你知道嗎?為何校準不只是調整儀器的顯示值?

在測量技術與計量學中,「校準」是將待測設備的測量值與已知準確度的校準標準進行比較的過程。這些標準可以是另一台已知準確度的測量設備、生成待測量量(如電壓、聲音或實體工件)的設備,或者是如米尺這樣的物理樣本。這樣的比較結果可能會導致以下幾種情況:

未發現待測設備上的顯著誤差;

發現顯著誤差但不需進行調整;

為了將誤差修正至可接受的水平而進行調整。

然而,從嚴格的意義上來看,「校準」這個詞僅意味著比較的行為,而不包括任何後續的調整步驟。校準標準通常可以追溯到擁有的國際或國家標準,由計量機構持有。

BIPM的定義

國際計量局(BIPM)對校準的正式定義為:「在規定條件下,首先在第一步中,建立測量標準提供的量值與相關測量不確定性和被校準儀器的顯示值及其測量不確定性之間的關聯;在第二步中,利用這些信息建立從顯示值獲得測量結果的關聯。」這一定義明確指出校準過程是純粹的比較,但引入了測量不確定性概念,旨在關聯待測設備與標準的準確性。

現代校準過程

隨著對已知準確性和不確定性的需求增加,以及國際標準一致性和可比性需求的提高,各國相繼成立了國家計量院。許多國家的國家計量院(NMI)會維護主要的測量標準(包括主要的SI單位和若干派生單位),這些標準將用於為顧客的儀器提供可追溯性。NMI通過建立一個首層標準到用於測量的儀器之間的無缺鏈條,來支持該國(及往往是其他國家)的計量基礎設施。

例如,英國的NPL、美國的NIST、德國的PTB以及其他許多國家都有自己的國家計量院。

自從簽署《互認協定》以來,從任何參與的NMI獲得可追溯性變得簡單,企業不再需要從其所在國家的NMI獲取測量的可追溯性,例如英國的國家物理實驗室。

校準的質量

為了提高校準的質量,並使結果獲得外部組織的接受,校準及後續測量須與國際定義的測量單位「可追溯」。建立可追溯性是透過對直接或間接與國家標準(如美國的NIST)、國際標準或經認證的參考材料進行正式比較來實現的。此舉可以由政府操作的國家標準實驗室或提供計量服務的私營企業來完成。質量管理系統要求一個有效的計量系統,包括所有測量儀器的正式、定期和文檔校準。

例如,ISO 9000和ISO 17025標準要求這些可追溯行動達到高標準,並明確列明如何量化。

為了傳達校準的質量,校準值通常會伴隨著可追溯的不確定性聲明,這一點在仔細的不確定性分析中得到評估。

簡而言之,校準是一個不僅僅是調整儀器顯示值的過程,而是涉及比較、追溯和質量管理的另一個領域。你是否曾經思考過,校準如何影響你日常生活中的測量準確性?

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