标签: 仪器校准

让我们讨论一些不同类型的校准。 您总是需要被认可的校准吗？是否能有一些折衷的方法？ 有不同类型的认可校准吗？如果你坚信你的指标是世界上最好， 而且不会有任何标准比这个还好，那将会发生什么呢？让我们开始吧。 首先说，校准是非常重要的。如果你的仪器不在一个正常的校准周期，一个很好的方法，就是将它们明显地标记出来。这样就可以在需要精确校准仪器完成重要的测试工作时，错误使用这些未经严格校准的仪器。 如果你从不对实验室仪器进行校准，例如在一些学校的教学实验室，这将是最佳做法。 对于一个完全的、经过认可、可溯源的校准服务，价格通常不菲。 这不仅包含你需要支付的检查和校准要费用，还会因仪器送检影响您的工作效率。 最糟糕，您的仪器可能会在校准周期之间出现超标的现象， 那么，在这个期间测量的所有结果可能都会出问题。 如果您的测试设备需要是可溯源的，那么，维持一个定期的校准周期是确保可溯源性的唯一方法。 对于生产线上的自动测试系统， 一个最好的方法就是确保每天晚上的系统自检。系统自检的目是要去除故障或漂流出，以避免影响到客户产品的测试。我们在设计的自动测试系统时， 我们会有更高的、或等效精度仪器来检查我们的 标准工作件 。每天晚上，测试系统会对这个 标准工作件 进行测试，来进行 " 自我测试 " ， 确定是否已发生了故障或者漂出了公差。如果自检失败， 就需要进一步的检查，已确定哪些仪器出现故障。如果这个 标准工作件 出现了故障， 这一天生产的所有产品就需要召回，并重新测试。 有一种情况是不太可能的，就是自我测试仪器和 标准工作件 同时出现方向相同、公差量相同的漂移。 这种方法可以帮助我们减少产品出厂后，又被召回的风险。 总之，通过这种方法， 我们可以把可能出现问题的产品局限在一天之内， 而不是有一年， 避免由于质量问题引起的大规模产品召回。    通常情况下，您的实验室仪器在完成校准后，可能需要校准证明书，以证明可追溯性。大多数的测试和测量制造商会提供包括数据在内的校准证书。 这些通常称为 ISO17025 标准校准， 或在美国 Z540 标准校准。 但对于更高要求的校准服务，不仅需要提供数据，而且在厂家提供的校准报告中，还需要记载仪器的不确定度，以及从更高的层面确保它们符合各自标准方法。 这些校准服务，对于那些需要真正了解各自仪器设备不确定度的用户是非常有用的， 这样他们就可以不完全依赖于产品手册上的数据指标。 从这些校准中获取的报告， 应包括对仪器所有指标的测量。 它们还应包括在校准你的仪器时，所用的相关测试设备的不确定度。

今天 ， 我将讨论仪器校准时间间隔的问题 ，也就是说 多长时间需要对仪器进行一次校准。如果按照技术资料中的规定，大多数仪器的校准间隔技术指标为 1 或 2 年。 然而，这是否是推荐的校准间隔？到底为什么进行校准？校准究竟是什么？我们将在今天的文章讨论这些问题。我将选用以下三件产品为例：数字万用表、函数发生器和计频率数器。 这些都是我们最常用到的测试测量仪器。   在百度上是这样解释校准的：校准是指对机器、仪器的校对等，使其准确。 在规定条件下，为确定测量仪器或测量系统所得到的测量值，或实物量具及参考物质所代表的量值， 与对应的由标准所复现的量值之间关系的一系列操作。校准可能包括以下步骤：检验、矫正、报告、或通过调整来消除被比较的测量装置在准确度方面的任何偏差。 因此， 从更实际的意义上来说，我一直将校准分成两部分：检验和调整。检验是指根据技术指标检查测量结果， 即检查您的结果并将它们与技术资料中的技术指标进行比较。调整是指改变您的仪器性能，使之符合技术指标的举措。如果仪器经过验证符合技术指标，通常不对仪器进行调整。但事实上，您可能也需要对仪器进行必要的调整。 我们将讨论两种典型的使用案例，以确定是否对您的仪器进行校准。 A) 您的仪器在控制之中， 例如在您的工作台上 ，你非常关注测量的 绝对精度。 B) 仪器是生产系统的组成部分，您依赖其测量结果进行生产制造。 我们首先从―个台式仪器开始。 我敢肯定，你们中有许多人都是将设备放置在工作台或桌子上，好几年都没有进行校准。 它们看起来一切正常，您可能会想“为什么得不到这么贵的仪器，能不准吗？” 您也许是对的 。 例如数字万用表这样的仪器， 即便使用了很长时间， 也能保持稳定。 那我们如何判断仪器是否需要进行校准呢？依据我们的经验，有时在比较两天不同仪器的测量结果时，就有可能发现精度问题。我用这台仪器测量一个输出信号，而我的同事用另外一台仪器进行同样的测量， 但得到的结果却迥然不同，导致我们对自己的仪器都产生了怀疑。 也许现在应该对其中一台仪器进行校准，或者两台都需要校准了。 我们来进一步确定对哪一台仪器进行校准。最简单的办法是，根据某个已知的、比我们的仪器更精确的参照物，对两台仪器的测量结果都进行比较。如果我们有一台 34401A 数字万用表 ，那么可以用其测量结果与 Fluke 5720A 万用表校准仪 的输出进行比较。 Fluke 5720A 是用于 6位半 数字万用表最常用的校准器。 或者可以用 安捷伦3458A 8位半数字万用表 作为参照物进行比较。 如果您两者都没有，也许可以将读数与最近经过校准的第三个 6位半的 数字万用表进行比较， 就是比较它们的测量结果。您要用自己仪器的测量结果与已知精度更高的参照物进行比较。这个参照物很重要， 通过与更高精度的参照物进行比较，可以发现手中仪器的潜在问题。 有些台式仪器用户在工作中需要对仪器 进行定期校准 ， 这往往是一个公司计量部门的重要工作，以确保仪器的高精度的测量，并在报告或技术资料中记录最终测量结果的同时， 也附上所用仪器的校准时间。在这些情况下，您必须确保测量结果是精确的，校准是检查精度的唯一途径。在大多数情况下，校准会影响绝对精度，但不会影响分辨率。 很多工程师使用未经定期校准的仪器完成一些工作，因为他们在大多数测量中主要关注的是相对精度和分辨率。 但对于最终的合格检验测试，我们就必须使用经过校准的系统来确定最终的绝对精度和可追溯性。 现在我们来讨论较为复杂的生产测试使用案例。 很简单，您需要定期对系统中的仪器进行校准。校准是确保仪器和系统精度符合技术指标的唯一途径。然而需要注意的是，校准只是检查仪器在测量过程中是否符合技术指标，而不保证仪器在下一个校准周期内也能符合技术指标。 这就需要比较两次校准的结果。您的仪器完全有可能在校准完毕后很快偏离技术指标， 而您直到进行下一次校准后才能发觉这个问题。如果您的仪器偏离技术指标，那么在两次校准之间进行的任何测量都存在疑问。 负责任的仪器制造商都会表征参考的漂移量，并不断改进产品设计，确保仪器设计的特性达到或优于技术指标规范。 但我们也看到，行业中也存在一些信誉不佳的供应商，他们可能不会花费大量时间和精力， 来对他们的产品进行长期的表征，并根据潜在的问题改进设计。无论是哪种情况，一旦仪器在投入使用几个月后，其制造过程中出现的错误都有可能导致潜在的故障或漂移。校准实际上是确保仪器性能符合预期的唯一途径。 校准间隔的确定取决于您的需求。从成本方面考虑，大多数人不希望每 90 天进行一次校准。作为产品的用户，您需要确定哪些技术指标是最重要的，仪器能否达到您测试所需的精度。我们建议您设置较短间隔的校准测试，以确保自己的仪器在校准周期之间不偏离技术指标。 否则，可能会出现最糟糕的情况：由于您不知道仪器是何时偏离技术指标的，您需要召回在两次校准期间测试过的所有产品！。 校准是仪器使用方面最需要关注的细节。了解校准以及适当的应对措施，将使您的仪器能够长期使用，历久弥新。在今后的文章中，我们将会讨论一些不同类型的校准方法，包括较短间隔测试。