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[综合讨论] 追求更高精度校准

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发表于 2022-5-13 11:37 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 BK声学与振动 于 2022-5-13 11:39 编辑

哲学上认为“无法做出完美的测量”。虽然我们可能完全信任仪器,但它们所依赖的机械和电气机制会受到外部世界的影响。因此,我们要依靠所有的工具,才能做到足够好。即使在航天器上,最精确、最关键的测量仪器给出的读数也在可接受的误差范围内,即“不确定性预算”。

一种方法是建造一个精确的仪器来始终如一地做到这一点;另一种方法是将仪器显示的值与“绝对”正确的权威机构联系起来,即校准目标。但是在大气变化、日常敲击和材料疲劳中保持这些能力需要以重新校准的形式进行定期检查。

“对于某些企业,如直升机制造商,校准至关重要,” Brüel & Kjær的校准产品经理Greta Koch说。“加速度计监测齿轮箱的健康状况,但如果系统没有检测到故障,因为它没有校准到正确的测量值,后果可能是灾难性的。”



为什么仪器不能完美测量?

因为仪器不能定义它们测量的东西,尽管我们可能认为它们可以。相反,它们对现象做出反应,并将与绝对、基准标准的不完美的“记忆”进行比较。

现象本身是绝对而完美的存在。仪器只是描述它们,不能做到完美,因为它是由固体材料制成的,力会影响它的结构,从而影响它的读数。


                               
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校准是质量的关键

对于取决于产品制造质量的制造业来说,校准是在质量上持续优于竞争对手的关键。

如果不进行重新校准,终端测试设备(如移动电话工厂的终端测试设备)可以看起来正常工作,但掩盖了下降的测试精度。而且不准确的测试会导致客户保修投诉、制造商声誉受损,以及昂贵的召回以及计划外的生产停机时间。

在大型组织中,从卡车到卫星,任何产品的设计、工程、生产和验证时间都取决于可靠相关、及时和准确的测量数据。任何差异都会导致摩擦和延迟,因此校准提供的不容置疑的、统一的基准极大地帮助了数据的信心。

随着质疑、故障排除和返工的减少,上市时间极大地缩短。同时,由于较少的设计改变和较少的由于错误拒绝合格产品而造成的浪费,提高了效率。




校准

始终在调整之前和之后执行,允许用户验证他们迄今为止的结果,分析趋势,并查看精度如何随时间漂移。

此信息用于预测何时可能出现指定不确定度之外的结果。


                               
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保护声学顾问

忽视校准可能会对不同行业的业务产生影响。声学顾问在法律上和经济上进行客户所依赖的测量。它们会影响重大决策,比如为塔楼选择最经济的窗户。

建筑项目的声学测量有助于建筑的整体噪声容限。但是,如果完工建筑内的噪音水平太高,纠正起来可能会花费巨大的成本。如果这是由于未在相关ISO或IEC标准规定的时间内校准的错误仪器,声学顾问可能要承担责任。

唯一的辩护是测量完整性的法律依据认可的、可追溯的校准。




为什么人们容易跳过校准?

► 技术过度自信

有人认为数字仪器不需要,其实都需要。

►  法律意识淡薄有些人没有意识到,要按照ISO标准或国家标准进行测量,他们的仪器必须定期校准。► 成本校准需要停机时间,但跳过它可能会造成虚假的经济。根据先进技术服务公司2008年委托进行的一项调查,美国制造商低质量校准的平均成本为每年1,734,000美元。仅看每年收入超过10亿美元的大公司,年均收入为400万美元。




可追溯性是一切

由于没有仪器可以完美测量,除非仪器最近在校准实验室进行了校准,使读数在规定的不确定度内,否则任何测量都不可信。然后,校准实验室自己的参考仪器最近必须校准到更严格的不确定度内,以此类推,直到任何管辖范围内的顶级实验室:基准实验室。这种可追溯性层次结构是基础。溯源是防止任何人在任何地方相对无休止的测量的最好方法,通过二级校准实验室可溯源到某一个基准实验室。

正如Brüel & Kjær校准经理Henning Ploug所说,“整个链条的有效性取决于其上方仪器的完整性。任何错误都可能意味着可疑的结果,并可能在不同的业务中成倍地扩大损害。”


                               
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二级实验室

这些校准生态系统的工作人员对大量仪器进行正常校准,仅在Brüel & Kjær的丹麦实验室,每年就对1500种不同类型的仪器进行超过10,000次校准。在这里,专家们严格检查受控大气中的重要参数,将所有测量与他们自己的参考仪器(高精度麦克风和加速度计)联系起来。

大多数测量程序由IEC和ISO标准规定,二级实验室必须保存五年以上的记录。大多数仪器应每年重新校准,甚至更频繁。这取决于使用水平和它们接收的温度波动,因为更多的磨损、撕裂和灰尘将更快地影响精度。

由于需要严格的程序,校准需要大约一周的时间。任何事情都不能操之过急,仪器必须首先适应精确的湿度和温度,并稳定基本仪器4小时,主要参考传声器最多24小时。

部分是为了节省运输和海关延误,Brüel & Kjær在世界各地有12个二级实验室,每年进行超过30,000次校准。这些都是在有要求的国家进行法律验证,并由国家认证机构-各自国家的最高认证机构进行认证。这些机构检查程序、记录保存和能力。

最重要的是,它们确保测量链在最高认证机构保持完整:基准实验室。


                               
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基准实验室
基准实验室创建、维护并向测量世界其他地区传播标准;以及二级实验室和需要非常高精度的组织。飞机制造商就是一个例子。

“对他们来说,0.1分贝的误差可能意味着严重的成本,”校准专家Erling Sandermann Olsen说。“如果飞机的噪音水平超过规定的规格,他们可能会受到机场的巨额罚款。如果发动机获得了不正确的噪音认证,它可能会阻止飞机在一些机场完全运行。




丹麦基准声学实验室(DPLA)

丹麦拥有世界上最活跃的声学和振动基准校准实验室之一,丹麦声学基准实验室(DPLA)。该实验室部分由Brüel & Kjær管理,尽管它是一个完全独立的实体。

在DPLA,仅校准参考传感器,例如来自二级实验室的参考仪器,以及Brüel & Kjær自己的生产线测试设备,这些设备与一级参考仪器进行比较。

一些组织,特别是飞机制造商,有太多的仪器,他们没有时间把它们送走校准,投资自己的二级校准实验室。这些实验室以及全球其它二级实验室由Brüel & Kjær的参考仪器和校准设备提供服务。通过这种Brüel & Kjær参考仪器,世界上很大一部分声音和振动测量可追溯到DPLA。




您还可以通过如下方式联系我们,了解更多产品与应用详情:

邮箱:cn.info@bksv.com

网址:www.bksv.cn

电话:400-900-3165(周一至周五9:00-18:00)



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