在测量技术与计量学中,「校准」是将待测设备的测量值与已知准确度的校准标准进行比较的过程。这些标准可以是另一台已知准确度的测量设备、生成待测量量(如电压、声音或实体工件)的设备,或者是如米尺这样的物理样本。这样的比较结果可能会导致以下几种情况:
未发现待测设备上的显著误差;
发现显著误差但不需进行调整;
为了将误差修正至可接受的水平而进行调整。
然而,从严格的意义上来看,「校准」这个词仅意味着比较的行为,而不包括任何后续的调整步骤。校准标准通常可以追溯到拥有的国际或国家标准,由计量机构持有。
国际计量局(BIPM)对校准的正式定义为:「在规定条件下,首先在第一步中,建立测量标准提供的量值与相关测量不确定性和被校准仪器的显示值及其测量不确定性之间的关联;在第二步中,利用这些信息建立从显示值获得测量结果的关联。」这一定义明确指出校准过程是纯粹的比较,但引入了测量不确定性概念,旨在关联待测设备与标准的准确性。
随着对已知准确性和不确定性的需求增加,以及国际标准一致性和可比性需求的提高,各国相继成立了国家计量院。许多国家的国家计量院(NMI)会维护主要的测量标准(包括主要的SI单位和若干派生单位),这些标准将用于为顾客的仪器提供可追溯性。 NMI通过建立一个首层标准到用于测量的仪器之间的无缺链条,来支持该国(及往往是其他国家)的计量基础设施。
例如,英国的NPL、美国的NIST、德国的PTB以及其他许多国家都有自己的国家计量院。
自从签署《互认协定》以来,从任何参与的NMI获得可追溯性变得简单,企业不再需要从其所在国家的NMI获取测量的可追溯性,例如英国的国家物理实验室。
为了提高校准的质量,并使结果获得外部组织的接受,校准及后续测量须与国际定义的测量单位「可追溯」。建立可追溯性是透过对直接或间接与国家标准(如美国的NIST)、国际标准或经认证的参考材料进行正式比较来实现的。此举可以由政府操作的国家标准实验室或提供计量服务的私营企业来完成。质量管理系统要求一个有效的计量系统,包括所有测量仪器的正式、定期和文档校准。
例如,ISO 9000和ISO 17025标准要求这些可追溯行动达到高标准,并明确列明如何量化。
为了传达校准的质量,校准值通常会伴随着可追溯的不确定性声明,这一点在仔细的不确定性分析中得到评估。
简而言之,校准是一个不仅仅是调整仪器显示值的过程,而是涉及比较、追溯和质量管理的另一个领域。你是否曾经思考过,校准如何影响你日常生活中的测量准确性?