和电网谐波测量的理论与技术的研究,都取得重要的成果。
    1956年,唐统一兼任清华大学图书馆副馆长,直至20世纪70年代末。1984年他又兼任深圳大学图书馆馆长,参与深大图书馆的筹建工作,为中国高等院校的图书馆建设和组织管理作出了积极的努力。


追踪科学前沿,提高中国电磁测量与仪表的新技术水平


    新中国成立初期,国内电磁测量与仪表方面一片空白。唐统一潜心钻研,希望能在他工作的领域中迎头赶上国外先进技术的发展。他如饥似渴地了解国内外电磁测量与仪表的发展动向。为了能不断接触最新文献与资料,他数十年如一日,直至70余岁高龄,频繁往返于本校、中国科学院图书馆和北京图书馆。他按期翻阅发达国家有关专业的最新期刊、文献,并制成卡片。从20世纪40年代至今,上述工作仅在“文化大革命”中由于去农场劳动而被迫中断,但一旦归来,他即将所缺各项一一补足。日积月累40余年,他已积存与其科研有关的各类卡片约十万张,成为他和同事共享的丰富的信息宝库。
    唐统一在掌握了大量先进的科技信息的基础上,密切追踪科学前沿,把握世界先进技术的发展方向,他常常向有关部门提出诸多富有远见的建设性意见,如他较早提出了利用计算电容代替计算电感作为计量标准,以提高测量基准准确度的建议,倡导发展感应分压器技术。近年来,他鼓励致力于谐波测量理论与技术的研究等。这些建议都获得有关部门的重视,并被积极付诸实现。此外,他还积极鼓励青年学者和专家去攻克世界先进测量技术和理论。由于所建议的主攻方向正确,在一些科研单位的努力下,缩短了中国与世界先进国家在测量技术方面的差距,有些科研成果已跻身国际先进行列,他为推进中国电磁测量的理论与技术的发展作出了积极的贡献。


倡议以计算电容作为电学基础  积极发展比例测量技术


    在20世纪50年代中期之前,世界各国重要计量部门都毫无例外地采用计算电感作为电学基准之一。但计算电感的磁场分布难于控制,修正因素过多,计算过程复杂,即使尽最大努力,其不确定度仍难优于10-5~10-6。如采用一般电容器作为基准,则其电场分布更不易控制。1956年计算电容问世,它的电容量计算公式只取决于一个几何长度,如果配合激光测距技术及应用某些补偿措施,可使该基准的不确定度降低一至两个数量级。各技术先进国家在20世纪50年代末期纷纷采用计算电容作为电学基准。鉴于此,唐统一在20世纪60年代初期参加国家计量科技10年规划的制定工作时,就积极倡导和鼓励中国计量科学研究院以计算电容代替计算电感作为电学基准。他的建议得到了计量部门的高度重视,决定立即开展计算电容的工作。在他们的精心研制下,计算电容的制作已达到国际先进水平,迅速地改变了中国计量基准落后的面貌,促进了计量工作的发展。
    研制计算电容,必须进行测量与量值的传递,从而要发展高准确度的交流比例技术。唐统一敏锐地意识到感应分压器在标准传递中的重要作用,立即向有关计量部门提出建议,取得共识,同时着手安排自己的研究生从事感应分压器的研制工作。经过一段时期的努力,他们自制了单级和多级感应分压器及其校验设备,并提出了误差补偿的新方法,提高了测量准确度,取得了重要的阶段性成果。


精心培育高层次人才


    唐统一在清华大学从教近50年,花费了半生的精力和心血,为祖国培养了大批人才,尤其是高层次人才。早在20世纪50年代初,他就担负起本科生的教学任务,讲授“电工原理”、“电器学”、“电磁测量”、“非电测量”等课程。他与同组的教师一道编写讲义,制造出各种仪表模型,摸索出一套具有本国特色的教学方法,建成初具规模的教学实验基地。20世纪60年代初期,他即开始了培养研究生的工作,创建了中国高校唯一的一个具有省、市级水平的电磁测量基地——精密仪表室,用以保持学校电测标准。20世纪70年代末,中国刚刚开始恢复研究生招生制度,他就招收了中国第一批硕士生,并成为中国电磁测量方面的第一位博士生导师。1989年,他所在的清华大学理论电工专业成为该领域中国唯一的重点学科博士点,他是学术带头人之一。近10年来,他已招收研究生10余名,其中博士生4名。在已培养的研究生论文中都有不同的建树,尤其是已毕业的两名博士生,在测量理论与方法上都有所突破,受到有关专家的首肯。
    自1989年起,唐统一又兼任机械电子工程师进修大学副校长及测量与控制学院院长,在中国测量与仪表方面的继续教育事业的蓬勃发展发挥了重要的作用。
    唐统一经常强调,培育高水平专门人才要不断提高指导教师的水平,以其昏昏而使人昭昭是不可以的。因此,他治学严谨、律己甚严。在研究生眼中,他是严师,又是协力攻关的战友。研究生的选题、论文工作和毕业答辩,他都与人反复讨论、严格把关,不仅使学生的学术水平有较大提高,还使他们受到了严格的科学作风的训练。为此,他受到各方的广泛尊重和爱戴。为表扬他的模范事迹,他曾被评为学校的先进工作者。


推进中国电网谐波理论和技术的研究


    随着工业迅速发展,在电力系统中,非线性负载如电力机车、大型电弧炉和电解设备的迅猛增加。由于晶闸管的大量使用,使电力系统的谐波问题日趋突出,电网“污染”严重,供电质量下降,常常使设备不能正常工作。谐波问题已成为当今世界各国的一个重大前沿课题。但一个时期以来,国内对谐波的理论与测量技术的研究尚少。自20世纪80年代开始,唐统一与电力部门的科技工作者一道协力宣传,促使有关部门予以充分重视并及早采取对策。在杭州和合肥等地召开的有关学术会议上,他连续多次发表讲话,呼吁加强对谐波问题的研究,有力地推动了中国谐波研究的进展。
    谐波问题的首要关键课题之一是谐波的测量问题。鉴于此,唐统一亲率一个科研组对谐波问题进行了大量的调查研究。他们广泛搜集了先进工业国家的有关文献资料;研究了中国的现状;探讨了某些电学量如有功功率、无功功率、功率因数等在谐波下为适应新情况所需采取的新定义;深入研究了谐波下仪表运行的影响和检测方式;提出了谐波测量的准同步采样新理论。那几年,在国际会议和国内一级学术杂志上发表了有关谐波测量的文章6篇,丰富了电网谐波测量理论,受到国内外同行的重视。
    在他的悉心指导下,他的博士生提出了准同步采样测量理论,突破了同步采样的框限。由于采用移动平均和递推的算法,在难以保证信号采样准确同步的情况下,用这种方法不仅减小了因非同步测量所引起的截断误差,还大大地提高了谐波分量的测量准确度。根据准同步采样原理,可制成作为测量标准用的工频谐波分析仪并可用以对其他一些电量进行高准确度的精密测量。准同步采样原理已被国内许多同行采纳,并得到他们的高度评价。
    唐统一还针对谐波问题指导研究生对多种专门的测量仪器进行了研制。其中“三相电网自动多功能精密测试仪”已通过鉴定,认为其采用的技术已达当前国际水平。为监测电弧炉的电压剧变所进行的“闪烁仪”的研制也已进入调试阶段,这项工作将有助于中国制定闪烁标准。进一步开展闪烁测试工作,及与其有关的仪表的制成,将填补国内仪表空白。


倡导学术活动  热忱为社会服务


    作为国内知名专家,唐统一在筹备和组织计量和仪表界的学术团体的工作中发挥了积极重要的作用。早在1961年,他就参加了中国计量技术与仪器制造学会的筹建工作。1979年学会正式成立,他被推选为中国仪器仪表学会第一届至第四届副理事长及其下属电磁测量信息处理仪器学会第一届副理事长与第二届理事长和教育委员会的主任委员。在中国计量测试学会中,他担任第一、二、三届常务理事及下属电磁委员会第一届副主任委员。他同时被聘为这两个一级学会的学报编委。他倡导积极的学术气氛、认为流水之不腐就在于“流动”,他虽已年逾古稀,仍积极为学会的活动做大量的工作。他团结同志,充分发挥会员的积极性,不拘一格举荐年富力强的人才到重要的工作岗位上去,受到人们的赞扬。他担任理事长的电磁测量信息处理仪器学会于1980年提出了“关于目前我国电能计量测试和仪表的若干建议”,推动了谐波测量与仪器的发展;组织专家审议了“2000年产品和科技振兴目标研究”,获有关方面的好评,该学会由于活动积极有效,受到上级部门的多次表扬。
    唐统一在中国计量科学研究院筹建时,曾被聘为电磁处导师。几十年中,他参加了该处的几乎全部重要的鉴定会和科研讨论活动,他把这种活动看作是发现人才、发现新成果和学习的重要机会。新中国成立初期,他曾作为顾问受聘于北京人民仪表厂。20世纪80年代,他曾担任第一、第二届北京市政府仪器仪表工业顾问。还担任全国高校传感技术研究会、北京能源学会电力开发与节约专委会等团体的顾问工作。他组织转让和开发科研成果,缩短了科技成果变为生产力的转化周期,密切了学校、学术团体和社会联系。
    为推动我国测量和仪表的理论发展,唐统一主编和参与编写了《电磁测量与仪表丛书》,该书已公开出版16册。这套丛书比较详尽地介绍了世界及我国在电磁测量各个方面的理论和技术的最新发展以及我国专家、学者的贡献,受到了广大读者的欢迎,是电磁测量界有较大影响的基础性著作。他还担任了《中国大百科全书电工卷电磁测量分卷》的主编和《电力大百科全书电磁分支》的主编。这两部分内容随百科全书的出版,预示着有关电磁测量的研究进入一个新的阶段。唐统一在组织编写和审阅条目、释文的过程中付出了艰苦的劳动。由唐统一任主编的专著《近代电磁测量》于1992年面世,它集作者近10年心血方得编辑而成,该书介绍了我国和世界电磁测量方面的最新理论与技术及其发展,对推动电磁测量的发展起到重要的作用。
    唐统一从事教学和科研工作近半个世纪,硕果累累。1987年离休后仍继续指导研究生,积极参加社会学术活动。他深切希望能在有生之年,为社会主义祖国培养更多的电磁测量专业人才,推动我国电测测量事业的发展而贡献力量。

本文刊发于《中国计量》杂志2011年第11期。
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