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儀器校準對于測試有什么重要意義？
2022-11-21 10:44
什么是儀器校準？
有些人會數(shù)值相同的兩臺儀器（如示波器和萬用表）認為是“已校準”的。不過，這種做法也有問題，多多少少有些不科學(xué)。這就像讓一個會計審計他自己的賬本。如果用這種方法校準，有三種明顯的情況是無法解釋的：第一，如果一臺儀器是對的，而另一臺儀器是錯的，那么是誰的錯。第二，如果這兩種儀器的錯誤方向相反，工程師怎么能判斷哪一種有問題？如果兩個儀器以同樣的方式出現(xiàn)故障，在工程師不知道的情況之下，結(jié)果會是錯誤的。一個儀器如果沒有一個真正可追溯的內(nèi)部標(biāo)準，就不能說是正確的。
2011年7月17日，美國宇航局的火星探測漫游者使用導(dǎo)航攝像頭記錄下了。對于這項任務(wù)，儀器校準標(biāo)準（零件在一個圓）非常重要。
儀器校準標(biāo)準的準確度必須遠高于被測儀器的準確度。別忘了標(biāo)準也有公差。如果被測設(shè)備（DUT）的公差范圍與標(biāo)準的公差范圍重疊，則不能實現(xiàn)完全校準。這就是為什么校準通常需要一個至少比被測器件精確10倍的標(biāo)準。
如果標(biāo)準公差定義良好且足夠小，則可以調(diào)整被測器件，以防止其由于校準間的正常漂移而導(dǎo)致讀數(shù)偏離。用精密技術(shù)校準儀器時，標(biāo)準的準確度不能超過10倍。根據(jù)實際經(jīng)驗，可以使用比精度高4倍的標(biāo)準，但過程更復(fù)雜，包括與其他標(biāo)準的交叉檢查。
計量實驗室
認真的工程師購買高精度的儀器，并期望從這些電子測試儀器獲得高精度。隨著使用時間的增加，有些參數(shù)會發(fā)生漂移，所以工程師會將儀器送至計量實驗室進行儀器校準。但計量實驗室的現(xiàn)實情況如何呢？
大多數(shù)計量實驗室都很好，效率很高。不幸的是，有些是不合格的。有些公司選擇低價實驗室而不調(diào)查其資質(zhì)，由工程師負責(zé)驗證實驗室的真實性。好的實驗室非常樂意讓你參觀，并為他們的標(biāo)準的可追溯性而自豪。你可以和實驗室人員一起坐下來，手里拿著儀器的校準手冊，以確認實驗室擁有進行高精度校準所需的儀器。
您還必須確保實驗室的儀器經(jīng)過適當(dāng)?shù)膬x器校準和可追溯性。。大多數(shù)都有自己的高標(biāo)準實驗室，如美國標(biāo)準與技術(shù)研究所（NIST）1。一個好的計量實驗室應(yīng)該有記錄，證明其儀器與一系列標(biāo)準進行了適當(dāng)?shù)谋容^，這些標(biāo)準可以追溯到由NIST或其他高標(biāo)準維護的主標(biāo)準。
測試儀器的外部零件（如基準電壓源、輸入分頻器、放大器增益和偏移）會隨著時間漂移。良好的校準可確保典型的小漂移不會影響測量。校準就是發(fā)現(xiàn)并糾正這種漂移。但有時也會發(fā)生意外：儀器可能會掉落或操作人員可能會滑倒，從而檢測到更高的電壓。例如，數(shù)字多用表（DMM）可能是重載，從而導(dǎo)致很大的錯誤。
由于數(shù)字萬用表的輸入端是由保險絲或斷路器保護的，所以有些人誤認為這種情況不會引起其。然而，在保護裝置生效后，高電壓可能會跳變輸入保護裝置，或造成電路損壞。
當(dāng)我們將儀器送去儀器校準時，我們期望計量實驗室將儀器送回校準。工程師還應(yīng)收到一份校準報告，其中列出儀器校準后和校準之前規(guī)格變化。如果校準報告顯示儀器有較大的儀器校準誤差，則可能需要重新運行已用儀器完成的測試項目，并進行新的測量。
對儀器校準的頻率有什么要求？
這個問題不能一概而論，因為它因儀器、環(huán)境和應(yīng)用而異。測試儀器制造商在典型條件之下給出推薦的校準間隔。對于極端條件和關(guān)鍵測量，可能需要更頻繁的儀器校準。下列是關(guān)于儀器校準周期的一些一般規(guī)則:
1. 必須根據(jù)用戶合同、質(zhì)量標(biāo)準組織、規(guī)范或其他行業(yè)要求進行常規(guī)儀器校準。在測試以前，必須考慮適用的要求，以確保測試設(shè)備的校準或驗證符合。
2. 關(guān)鍵測量左右。如，在完成新產(chǎn)品的試運行之后，設(shè)計工程師會對產(chǎn)品進行特性分析，以確保滿足技術(shù)要求，并優(yōu)化測試步驟。此時進行的最終測試調(diào)整可以從根本上減少測試時間并影響收入。完整可靠的測試要求在測試周期左右驗證儀器狀態(tài)。
3. 懷疑測量錯誤，或者當(dāng)儀器過載或跌落時。檢查以確認儀器校準和安全狀態(tài)（如，當(dāng)儀器墜落時，會造成導(dǎo)線與外殼間的短路）非常重要。
高精度儀器校準不是可有可無的產(chǎn)品。校準確保了測試儀器的可靠性，甚至是人員的安全。例如，在使用設(shè)備以前，工程師可能會測量儀表電壓，以確保它是安全的。如果水表損壞或提供不準確的信息，可能導(dǎo)致受傷甚至死亡。之外，校準是質(zhì)量的保證，可以保證產(chǎn)品最終檢測結(jié)果的準確性，在交付給客戶時達到技術(shù)規(guī)范要求。
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