在眾多行業中，精確和準確測量對于維持產品質量、確保安全和優化工作效率至關重要。然而，隨著時間的推移，由于環境條件、磨損和自然劣化等因素，即便是最好的設備，其準確度也會出現漂移。這就是設備校準至關重要的關鍵原因所在。校準不僅可以驗證和修正測量準確度，還能助力企業滿足監管標準要求、堅持最佳實踐。本指南探討設備校準的基本原理、設備校準的重要性，以及設備校準如何提高各領域工業過程的可靠性和有效性。

校準示波器時的Fluke 9500C配置

何為設備校準？

設備校準有時也稱為機器校準，是將某個未知值的被測設備(DUT)與某個已知值的標準器進行比對的行為。校準設備的目的通常是確定其測量誤差或驗證被測設備(DUT)的未知值的準確度。校準通常涉及利用測量標準器對被測設備(DUT)上的特定測量點進行比對。

國際度量衡委員會(BIPM) 是全球測量系統的協調機構，其任務是確保全球測量的統一。BIPM將校準定義為：“一種操作，在規定條件下，首先確定測量標準的量值及測量不確定度與對應示值及測量不確定度之間的關系，然后利用該信息建立一種能夠根據示值獲得測量結果的關系。”

設備校準為何至關重要？

雖然大多數人都沒有意識到，但全世界每天都要進行成千上萬次校準，以確保設備和機械安全、高效運行，并符合制造商的技術指標要求。

校準能夠促進或改良科學發現、工業制造和國際貿易。因此，大多數設備都應定期校準，以防止在生產和使用過程中出現故障。

設備校準有哪些類型

存在許多校準學科，每個學科都具有不同類型的校準器和校準參考。要了解可用的校準器和儀器類型，請參見Fluke Calibration各種校準器及其他校準設備。

常見校準學科包括但不限于：

• 電學
• 射頻 (RF)
• 溫度
• 濕度
• 壓力
• 流量
• 尺寸

一般來說，需要校準的設備都是為了能夠提供高準確度、高可靠性的測量結果。根據設備校準是否必須溯源至國家標準(“認證”校準)還是溯源至不考慮測量不確定度的標準校準，可以執行不同級別的校準。這兩種類型的校準通常都會生成校準報告，認證校準通常還包含認證機構的徽標。

設備校準過程是怎樣的？

校準一臺儀器的方法有多種，可根據儀器類型和所選校準方案選擇相應的方法。以下是幾個通用校準方案的示例：

• 與已知值的源進行比對：對于這類校準，操作人員通過一系列特定測量點，將測量儀器的準確度與標準器的準確度進行比對。標準器的準確度通常應比測量儀器好三到四倍。例如，使用經過校準的參考電阻來測量歐姆表，就是源校準的一個示例。參考電阻是提供已知歐姆值(所需校準參數)的一種校準源。多功能校準器也可用作提供電阻、電壓、電流及其他電氣參數已知值的校準源。
• 通過將被測設備(DUT)的測量值與已校準標準器的測量值進行比對來校準：源校準的一種變體是根據具有已知自然值的校準源對被測設備(DUT)進行校準，例如純水等物質的化學熔點或凝固溫度(如水三相點容器)。
• 通過將被測設備(DUT)的測量值與已校準標準器的測量值進行比對來校準：源校準的一種變體是根據具有已知自然值的校準源對被測設備(DUT)進行校準，例如純水等物質的化學熔點或凝固溫度(如水三相點容器)。
  • 簡單誤差偏移是在不同水平的所需測量值上計算得出，如熱電偶溫度計的不同溫度點
  • 數字電壓表的斜率和截距修正算法
  • 復雜多項式，例如用于對參考標準級輻射式測溫儀進行特征分析

校準過程要首先將已知測量值與未知測量值進行比對。這樣就可以確定未知量的誤差或數值。根據被測設備(DUT)是否符合或超出制造商的技術指標要求，操作人員可對設備進行維修，直到其符合指標要求為止。例如，測量設備可以通過物理方式(轉動壓力表上的調整螺絲)、電氣方式(轉動伏特計上的電位計)或通過調整數字儀表中的內部固件進行調整。

另外，操作人員還可以進行“調整前”和“調整后”檢定，這種檢定表明誤差的程度，但并不進行維修。任何時候調整儀器都要求進行“調整后”檢定，以確保正確進行調整工作。原器由于無法調整而“按原樣”進行測量，因此不適用“調整前”和“調整后”步驟。

對于某些設備，校準數據作為修正因子保存在設備上，用戶在使用設備時對已知修正進行補償。通常假設相關設備不會出現明顯漂移，因此修正值將保持在校準期間提供的測量不確定度范圍內。

設備校準是確保各行各業測量儀器準確可靠的重要過程。定期校準不僅能夠保持科學和工業流程的完整性，還能夠提高安全性、效率且符合國際標準。

通過了解不同類型的校準并遵循最佳實踐，企業可以最大程度地減小誤差、縮短停機時間并提高整體經營績效。