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校准、溯源性、和标准(二)

大西洋仪器网  2019-02-22 16:37   点击 331

●校准的类型

有两个基本校准类型,即报告型校准和极限容差型校准。

报告型校准

报告型校准是美国国家标准技术研究院(NIST)在测试用户的仪器时提出的校准类型。报告给出测量结果和测量不确定度的说明。报告型校准还可以由非官方校准实验室提出。报告不提供获取数据之后的性能保证。为了了解设备随时间的变化或其它特性,设备所有者必须对从若干次校准得到的数据作出自己的评估。

极限容差型校准

极限容差性校准是工业中最常用的校准类型。极限校准的目的是将测得的仪器性能与标准性能指标做比较。若提交校准的仪器与所要求的指标不相符,便认为仪器“超出容差”,然后进行修理或调节,以对超出容差状态进行修正,重新测试并将仪器送回它的所有者。贴上校准标签,指明校准日期以及进行下一次校准的日期。这类校准可以对一定时期内的性能提供保证。

极限容差型校准的三个步骤

步骤一:对有关项目进行校准,根据校准结果确定性能数据(发现误差);

步骤二:若发现超出容差,则进行必要的修理和调节,使之处于容差范围;

步骤三:重新对项目进行校准,并在将仪器返回用户之前确定性能数据(剩余误差)。

若有关项目满足步骤一中的指标要求,便无需做进一步的工作,“发现误差”数据应与“剩余误差”数据相同。正规的校准不仅要给出如何调节设备来获得最佳性能,而且还应包括调节前后的性能验证测试。

验收容差(发现容差)和调节容差(剩余误差)常常是不同的。当项目具有可预示的漂移特性以及规定在给定时期具有额定精度时,验收容差包括漂移的修正值。调节容差往往更严格,设备在返回用户之前,必须针对与调节容差的一致性进行调节,保证正常漂移不会引起设备在下次校准之前超过技术指标。

●校准要求

当用户要求用测量设备取得的数据有一定的置信度时,就应特别重视仪器的校准。对校准原理缺乏了解的人常常认为在调整期间实施的操作便是校准。此外,将仪器的初级功能操作与其精度相混淆也很常见。

“具体功能”对于操作者是显而易见的,而“测量精度”则是看不见的。操作者可以确定设备是否正常工作,但缺乏确定所从事测量的误差大小的手段。通常,测量精度要么被忽视或盲目信任,要么确保精度的校准是通过他人之手而并非用户本人实施的。这些便是仪器为什么要求定期校准的基本原因。

制造商通常对测量设备进行初始校准。后续校准则或是将设备返回制造商,或是从具有必要能力的校准实验室获得所需服务来完成。

当测量仪器的性能特性随时间变化时,必须进行后续校准。为什么会发生这些变化较常见的变化原因有:

机械磨损;

电器元件老化;

操作者使用不合理;

未经授权的调节。

大多数测量设备既要求初始标准,又要求周期校准,以维持所要求的精度。许多电子测试设备制造商都提供了为维持规定性能所需的校准之间时间间隔的建议。

尽管主张对仪器进行周期校准的理论原因是显而易见的,但实际上,许多测量设备的拥有者和用户只在他们感到故障明显并需要修理时,才将设备送交后续校准。其中的原因通常包括没有仪器使用带来的不方便以及节省校准费用。

例行校准通常只有在有关规定的强迫下才能执行。由于用户不情愿接受校准服务,故往往需要监督和强制执行制度,以保证规定得到落实。

检验标准和交叉检验

在几乎所有的情况下,用户都必须依靠校准服务来确定精度,并将测量仪器调节到规定的性能。虽然可以选择用户保留用于自校准的测量标准,但这不是一种普遍采用也并不经济的做法。缺乏专门知识和必要的标准,对于用户来说便难以开展他们自己的校准工作。由于涉及成本,在每台设备处都提供同样的校准通常会导致惊人的费用。用户通常是依靠专用校准设备来完成所需的任务。

用户的基本要求是在校准之后,仪器的性能在仪器下次校准之前不会显著改变。为了避免产品因检测出问题而不得不被召回,这一要求至关重要。验证仪器或测量系统未变化到无法满足性能要求的“交叉检验”与“检验标准”已得到越来越广泛的认可。

交叉检验

交叉检验是由设备用户实施的一种测试,以保证测量设备或系统的性能不随时间或使用发生显著变化。交叉检验不能验证设备或系统的绝对精度。

检验标准

检验标准可以是测量设备或系统将要测量的任何物件。唯一的要求是它不显著随时间变化。例如,一块未经校准的金属在校准后可以指定为验证测微计性能的“检验标准”。在测微计投入使用之前,必须对被指定为检验标准的金属块进行测量,记录下测得的数据。若每天重复这个过程且记下的值基本上一样,便可以确信测微计的性能未发生变化。若数据突然改变,则表明设备的特性发生了改变,而应将其进行修理或重新调整。

处在定期召回周期内的仪器遇到的问题是,如果在接受校准时便确定其超出容差,由于没有交叉检验的记录,所以就不可能知道设备出问题的具体时间。若校准召回周期是12个月,则长达12个月内的产品都可能受到怀疑并需要召回。利用交叉检验程序,可疑产品便能限制到检验之间的单一时段内。


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