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过程仪表校准器指标解读(之一)

大西洋仪器网  2017-06-22 08:56   点击 877

选择校准器首先是通过技术指标的介绍资料来进行。技术指标是在对大量仪器的统计基础上得出的,它不是描述某一台特定的校准器,而是概括了这一类仪器的共同特性,任何一个校准器都应该符合所有的指标并且一般地都应明显超出大部分指标的细节。

一个好的技术指标:它们必须是完备的;它们应易于理解和使用;它们应包括日常使用中其它因素的影响,比如环境和负载等。

完备性要求提供足够的信息,这样使用者能够知道所有可能遇到的输出(输入)的限制范围。所有限制范围内可能和允许的环境条件以及可能的负载情况。便于使用也是很重要的。许多指标可能会导致混乱或难于理解,错误的理解会导致使用错误或校准错误。

完备的要求有时会与方便的使用自相矛盾,两者不能兼得。指标的设计所面临的挑战是同时满足两者的要求。为达此目的,一般会采用一种方法,即将各种误差的影响现限定于一个可操作的相应窗口之内,例如某一指标是23℃±25℃、湿度小于80%,所有负载都在规定范围之内指标在6个月内有效,这就极大地方便了使用者,因为该仪器只要在规定范围内使用就不必考虑这些因素的影响了。

●指标的重要性

深入理解技术指标对于保持溯源性和保持全球范围内产品质量和生产安全的一致性是至关重要的。

溯源一词是指仪器被证明对于它们所测量的参数可以和国家标准保持一致,这意味着使用该仪器得到的测量值可溯源到国家标准。

经过认证的仪器是那些用比它们性能更好而且也经过认证的仪器对其进行定期检测。仪器必须经过特定的检测程序,结果有文档备案并且必须按规定时间间隔重复进行。这种与高一级认证仪器进行比较的过程一级一级重复直到国家权威机构,例如在美国是美国国家标准技术局(NIST)。这种无间断的校准链被称为“溯源链”。

      对于过程仪表校准器其溯源性是指该仪器的检测功能被认定在其规定范围内。例如信号电平、环境条件、使用条件以及指标有效的时间等都应在规定范围内,这些仪器通常是用生产厂家推荐的方法和仪器来校准的。可溯源的测量可以保证制造商的产品和工业生产过程是一致的和高质量的,没有溯源的测量将导致产品和生产过程不稳定,这种不稳定会造成浪费,坏的质量不仅浪费了资金也损害厂家的声誉。

      可溯源测量不仅保持了公平交易而且符合法律规定和标准。由于全球范围内对ISO9000质量标准的认可,导致了对校准和校准仪器的极大需求。推广ISO9000的一个目的是使生产厂商在一个国家用于质量监测的方法可以用于其它国家,它是建立在测量校准方法和实际情况基础之上的。

●如何衡量校准器的指标

无论是仪器校准、工业过程控制还是产品性能测试所用的检测仪器必须具有更高的精度才能用来比较被测仪器的误差。测试不确定度比是被测仪器的误差与高一级性能的仪器的比(TUR)。为了排除因校准仪器误差所造成的不希望的结果,理想情况是校准仪器的性能比被校准仪器高十倍以上,然而通常这是无法做到的。更现实的是,一般来说校准仪器的误差优于被校仪器3至5倍时就不会造成实际影响,所以4:1作为足够的TUR被工业部门广泛接受。例如一个需要校准检测的变送器的指标精度为1%,则所用的校准器必须有优于0.25%的精度(即优于变送器4倍的精度)。

●如何将校准器的性能和其指标对比

首先必须认识到公布于纸上的指标是厂家针对某一类仪器所给出的,而不是代表单一台的仪器,因此某一台仪器不应该是刚好符合其指标,而是应该比公布的指标要好。只不过是究竟好多少是由生产厂家的质量控制原则和政策所决定的,这就是所为指标的置信度或其覆盖的各种因素的多少。目前,整个业界还没有统一认可的置信度标准,有的可能是95%,最低可到64%,而最高可达99%或更高(保守的原则)。

保守原则(用统计的理论,这种置信度代表着覆盖了三个标准的误差偏离)的好处是单台仪器在具体指标中的典型性能只是公布指标的三分之一,如果和公布的指标比较,它就大大提高了实际TUR约三分之一。比如一个校准器公布的指标为0.25%,而实际中可能达到0.08%或更好。值得注意的是,不同厂家所做出的选择是不同的,因此有不同置信度的原则,它将导致一些潜在的影响。不同厂家不同的置信度原则将导致对指标的误解,例如一个保守的为1%的仪器指标,其典型指标可达0.03%,然而比较随意的指标为0.08%,它只能达到该指标或经常会有仪器超出该指标,然而用两种不同原则直接进行0.08%级的比较时,实际上可能获得低一级的性能。

独立比较技术指标可使用两个原则:尽量去查明厂家对指标所使用的置信度,从而保证在同等条件下进行比较;要注意公布于纸上的指标是一个普遍的性能指标,所以尽可能对几台同样的仪器进行指标的检测来作为选择的标准。

来源:大西洋仪器    编辑:韦文臻
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