计量校准中确定校准周期原则和周期依据
计量校准中确定校准周期原则和周期依据
确定校准周期的原则
确定校准周期遵循两条对立的基本原则：
一是在这个周期内测量仪器超出允许误差的风险尽可能小；
二是经济合理，使校准费用尽可能少。为了寻求上述风险和费用两者平衡的佳值，使用科学的方法，积累大量的实验数据，经分析研究后确定。
按照校准规程规定的周期进行校准吗？
用户的使用情况是千差万别的，若不加区别的一律机械的按照校准规程规定的周期进行校准，很难所有的测量仪器在校准周期内都是合格的。因此，按照测量仪器的实际使用情况确定校准周期。但是，由于实际情况相当复杂，要正确确定校准周期，是难以办到的，只能要求大体上正确、合理，使实际情况更加完善、科学，更加经济合理。
注意哦：盲目的缩短校准周期将造成社会资源的浪费，对测量仪器的寿命、准确度及生产和人力也将带来不利影响。而单纯由于资金缺乏或人员不够而延长校准周期将是十分危险的，可能由于使用不准确的测量仪器带来更大的风险甚至严重的后果。
计量校准实验室
确定校准周期的依据
校准周期的确定需要各种知识，考虑多种因素。若超过一个周期，可能引起质量特性的恶化，那是由于机械磨损、灰尘、性能和实验频次等所致。对这些因素变化的敏感性取决于测量仪器的类型。质量好的，可能受的影响小一些；质量不好的，可能受的影响大一些。因此，各个实验室应根据实际情况，确定每种测量仪器的校准周期。
确定校准周期的依据是：
使用的频繁程度。使用频繁的测量仪器，容易使其计量性能降低，故可以缩短校准周期来解决。当然，提高测量仪器所用的原材料性质、制造工艺和使用寿命也是重要的手段。
测量准确度的要求。要求准确度高的单位，可适当缩短校准周期。各个单位要根据自己的实际情况决定，需要什么准确度等级，就选择什么等级。该高就高，该低就低，不盲目追求高准确度，以免造成不必要的损失；但精度过低，满足不了使用要求，给工作带来损失，也是不可取的。
使用单位的维护保养能力。如果单位的维护保养比较好，则适当缩短校准周期；反之，则长一些。
测量仪器的性能。特别是长期稳定性和可靠性的水平。即使同类型的测量仪器，稳定性、可靠性差的，校准周期应短一些。
对产品质量关系较大的，以及有特殊要求的测量仪器，其校准周期则相对短一些；反之，则长一些。
世通仪器校准高军:浅谈电磁兼容测试仪器的计量校准方法
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电磁兼容测试仪器是电力行业应用率较高的设备，通过分析电磁兼容测试结果可充分了解电气设备的电磁干扰状况，有针对性的加以改进，降低电气设备造成的电磁不良干扰。
1 电快速脉冲群发生器校准
电快速脉冲群（EFT/B）发生器主要应用在试验中，以检测电子、电气设备对瞬变扰动的抗扰性情况。为试验正常进行，需应用容性耦合夹与去耦网络、直流主电源端口耦合、EFT/B 发生器。国内外有很多生产 EFT/B 发生器厂家， EFT/B 发生器包括的技术指标有：在 100kHz 脉冲重复频率时，脉冲群周期 0.75ms±20%；在 5kHz 脉冲重复频率时，脉冲群周期为15ms±20%。并且在不同负载条件下单脉冲电压峰值并不同。例如，当负载为 50Ω 是 ±10%，而当负载达到 1000Ω 时单脉冲电压峰值是20%。在对 EFT/B 发生器进行校准操作时，需应用衰减器和带宽不能低于 400MHz 的示波器相连进行发生器输出的校准，仪器校准内容包括脉冲群脉冲的重复频率、脉冲持续时间、脉冲上升时间。考虑到实际情况，IEC 对 EFT/B 发生器输出波形的校准进行规定，即要求在负载为 50Ω、1000Ω 下均应进行校准。
2 电压变化发生器、谐波测试仪器校准
2.1 电压变化发生器校准
电压变化发生器主要应用在测试电压变化抗扰度上，以了解电网供电时的电压变化状况，其中时间相位控制电路、电压测试部分、电源是主要构件。实际应用中校准电压变化发生器包括的主要内容有：确保输出电压的准确度，尤其当发生器 40%、70%、 有效输出电压应满足运行电压百分比要求；注重负载能力的控制，当 40% 输出应将电压变化控制在 10% 以内；当 70% 输出 23A 时将电压变化控制在7%；当 输出 16A 时，电压变化控制在 5% 以内。同时，还应注重考虑开关特性、冲击电流驱动能力等。
2.2 谐波测试仪器校准
谐波测试仪器具备谐波电压、谐波电流、功率分析仪等测试功能，其中交流电源、谐波分析仪是主要构成部分。相关标准对谐波测试进行规定，一般情况下要求谐波测试仪应能对不超过 16A 的谐波电流实施 40 次以内的谐波电流分析。同时，对谐波测试仪器的准确度进行规定，要求准确度应比 5% 读数和 0.2% 额定电流更优。针对诸如60Hz、50Hz 基波频率低且能立使用的谐波分析仪，可借助标准交流电源对谐波电流与电压进行仪器校准。针对诸如 400Hz 的基波频率较高或无法与可编程交流电源分离的谐波分析仪，仪器校准时可采用标准谐波分析仪配合可编程交流电源进行。
3 电磁骚扰测量接收机校准
电磁骚扰测量接收机（EMI 接收机）可用于测量较强幅值、微弱连续波信号的脉冲信号等，其中输出指示、检波器、中频放大器、本机振荡器、混频器、射频放大器、校准信号源、输入衰减器等构成，具有多种检波方式、脉冲响应特性、测量灵敏度高、测量动态范围大等优点。抗扰度与无线电干扰测量设备相关规范详细要求了 EMI 接收机性能指标，尤其脉冲响应、中频带宽、衰减器、正弦波电压测量准确度是关键参数，脉冲响应值应满足表 1 的要求。
仪器校准
其中当频率范围在 9-150kHz 时，重复频率较 100Hz 大时，受脉冲重叠影响无法明确判定该频段的响应。
4 电波暗室的校准
电波暗室是开展电磁兼容性试验的重要场所，尤其在抗辐射干扰能力、射频辐射骚扰试验中应用率较高。电波暗室由全电波暗室、半电波暗室之分，其中半电波暗室指地面以外的五个面均贴有吸波材料的暗室；全电波暗室指留个面均贴有希波材料的暗室。电波暗室的校准主要体现在场均匀性、归一化场地衰减项目上，其中场地均匀性要求在测试平面内规定的 16 点中，将 4 个点剔除掉，其余 12 点中的小与大值差值不能达到 6dB；归一化场地衰减要求，频率范围在30MHz~1000MHz，测得值和标准差不应超过 ±4dB。仪器校准场均匀性主要在空的暗室中实施，选择发射天线的位置时应考虑校正域范围不应超过发射场主瓣宽度。同时，场发射天线和场传感器应保持不足 1m的距离，天线和EUT相距3m为宜。将校正区域划分成均匀的16个点，点与点之间的距离在 0.5m，其中低点应地面 0.8m。信号经功率放大器放大后，借助发射天线使得测试平面场强达到3V/m~10V/m，使用各向同性的场强探头，对每个点的场强进行测量，获得其中数值较为接近的 12 个值，并且小值与大值之差不超过 6dB 时，可判定测试平面为均匀的。仪器校准归一场地衰减主要借助宽带扫频法实现，具体实施流程为：在电波暗室的旋转台附近设定“测试空间”，将发射天线安装在该测试空间的左、右、前、后、中间位置，分别校准不同高度发射天线，以及水平和垂直极化方向。当发射天线高度固定后，接收天线会在 1~4m 范围中升降，以接收大值信号。另外，仪器校准前后需对电缆衰减情况进行校准。
综上所述，电磁兼容测试仪器类型众多，不同的仪器有着不同的仪器计量校准规范要求，以及具体的仪器计量校准实施方法，为提高电磁兼容测试仪器计量校准水平，指导计量校准工作开展，仪器计量人员应注重不同电磁兼容测试仪器计量校准方法学习与研究，积累丰富的计量校准经验，不断提高计量校准质量。
休止角仪如何进行仪器校准？世通高军来侃一侃
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休止角仪又称天然坡度仪、天然坡角仪。那么休止角仪如何校准？带着这个问题笔者咨询了东莞市世通仪器检测服务有限公司总经理高军先生，以下为正文。
世通高军
休止角是无粘性土在松散状态堆积时，其坡面与水平面所形成的大倾角。休止角α按下式计算:
休止角仪如何校准
式中α为无粘性土的休止角，°;H为试样堆积圆锥高度，cm; D为圆锥底面直径，cm。
影响休止角测量结果的设备因素，主要有竖直标尺的刻度与标称值的误差，竖直标尺的倾角。由于SI,237一1999土工试验规程列有圆盘直径，所以，应视作一项要求。实际上，只要圆盘直径不是显著地小于标称直径，就不会对试验结果构成实质性影响。但是，如果竖直标尺标注的是休止角的值，那么，圆盘直径与其标称直径的差值就应有所限制。此外，由于竖直标尺的存在，计算休止角时，应考虑竖直标尺直径的影响。
仪器校准标准-休止角仪如图1所示。
休止角仪如何校准
由于休止角仪的竖直标尺影响了无粘性土的堆积高度，所以，应考虑竖直标尺直径对休止角测量结果的影响，于是
休止角仪如何校准
式中h为试样堆积高度，cm; d1为圆盘上底直径，cm; d2为竖直标尺直径，cm。就休止角仪而言，影响休止角测量结果的因素就是其校验的内容。因此，休止角仪的校验内容包括圆盘直径、竖直标尺直径、竖直标尺各刻度(高度或休止角的值)、竖直标尺的倾角等。
仪器合格标准
影响休止角测量结果的因素可分为设备因素(因休止角仪有关指标与其标称值存在误差)和进行休止角测量时，竖直标尺读数存在误差。
SI,237一1999土工试验规程规定，无粘性土休止角测量结果，是采用2次测量结果的平均值，以整数(“)表示。换言之，休止角的测量结果不确定度应不大于0.50°，单次测量结果的不确定度应不大于0.71°。休止角仪的竖直标尺小分度一般为0.5～1mm(或0.5°～1°)。
休止角仪的仪器校准
圆盘及竖直标尺的直径校验采用百分卡尺:量程为0～300 mm，分度值为0.1mm;竖直标尺刻度校验采用深度卡尺:量程为0～200mm，分度值为0.1mm;竖直标尺倾角校验采用分度为1°的量角器。为安全起见，以下凡用到圆盘直径，如无特别说明，均以小圆盘(直径为10cm)为准。如用到无粘性土休止角值，均以28°为例。
1.圆盘直径
休止角仪有两个圆盘，其直径的标称值分别为10cm和20cm。
对圆盘8等分，分别测量圆盘直径(共测量4次)，其均值作为圆盘直径的估值(实测值)。直径测量所用的卡尺小分度为0.1 mm，单次测量的不确定度不大于0.02 mm，4次测量结果的均值的不确定度小于0.01mm。经计算，圆盘直径测量不确定度致休止角测量不确定度小于001°。但是，由于圆盘的圆度可能并不太好，使得这4个不同位置所测得的直径不相等，假设其大值与小值相差0.2mm，经计算，在不利情况下，引入休止角不确定度为0.08°。
2.竖直标尺刻度及倾角
(1)竖直标尺刻度
采用分度为0.1 mm深度卡尺对竖直标尺各刻度进行校验，用同一把深度卡尺分别测量尺顶至圆盘的长度，以及尺顶至各刻度的长度，再计算各刻度所处的高度。每个刻度高度都是尺顶至圆盘的长度与尺顶至该刻度的长度之差，由于用于测量的深度卡尺相同，因此，这两个测量结果是完全负相关，各刻度高度测量结果不确定度为零。
竖直标尺各刻度高度与其标称值可能不一致，主要是因圆盘没有准确安装在竖直标尺的零点上，造成系统误差。假设测得的刻度高度大误差为0.1mm(如这个误差过大，应修正之)，经计算，刻度高度误差给休止角引入的不确定度不大于0.10°。
(2)竖直标尺倾角
竖直标尺垂直于圆盘是理想状态，或者说，其倾角的标称值为90°。
竖直标尺小倾角校验:通过测量竖直标尺的大仰角，计算其补角，这是竖直标尺小倾角，它应不小于850°
3.竖直标尺直径
参照“圆盘直径”校验方法进行校验。参考圆盘测量的情况，因竖直标尺直径测量不准确给休止角引入的不确定度小于0.01°。
4.仪器引入的不确定度
从上述的校验过程发现，圆盘直径及竖直标尺直径测量引入的休止角不确定度都是微小不确定度，可以忽略。于是，对休止角进行单次测量，设备因素引入的不确定度为0.13°
由此可见，ua远小于仪器的大允差0.68°，说明以上校准方法能够满足SI239一1999土工试验规程对休止角测量的要求。
上述校验是以休止角仪的竖直标尺的刻度标注高度，高度分度值为1mm的情况，如果竖直标尺的刻度标注休止角的值(如小分度为1°)，则读数引入的不确定度为0.20°，仪器的合格标准为单次测量休止角不确定度应不大于0.68°。
如果直接测量竖直标尺刻度高度(圆盘上底至刻度的距离)，一般要先拆除圆盘，才能用卡尺测量，这时应将刻度高度测量不确定度与标称高度的误差相加，来计算竖直标尺刻度高度对休止角测量结果的影响。笔者不建议采用这个办法，因为圆盘重新安装会引入不确定度，这个不确定度难以计算;还有，这个办法测得的刻度高度的不确定度，会增加休止角测量不确定度。
上述校验中，要求圆盘上测得的4个直径大差值不大于0.2mm，竖直标尺小倾角不小于85°，如果不符合这些要求，应对仪器进行维修、更换。竖直标尺直径测量结果通常不会存在明显差别。
5.休止角的测量报告
设备因素引入的不确定度不足竖直标尺读数引入的不确定度的三分之一，它是微小不确定度，可以忽略。换言之，休止角单次测量结果的不确定度，就是在休止角测量时竖直标尺读数引入的不确定度0.40(竖直标尺小分度为1mm)或0.50(竖直标尺小分
度为1°)。
由于无粘性土休止角试验是采用2次平行测定，取均值作为被测量的估值，所以，休止角测量结果的不确定度不大于0.28°(竖直标尺小分度为1mm)或0.35°(竖直标尺小分度为1°)测量报告中的休止角值可为0.5°的整数倍，SL237一1999要求提交整数度偏于安全。
对休止角仪校验，关键是对长度、角度测量的精度，这有赖于采用适当精度的长度和角度测量设备。一般情况下，因仪器校验不准确引入的不确定度，远小于休止角测量时读数引入的不确定度，因此，在购买休止角仪时，应选择竖直标尺小分度不大于1mm或1°的休止角仪。
为方便休止角测量，可预先计算休止角仪竖直标尺上个各刻度所对应的休止角值，列表备用。如果竖直标尺各刻度、圆盘直径与其标称值存在误差，计算时都可以先修正之，以降低休止角测量不确定度。
全文完
