如何校準(zhǔn)？
為何校準(zhǔn)？
何處校準(zhǔn)？
何時(shí)校準(zhǔn)？
何人校準(zhǔn)？
? 什么是校準(zhǔn)？
“校準(zhǔn)”一詞具有不同含義，取決于具體行業(yè)或所使用的配置。在測(cè)試測(cè)量行業(yè)中，校準(zhǔn)具有特定的含義，即在基本水平上將被測(cè)設(shè)備(DUT)的未知值與標(biāo)準(zhǔn)器的已知值進(jìn)行比較的行為。人們通常通過(guò)校準(zhǔn)來(lái)確定DUT未知值的誤差或檢定其準(zhǔn)確度。例如，您可以在已知沸點(diǎn)(212華氏度)的水中測(cè)量DUT溫度計(jì)的溫度，以了解該溫度計(jì)的誤差，從而實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)。由于目測(cè)確定達(dá)到沸點(diǎn)的精確時(shí)刻可能并不準(zhǔn)確，因此可以通過(guò)將經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的已知精確度的參考溫度計(jì)放入水中來(lái)驗(yàn)證DUT溫度計(jì)，從而獲得更準(zhǔn)確的結(jié)果。
校準(zhǔn)過(guò)程中接下來(lái)的合理步驟可能是對(duì)儀器進(jìn)行調(diào)整或矯正，以降低測(cè)量誤差。從技術(shù)上講，調(diào)整是獨(dú)立于校準(zhǔn)步驟。
關(guān)于校準(zhǔn)的更正式定義，我們建議咨詢位于法國(guó)的?BIPM (國(guó)際計(jì)量局，www.bipm.org)，BIPM是全球測(cè)量系統(tǒng)協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)確保世界范圍內(nèi)測(cè)量的統(tǒng)一。
BIPM維護(hù)有一份清單，其中包括了測(cè)量和校準(zhǔn)中常用的重要技術(shù)術(shù)語(yǔ)。在這個(gè)名為VIM (國(guó)際計(jì)量學(xué)詞匯)的清單中，校準(zhǔn)的含義被定義為“一種操作，在規(guī)定條件下，首先確定測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的量值及測(cè)量不確定度與對(duì)應(yīng)示值及測(cè)量不確定度之間的關(guān)系，然后利用該信息建立一種能夠根據(jù)示值獲得測(cè)量結(jié)果的關(guān)系。”該定義在校準(zhǔn)的基本定義之上，闡明了校準(zhǔn)中使用的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)必須具有已知的不確定度(可能的誤差量)。換句話說(shuō)，已知數(shù)值必須具有明確的不確定度，以幫助儀器所有者或用戶確定該測(cè)量不確定度是否適合校準(zhǔn)。
國(guó)際單位制(SI) —已知測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的最高水平
我們?nèi)绾潍@得已知數(shù)值的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，以便對(duì)我們的被測(cè)設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)？ 關(guān)于這個(gè)問(wèn)題的答案，請(qǐng)參考?國(guó)際單位制，其縮寫(xiě)為“SI”?，由法語(yǔ)“Le Système International d'Unités” 演變而來(lái)。SI由七個(gè)基本單位組成：即秒、米、千克、安培、開(kāi)爾文、摩爾和坎德拉。
這七個(gè)基本SI單位主要源自于自然界中的不變量，如光速。千克是一個(gè)例外，它仍然由一個(gè)圓柱形金屬合金工件定義，即?國(guó)際千克原器(IPK)或“一千克標(biāo)準(zhǔn)物”，被精心、安全地存放于巴黎的貴重物品保管室的雙層玻璃罩內(nèi)。預(yù)計(jì)千克的定義很快就會(huì)從基于工件變?yōu)榛?a rel="nofollow" target="_blank">普朗克常數(shù)。
有趣的是，一些SI單位的定義隨著時(shí)間的推移在不斷改進(jìn)。例如，一秒這一定義的歷史變化：
- 1874 - 1956：1/(86,400)天
- 1956 - 1967：根據(jù)1750年到1892年間的天文觀測(cè)，1900回歸年(歷元)的1 /(31,556,925.9747)的時(shí)間
- 1967 - 1997年：銫(Cs)133的兩個(gè)超精細(xì)能階相對(duì)應(yīng)的1339,192,631,770個(gè)輻射周期的持續(xù)時(shí)間
- 1997 - 1999：增加了銫原子在接近0 K時(shí)為靜止
- 1999 - Present：包括了環(huán)境輻射的修正
根據(jù)最新的定義，一秒是全世界原子鐘的加權(quán)平均值。
此處應(yīng)注意的是，基本SI單位可以按照代數(shù)關(guān)系進(jìn)行組合，以形成校準(zhǔn)中重要的導(dǎo)出計(jì)量單位，例如壓力(磅/平方英寸或PSI)。此時(shí)，壓力取自于基本SI單位米和千克。
SI是根據(jù)1875年在巴黎簽署的“度量衡公約”或“米制公約”而成立的政府間組織而成立的政府間組織度量衡大會(huì)(CGPM)的決議而創(chuàng)立。“?米制公約”還創(chuàng)建了一些組織來(lái)幫助CGPM，即即國(guó)際度量衡委員會(huì)(CIPM)，負(fù)責(zé)討論、檢查和編寫(xiě)SI報(bào)告，供CGPM和BIPM審查，其使命在上文中有提到。您可以在BIPM網(wǎng)站上找到并查看CGPM決議?。如今，CGPM成員國(guó)包括所有主要的工業(yè)化國(guó)家。
校準(zhǔn)的互操作性
讓BIPM在全球范圍內(nèi)管理SI的主要好處是校準(zhǔn)的互操作性。這意味著，世界各地都在使用相同的測(cè)量系統(tǒng)和定義。這樣，美國(guó)的某人在澳大利亞購(gòu)買(mǎi)一個(gè)1歐姆的電阻，并確信按照美國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行測(cè)量時(shí)也為1歐姆，反之亦然。為了實(shí)現(xiàn)互操作性，我們需要所有的測(cè)量結(jié)果都可溯源至同一定義。
校準(zhǔn)溯源性金字塔—讓SI進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域
現(xiàn)在我們有了SI標(biāo)準(zhǔn)器，如何有效且經(jīng)濟(jì)地與世界分享？
設(shè)想一下，SI位于校準(zhǔn)金字塔的頂部，BIPM幫助將SI向下傳遞至國(guó)家內(nèi)部的所有使用等級(jí)，以促進(jìn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新以及工業(yè)制造和國(guó)際貿(mào)易。
在SI級(jí)之下，BIPM直接與各成員國(guó)或國(guó)家的國(guó)家計(jì)量機(jī)構(gòu)(NMI)合作，以促進(jìn)SI在這些國(guó)家的推廣。
美國(guó)的NMI是美國(guó)商務(wù)部下屬的非監(jiān)管性聯(lián)邦機(jī)構(gòu)，?美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)。Fluke Calibration與其業(yè)務(wù)所及的世界各地的NMI密切合作。您可以在BIPM的NMI頁(yè)面上頁(yè)面上查看各國(guó)的NMI及其他計(jì)量組織名單。
由于讓一個(gè)國(guó)家內(nèi)的每個(gè)人都直接與NMI合作是不經(jīng)濟(jì)、低效、甚至是不可能的，因此NMI級(jí)的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)被用來(lái)校準(zhǔn)原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)或儀器；然后使用原級(jí)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)校準(zhǔn)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)用于校準(zhǔn)工作標(biāo)準(zhǔn)；并使用工作標(biāo)準(zhǔn)來(lái)校準(zhǔn)過(guò)程儀器。通過(guò)這種方式，SI標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)器可以通過(guò)NMI有效且經(jīng)濟(jì)地傳遞給校準(zhǔn)金字塔，并根據(jù)需要應(yīng)用至工業(yè)領(lǐng)域。
一些罕見(jiàn)的情況下，SI單位可以由實(shí)驗(yàn)室利用特殊儀器直接實(shí)現(xiàn)，通過(guò)物理學(xué)來(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量。?量子霍爾歐姆?是這種類(lèi)型的設(shè)備之一。雖然它直接被用于美國(guó)的多個(gè)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室，但NMI仍然參與其中，幫助確保設(shè)備正確測(cè)量。
校準(zhǔn)溯源性
從校準(zhǔn)金字塔的最低級(jí)向上到達(dá)SI標(biāo)準(zhǔn)的譜系可被稱(chēng)為“溯源性”，這是一個(gè)重要的校準(zhǔn)概念。換句話說(shuō)，溯源性或可溯源校準(zhǔn)意味著該校準(zhǔn)是利用經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)器執(zhí)行的，該標(biāo)準(zhǔn)器可通過(guò)一個(gè)不間斷的鏈條，通過(guò)NMI溯源至相關(guān)國(guó)際單位。校準(zhǔn)溯源性也可以被視為校準(zhǔn)的譜系證明。
溯源性在測(cè)試和測(cè)量中也很重要，因?yàn)樵S多技術(shù)和質(zhì)量行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)都要求測(cè)量設(shè)備可溯源。例如，醫(yī)療器械、制藥、航空航天、軍事和國(guó)防工業(yè)以及其他許多制造業(yè)都需要可溯源測(cè)量。并且，可溯源校準(zhǔn)通過(guò)確保測(cè)量和結(jié)果數(shù)據(jù)的正確性，有助于改進(jìn)過(guò)程控制和研究。
與其他校準(zhǔn)相關(guān)課題一樣，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出許多用于管理和確保校準(zhǔn)溯源性的技術(shù)要求。提及要求，必須要考慮校準(zhǔn)不確定度、校準(zhǔn)間隔(校準(zhǔn)何時(shí)到期？)以及用于確保校準(zhǔn)程序中溯源性完好無(wú)損的方法。
更多溯源性及其他重要計(jì)量概念相關(guān)信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)Fluke Calibration的通用校準(zhǔn)和計(jì)量相關(guān)課題的技術(shù)文檔庫(kù)?和?計(jì)量培訓(xùn)?頁(yè)面。
校準(zhǔn)認(rèn)證
進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，能夠信任執(zhí)行校準(zhǔn)的過(guò)程非常重要。校準(zhǔn)認(rèn)證提供信任依據(jù)。認(rèn)證使儀器所有者確信已經(jīng)正確完成校準(zhǔn)。
校準(zhǔn)認(rèn)證意味著已經(jīng)對(duì)校準(zhǔn)過(guò)程進(jìn)行了審核，認(rèn)為其符合國(guó)際認(rèn)可的技術(shù)和質(zhì)量計(jì)量要求。ISO / IEC 17025是認(rèn)證校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的國(guó)際計(jì)量質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
認(rèn)證服務(wù)由經(jīng)認(rèn)證有資格提供此類(lèi)服務(wù)的獨(dú)立組織提供。每個(gè)較大的國(guó)家通常至少有一個(gè)認(rèn)證服務(wù)機(jī)構(gòu)。例如，在美國(guó)，全國(guó)自愿性實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證體系(NVLAP)?、?A2LA、和?LAB?就是此類(lèi)認(rèn)證服務(wù)機(jī)構(gòu)。在英國(guó)，?英國(guó)皇家認(rèn)可委員會(huì)(UKAS)?是認(rèn)證服務(wù)機(jī)構(gòu)。
國(guó)際協(xié)議確保某個(gè)國(guó)家的校準(zhǔn)過(guò)程得到認(rèn)可后，來(lái)自該過(guò)程的任何校準(zhǔn)都可以在全球范圍內(nèi)被接受，而不需要任何額外的技術(shù)驗(yàn)收要求。
校準(zhǔn)證書(shū)
校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室通常隨校準(zhǔn)的儀器提供證書(shū)。校準(zhǔn)證書(shū)提供重要信息，使儀器所有者確信該設(shè)備已經(jīng)正確校準(zhǔn)并有助于展示校準(zhǔn)證據(jù)。
校準(zhǔn)證書(shū)可能包括溯源性聲明或用于校準(zhǔn)的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)清單、校準(zhǔn)產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)、校準(zhǔn)日期以及每個(gè)測(cè)量結(jié)果可能合格或不合格的聲明。
校準(zhǔn)證書(shū)不盡相同，因?yàn)椴⒎撬械男?zhǔn)實(shí)驗(yàn)室都遵循相同的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并且也可能根據(jù)其所屬的校準(zhǔn)金字塔或校準(zhǔn)層級(jí)結(jié)構(gòu)中的校準(zhǔn)位置的不同而有所差異。例如，雜貨店所需的校準(zhǔn)證書(shū)可能非常簡(jiǎn)單，而校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的精密天平的校準(zhǔn)證書(shū)可能含有更多的技術(shù)內(nèi)容。經(jīng)過(guò)認(rèn)證的校準(zhǔn)過(guò)程的校準(zhǔn)證書(shū)有一些非常特殊的要求，可以在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)?ISO/IEC 17025中找到。
校準(zhǔn)不確定度
根據(jù)上文介紹的校準(zhǔn)定義，您可能已經(jīng)注意到，我們使用“不確定度”(可能的誤差量)而不是“準(zhǔn)確度”來(lái)描述校準(zhǔn)過(guò)程和結(jié)果的能力。在測(cè)試和測(cè)量行業(yè)，準(zhǔn)確度通常用于描述儀器的測(cè)量能力。儀器制造商通常希望使用準(zhǔn)確度指標(biāo)來(lái)表示使用儀器時(shí)可能出現(xiàn)的預(yù)期誤差范圍。然而，VIM提出了將“不確定度”作為首選術(shù)語(yǔ)來(lái)描述儀器的測(cè)量指標(biāo)的指導(dǎo)方針。由于不確定度是討論誤差量時(shí)所使用的行話，在校準(zhǔn)相關(guān)討論中是一個(gè)非常重要的概念，因此值得更多關(guān)注。
首先介紹其基本定義。不確定度是指真值所在的數(shù)值范圍。例如，如果電壓表的測(cè)量不確定度為±0.1V，那么當(dāng)測(cè)量顯示的電壓為10.0V時(shí)，真實(shí)電壓值可能低至9.9V或高達(dá)10.1V。如果0.1 V不確定度的覆蓋率為95%，則10V±0.1V范圍內(nèi)包含真值的置信度就為95 %。幸運(yùn)的是，大多數(shù)結(jié)果都傾向于集中在可能范圍的中間部分，因?yàn)殡S機(jī)不確定性往往遵循高斯分布或呈正態(tài)鐘形曲線。
鑒于上述對(duì)不確定度的理解，校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)器的不確定度必須足夠低，以使用戶充分信任校準(zhǔn)結(jié)果。校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)器應(yīng)具有比被校準(zhǔn)設(shè)備更低的不確定度(更好的準(zhǔn)確度)。例如，利用卷尺來(lái)校準(zhǔn)精密的千分尺是沒(méi)有意義的。同樣，通過(guò)與體重秤進(jìn)行比對(duì)來(lái)校準(zhǔn)高精度貴金屬天平也毫無(wú)意義。
作為重要的國(guó)際計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，?GUM (測(cè)量不確定度表示指南)更進(jìn)一步表述了不確定度的重要性。
“報(bào)告物理量的測(cè)量結(jié)果時(shí)，必須給出結(jié)果質(zhì)量的定量指標(biāo)，以便使用者能夠評(píng)估其可靠性。”
GUM指出，沒(méi)有標(biāo)示不確定度的測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量和可靠性從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)是未知的。
影響校準(zhǔn)方程的不確定度因素有很多。我們以校準(zhǔn)溫度探頭為例。參考溫度計(jì)和校準(zhǔn)系統(tǒng)都可能引入不確定度。將各個(gè)組件的不確定度相加被稱(chēng)為不確定度評(píng)估。有些評(píng)估采用不確定度的估計(jì)值，只要不超過(guò)一個(gè)預(yù)算值，可以使用許多不同類(lèi)型的溫度探頭，因此被稱(chēng)為“不確定度預(yù)算”。
以下是校準(zhǔn)不確定度和測(cè)量不確定度在我們?nèi)粘Ｉ畎l(fā)揮重要作用的一個(gè)例子：在美國(guó)，普通汽油泵泵送汽油的不確定度約為±2茶匙(0.003加侖)每加侖。如果少了幾茶匙汽油，沒(méi)人會(huì)覺(jué)得不高興，加油站也不會(huì)因?yàn)槊考觼龆嘟o兩茶匙汽油而損失很多錢(qián)。但是，如果汽油泵的不確定度為±0.1加侖，那么可以想象這種水平的測(cè)量不確定度會(huì)有多么不合適。您很可能每加10加侖就少了一加侖汽油。因此，校準(zhǔn)和測(cè)量中不確定度如此重要的原因，在于它是儀器所有者或進(jìn)行測(cè)量的客戶評(píng)估儀器或測(cè)量置信度所必不可少的。要求加油站經(jīng)理估計(jì)其汽油泵的不確定度可能會(huì)是一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)！
多年來(lái)，在許多校準(zhǔn)過(guò)程中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的“4：1 TUR (測(cè)試不確定度比)”。基本上說(shuō)，校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)器和DUT之間合適的不確定度關(guān)系應(yīng)為4比1，這意味著參考的測(cè)量不確定度比DUT的不確定度小4倍。
校準(zhǔn)器
用于校準(zhǔn)其他設(shè)備的設(shè)備有時(shí)被稱(chēng)為校準(zhǔn)器。?校準(zhǔn)器與其他類(lèi)型的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)器不同，因?yàn)槠渚哂袃?nèi)置的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)器以及有助于校準(zhǔn)儀器的有用功能。例如，此處所示的電校準(zhǔn)器具有連接器，方便用戶安全地連接被測(cè)設(shè)備，并具有按鈕和菜單選項(xiàng)，以幫助用戶高效地進(jìn)行校準(zhǔn)。
校準(zhǔn)軟件
校準(zhǔn)器與校準(zhǔn)軟件?配合使用，可使用戶完全自動(dòng)化地進(jìn)行校準(zhǔn)以及計(jì)算校準(zhǔn)不確定度。校準(zhǔn)軟件可提高校準(zhǔn)效率，同時(shí)減少程序錯(cuò)誤和不確定度源。 還有?校準(zhǔn)資產(chǎn)管理軟件?，能夠管理校準(zhǔn)設(shè)備資產(chǎn)。
校準(zhǔn)學(xué)科
存在許多校準(zhǔn)學(xué)科，每個(gè)學(xué)科都具有不同類(lèi)型的校準(zhǔn)器和校準(zhǔn)參考。關(guān)于可用的校準(zhǔn)器和儀器類(lèi)型，請(qǐng)參見(jiàn)各種Fluke Calibration?校準(zhǔn)器及其他校準(zhǔn)設(shè)備。常見(jiàn)的校準(zhǔn)學(xué)科包括但不限于：
資源
溫度校準(zhǔn)信息?- Fluke Calibration提供的通用溫度校準(zhǔn)信息頁(yè)面
ISO測(cè)量不確定度表示指南(GUM)介紹?- 福祿克首席計(jì)量專(zhuān)家Jeff Gust主持的在線點(diǎn)播研討會(huì)
如何校準(zhǔn)？
根據(jù)儀器類(lèi)型和所選校準(zhǔn)方案，有多種校準(zhǔn)儀器的方法。這里介紹兩種通用校準(zhǔn)方案：
通過(guò)與已知值的源進(jìn)行比較來(lái)進(jìn)行校準(zhǔn)。例如，使用經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)參考電阻器來(lái)測(cè)量歐姆表就是源校準(zhǔn)方案的一個(gè)示例。參考電阻器提供(源)已知的歐姆值，即所需的校準(zhǔn)參數(shù)。類(lèi)似電阻器的一種更為復(fù)雜的校準(zhǔn)源是多功能校準(zhǔn)器，該校準(zhǔn)器可輸出已知的電阻、電壓和電流值以及其他可能的電氣參數(shù)。也可以通過(guò)利用DUT儀器和參考?xì)W姆表來(lái)測(cè)量未知值的電阻器(未校準(zhǔn))來(lái)進(jìn)行電阻校準(zhǔn)。比較兩個(gè)測(cè)量結(jié)果以確定DUT的誤差。
- 比較DUT測(cè)量值與經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的參考標(biāo)準(zhǔn)器的測(cè)量值。基于源的校準(zhǔn)的一種變體是根據(jù)已知的自然值來(lái)源校準(zhǔn)DUT，例如像純水之類(lèi)的物質(zhì)的化學(xué)融化或結(jié)冰溫度。
這套基本的校準(zhǔn)方案中，校準(zhǔn)選項(xiàng)隨著不同的測(cè)量學(xué)科而擴(kuò)展。
校準(zhǔn)步驟
校準(zhǔn)過(guò)程的第一個(gè)基本步驟是將未知值與已知值進(jìn)行比較，以確定未知量的誤差或數(shù)值。然而，在實(shí)踐中，校準(zhǔn)過(guò)程可能還包括“調(diào)整前”檢定、調(diào)整和“調(diào)整后”檢定。
校準(zhǔn)過(guò)程的第一個(gè)基本步驟是將未知值與已知值進(jìn)行比較，以確定未知量的誤差或數(shù)值。然而，在實(shí)踐中，校準(zhǔn)過(guò)程可能還包括“調(diào)整前”檢定、調(diào)整和“調(diào)整后”檢定。 許多測(cè)量設(shè)備通過(guò)物理方式(轉(zhuǎn)動(dòng)壓力表上的調(diào)整螺絲)、電氣方式(轉(zhuǎn)動(dòng)伏特計(jì)上的電位計(jì))或通過(guò)數(shù)字儀表中的內(nèi)部固件設(shè)置進(jìn)行調(diào)整。不可調(diào)整的儀器，有時(shí)被稱(chēng)為“原器”，如?如溫度RTD、電阻器和齊納二極管，通常通過(guò)特征分析進(jìn)行校準(zhǔn)。通過(guò)特征分析進(jìn)行校準(zhǔn)通常涉及某種類(lèi)型的數(shù)學(xué)關(guān)系，允許用戶利用儀器獲得經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的數(shù)值。數(shù)學(xué)關(guān)系多種多樣，從不同測(cè)量水平下計(jì)算得出的簡(jiǎn)單誤差偏移，如熱電偶?溫度計(jì)的不同溫度點(diǎn)，到數(shù)字電壓表中的斜率和截距修正算法，以及非常復(fù)雜的多項(xiàng)式，例如用于表征參考標(biāo)準(zhǔn)輻射溫度計(jì)的多項(xiàng)式。
任何時(shí)候調(diào)整儀器都要求進(jìn)行“調(diào)整后”檢定，以確保正確進(jìn)行調(diào)整工作。原器由于無(wú)法調(diào)整而“按原樣”進(jìn)行測(cè)量，因此不適用“調(diào)整前”和“調(diào)整后”步驟。
校準(zhǔn)專(zhuān)業(yè)人員通過(guò)使用已知不確定度、經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)器(借助于校準(zhǔn)溯源性金字塔)與被測(cè)設(shè)備進(jìn)行比較來(lái)進(jìn)行校準(zhǔn)。他們記錄被測(cè)設(shè)備的讀數(shù)，并將其與參考源的讀數(shù)進(jìn)行比較，然后進(jìn)行調(diào)整以修正被測(cè)設(shè)備。
校準(zhǔn)示例
假設(shè)您利用?高精度溫度計(jì)?來(lái)控制制藥廠的過(guò)程溫度，需要定期對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)，以確保在指定的溫度范圍內(nèi)生產(chǎn)產(chǎn)品。您可以將溫度計(jì)送至?校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室?，或者通過(guò)購(gòu)買(mǎi)溫度?校準(zhǔn)器?，例如液槽校準(zhǔn)器?或?干井校準(zhǔn)器自行校準(zhǔn)。? 液槽校準(zhǔn)器(如Fluke Calibration的6109A型或7109A型便攜式校準(zhǔn)恒溫槽)有一個(gè)充填有校準(zhǔn)液?的溫度控制槽，該恒溫槽與經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的溫度顯示相連。干井校準(zhǔn)器與之類(lèi)似，但是溫度受控的金屬塊內(nèi)有測(cè)量井，該測(cè)量井的尺寸與DUT溫度計(jì)的直徑相匹配。 校準(zhǔn)器已經(jīng)被校準(zhǔn)至已知準(zhǔn)確度。 將溫度計(jì)，即被測(cè)設(shè)備(DUT)放入至校準(zhǔn)器恒溫槽或測(cè)量井中，然后記下在溫度計(jì)使用范圍內(nèi)分布的一組溫度點(diǎn)下校準(zhǔn)器顯示和被測(cè)設(shè)備之間的差值。通過(guò)這種方式，可以驗(yàn)證溫度計(jì)是否與技術(shù)指標(biāo)相符。如果需要調(diào)整溫度計(jì)，則可以調(diào)整溫度計(jì)的顯示(如有)，或者可以利用校準(zhǔn)結(jié)果來(lái)確定探頭的新偏移或特征值。如果進(jìn)行了調(diào)整，則需重復(fù)校準(zhǔn)過(guò)程以確保調(diào)整正確，并驗(yàn)證溫度計(jì)是否在技術(shù)指標(biāo)范圍之內(nèi)。您也可以間或地使用校準(zhǔn)器來(lái)檢查溫度計(jì)，以確保其仍然處于公差范圍內(nèi)。這種相同的通用流程可用于許多不同的測(cè)量設(shè)備，如壓力表，電壓表等。
為何校準(zhǔn)？
校準(zhǔn)有助于保證工作順利、高效、安全地進(jìn)行。盡管大多數(shù)人從來(lái)沒(méi)有意識(shí)到這一點(diǎn)，但是為了保護(hù)您的利益，每天都有數(shù)千次的校準(zhǔn)在悄然進(jìn)行。當(dāng)您搭乘航班，接受藥物治療或通過(guò)核設(shè)施時(shí)，您可能期望用于創(chuàng)建和維護(hù)這些設(shè)施的系統(tǒng)和過(guò)程都經(jīng)過(guò)定期校準(zhǔn)，以防止在生產(chǎn)和后續(xù)使用時(shí)出現(xiàn)故障。
另外，如上所述，校準(zhǔn)能夠促進(jìn)或改善科學(xué)發(fā)現(xiàn)、工業(yè)制造和國(guó)際貿(mào)易。
為了進(jìn)一步了解生活中精確測(cè)量和校準(zhǔn)所發(fā)揮的作用，請(qǐng)觀看福祿克首席計(jì)量專(zhuān)家Jeff Gust拍攝的紀(jì)念每年5月20日世界計(jì)量日的三分鐘視頻。該視頻有助于展示精確測(cè)量如何影響您的日常交通生活。
?
測(cè)試和測(cè)量設(shè)備需要校準(zhǔn)
測(cè)試和測(cè)量設(shè)備?必須定期校準(zhǔn)以確保其繼續(xù)正確工作。
保證測(cè)試和測(cè)量工具經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的顯而易見(jiàn)的原因是安全性以及符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(例如美國(guó)FDA強(qiáng)制要求的標(biāo)準(zhǔn))要求。然而，隨著技術(shù)需求的增加以及制造成本的提高，更高精度的測(cè)試和測(cè)量正在從校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)移到工廠車(chē)間。
在技術(shù)指標(biāo)范圍內(nèi)制造的測(cè)試和測(cè)量設(shè)備由于老化、熱量、風(fēng)化、腐蝕、遭受浪涌、意外損壞等原因會(huì)隨時(shí)間的流逝而性能下降。即使最好的測(cè)試和測(cè)量?jī)x器也可能存在制造缺陷、隨機(jī)噪聲和可能導(dǎo)致測(cè)量誤差的長(zhǎng)期漂移。這些誤差，比如幾毫伏或幾度的錯(cuò)誤，可能被傳導(dǎo)至正在測(cè)試的產(chǎn)品或過(guò)程之中，有可能錯(cuò)誤地淘汰掉良好的設(shè)備或結(jié)果，或者錯(cuò)誤地接受不良的設(shè)備或結(jié)果。
確保測(cè)試和測(cè)量設(shè)備具有足夠的準(zhǔn)確度來(lái)驗(yàn)證產(chǎn)品或過(guò)程技術(shù)指標(biāo)是信任和建立科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，確保正確生產(chǎn)貨物或產(chǎn)品以及進(jìn)行公平的國(guó)際貿(mào)易所必需的。
標(biāo)準(zhǔn)器也需要被校準(zhǔn)
隨著時(shí)間的推移，?校準(zhǔn)器?可能發(fā)生漂移或超出校準(zhǔn)公差，需要定期校準(zhǔn)。通常根據(jù)最低4：1比值規(guī)則，利用更準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)器對(duì)校準(zhǔn)器進(jìn)行校準(zhǔn)。沿校準(zhǔn)溯源性金字塔向上，一直到國(guó)家計(jì)量機(jī)構(gòu)維護(hù)的最準(zhǔn)確的校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)器。
校準(zhǔn)ROI
定期校準(zhǔn)通常被視為一種具有高投資回報(bào)率(ROI)的明智的商業(yè)投資行為。校準(zhǔn)消除了生產(chǎn)中的浪費(fèi)，例如生產(chǎn)出的產(chǎn)品超出設(shè)計(jì)公差時(shí)要求召回。校準(zhǔn)還有助于在制造系統(tǒng)組件發(fā)生故障之前對(duì)其進(jìn)行識(shí)別、修理或更換，避免代價(jià)昂貴的工廠停機(jī)時(shí)間。校準(zhǔn)可以防止向消費(fèi)者銷(xiāo)售缺陷產(chǎn)品而產(chǎn)生的硬性成本和軟性成本。通過(guò)校準(zhǔn)，可以降低成本，提高安全和質(zhì)量。
需要指出的是，沿校準(zhǔn)金字塔向下移動(dòng)時(shí)，校準(zhǔn)的準(zhǔn)確度和成本通常會(huì)隨之下降。制造車(chē)間可能需要較低水平的準(zhǔn)確度，而原級(jí)實(shí)驗(yàn)室對(duì)準(zhǔn)確度的要求則相反。通過(guò)選擇與所需準(zhǔn)確度相匹配的校準(zhǔn)，可最大程度提高ROI。
資源：
日常生活中的計(jì)量?- 由荷蘭國(guó)家計(jì)量研究院(VSL)拍攝錄制
測(cè)量為何非常重要?- 福祿克首席計(jì)量專(zhuān)家Jeff Gust的演講視頻
為何需要校準(zhǔn)?- 由美國(guó)海軍制作的動(dòng)畫(huà)視頻(雖然過(guò)時(shí)，但具有豐富的相關(guān)信息)
福祿克儀器公司確保渡輪上的電子設(shè)備正常工作?- 福祿克計(jì)量案例研究
沒(méi)有計(jì)量學(xué)的世界?- 由荷蘭國(guó)家計(jì)量研究院(VSL)拍攝錄制
世界計(jì)量日資源中心?- Fluke Calibration資源中心
何處校準(zhǔn)？
校準(zhǔn)通常在國(guó)家計(jì)量機(jī)構(gòu)、?基準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室、?二級(jí)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室以及制造商的工廠等場(chǎng)所進(jìn)行。請(qǐng)注意，原級(jí)和二級(jí)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的所有者和運(yùn)營(yíng)者可以是獨(dú)立的校準(zhǔn)服務(wù)供應(yīng)商、制造?校準(zhǔn)儀器的校準(zhǔn)公司(如?Fluke Calibration)或者進(jìn)行內(nèi)部校準(zhǔn)的制造商。
何時(shí)校準(zhǔn)？
沒(méi)有通用的校準(zhǔn)時(shí)間表。根據(jù)使用設(shè)備的頻率以及要求的準(zhǔn)確度，校準(zhǔn)頻率可能是每月、每年或更長(zhǎng)時(shí)間。一般來(lái)說(shuō)，進(jìn)行的測(cè)量越關(guān)鍵，越需要頻繁地校準(zhǔn)。如果儀器意外掉落或損壞，則可能需要盡快對(duì)其校準(zhǔn)。在測(cè)試和測(cè)量行業(yè)中，定期校準(zhǔn)對(duì)于確保所有測(cè)試和測(cè)量設(shè)備的一致性至關(guān)重要。
何人校準(zhǔn)？
實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)的人員包括：
- 計(jì)量人員
- 實(shí)驗(yàn)室主管
- 校準(zhǔn)工程師
- 校準(zhǔn)技術(shù)人員
- 制造工程師
- 儀表技術(shù)人員
校準(zhǔn)薪酬 更多校準(zhǔn)相關(guān)信息
尚未訂閱？歡迎接收Fluke Calibration電子郵件 –?點(diǎn)擊此處，查看訂閱的好處。
