南通如皋市实验室器具校准检测机构

力学计量仪器校准相关问题分析
力学对计量的依赖性非常强,它以力为基础,对各种自然现象进行解释因此它需要依靠计量提供准确数字,这样可以增强说服力。力学涉及到的内容较为广泛,其中主要有光速、压力、速度、温度等为了符合力学实验要求,现阶段的力学仪器类型也越来越多,例如拉力试验机、材料试验机等,力学仪器不仅在实验中常常被应用在人们日常生活中的应用也较为广泛。
一、力学计量概述
(一)流量计量。根据流体区,可对流量计量进行划分将其分为气流量计量、油流量计量、水流量计量三种类型流量测量介质不能互换,不过在计量方法上基本一致。现阶段流量计量发展主要表现为两种情况,分别为动态流量校准与介质流量计量、极端量值标准研发。
(二)压力计量。在工程施工技术测量中所谓压力也就是指强压在压力计量内,压力也同样指的是强压。压力计量的主要工作就是校准与鉴定压力模块、压力变送器、精密压力表、压力传感器等,同时还要负责检测与校准数字压力计。压力计量包含动态检定与静态检定两种类型,静态检定又分为砝码检定与对比检定;动态检定分为正弦压力法与激波管法。在静态检定中,活塞式压力计较多,它可分为液体式、气体式两种类型。动态压力对传感器的检定工作主要依靠正弦压力法与激波管法完成。目前随着计算机技术的不断进步与发展河将电子信息技术融入力学计量中,便于采集与处理被测数据减少人工操作提高计量的准确性。
(三)振动计量。振动描述通过速度、位移、频率、加速等完成振动测试的结果是否准确主要在于计量结果是否。
在20世纪50年代初期,很多国家得出了不同的振动校准结果。这表明仪器校准结果存在较大误差经过不断研究后校准误差逐渐降低主要原因在于仪器校准技术的持续发展与进步。
(四)质量计量。在SI中质量是力学计量的基本单位利用kg符号表示。在质量计量过程内,需利用天平对砝码质量进行测量质量计量水平可依据天平与砝码研究情况作出判断。质量计量会受到很多因素的影响,尤其环境对其的影响较大,空气对流会影响计量结果。另外磁化对计量结果的影响非常大因此,现阶段应该着重研究如何降低其他因素对质量计量的干扰。
二、力学计量仪器校准中的相关问题
(一)实现计量法的统一。从力学计量的实际情况上看计量并非人们平常所了解的一样。我们通常意义上认为的仪器计量只包括物理学,认为力学计量注重的就是力学,然而事实并非如此。仪器计量关系到我们的生活,因此,要实现计量统一所谓计量统一,就是指计量法的统一。通过统一的计量法，可避免国家或个人因计量标准未统一而引发矛盾因此为了提高力学仪器检定的有效率,实现统一化的计量标准。国家与国家间的计量标准存在差异,我国也有计量标准在使用自己国家的计量标准时,也可以利用国际计量标。我国主要采用自己国家的计量标准,不过在物理学、力学等方面采用国际统一标准,可以使我国的学术领域与国际接轨。只有建立统一的计量标准,才能提高计量度，确保力学计量充分发挥作用。
(二)计量检定器具性能。计量检定工作实际上是以测评计量单位实体为基础对器具性能进行有效判断。通常情况下计量检定工作由相关机构负责执行,主要措施为到负责机构盖验公章或取得相关证明。我国颁布的相关法律中同样有条例表明机构经国家认可后,才可享有检验计量器具的权利其他机构均无权干涉。若计量检定工作由法定部门开展与实施则需具备计量基准,这是确保计量工作顺利进行的前提条件也是计量工作过程中值得注意的问题。另外人员与知性计量检定部门要遵循严格执法、监督行政法等基本原则,一旦发现不法行为,要给予严厉处罚。我国制定了技术监督法其中规定计量检定工作由国家机构在不违反法律的情况下负责开展。
(三)单元检定与整体检定。要想确保计量检定的性就了解其操作方法。衡器是一种特殊的电子秤,它也被称为天平在力学计量中有着重要作用,德国科学家虎克使其逐渐定型。在检定工作实施前了解仪器的具体情况，观察其是否可以正常运行。检查仪器有无受损痕迹。检定工作的开展一般有两种形式,分别为单元检定与整体检定。
整体检定是对衡器实际使用程度进行检定它是一种基本的检定形式其检定内容主要包括基准计量、标准计量、器具计量。明确实际数据与检定数据偏差的大小,并记录偏差有无变化。每次的检定结果都需要详细记录,这样在计算修正值时更为方便。值得注意的是若被检定的计量器具可取修正值，为了降低错误率工作人员需将计量次数增加,例如平常计量次数为3次灰，则目前可能要测量8至10次,便于降低误差发生率。整体检测法也存在一些缺陷,表现为在受检定计量器具质量较低的情况下要想找出计量器具存在的问题，难度非常大。
为了避免上述问题的出现还可以采用单元检定法。在以往的实验中通常将单元检定法称为部件检定法,在部分教科书中,又称之为分项检定法,其工作原理为增加检定次数将多次检定计量结果进行比较,并分析影响计量检定结果产生偏差的因素后计算出总不确定度。检查计量器具的质量情况，观察其是否属于合格产品。单元检定法与整体检定法两者互补,均可弥补对方的不足,因此在计量检定工作开展过程中河将这两种方法联合使用,便于增强计量结果的准确性提高力学计量效率。力学计量检定过程非常复杂涉及的内容十分广泛它对计量统一性具有较高要求在平常的计量中我们可合理利用两套计量标准,坚持以国际计量标准为主。国家相关部门可组织计量检定工作的开展它的开展不能违背国家规定,在检定过程中,可将单元检定法与整体检定法联合使用便于弥补其中的不足。
三、结语
力学计量涉及的内容非常广泛随着技术的不断发展计量仪器类型也逐渐增多不过在仪器检定过程中仍然需要遵守相关原则在不违反计量检定规则的情况下进行。本文对力学计量进行了详细阐述,了解了力学计量的基本内容然后分析了力学计量仪器检定中的相关问题。通过本次研究可明确力学计量的检定规则与内容,了解计量检定过程中需要注意的问题为日后的力学计量检定工作提供依据。

雾度计的仪器计量与仪器校准的研究
    雾度计是用于测试透明、半透明样品雾度的仪器，广泛应用于工农业各个领域。在雾度计校准过程中，有两个关键性的参数:雾度一透过试样而偏离入射光方向的散射光通量与透射光通量之比，用百分数表示;透光率一透过试样的光通量和射到试样上的光通量之比，用百分数表示。
    目前，雾度计的仪器校准所依据的计量技术规范是JJF 1303-2011《雾度计校准规范》，但在使用过程中往往会遇到一些函待解决的实际问题。我们针对JJF 1303中要求的校准过程，并结合日常工作的应用情况，提出3点值得深入探讨的问题，以求相关人员共同研究与探讨，从而使雾度测定仪的校准能够得到更为准确的测量结果，量值传递的可靠性。
1、环境因素直接影响雾度值的测量结果
    雾度标准片对所处环境，特别是温度、相对湿度比较敏感，这是由雾度标准片的材质和制造工艺决定的。雾度标准片在研制过程中，采用高分子有机材料作为基质，均匀掺杂适量无明显荧光特性的散光剂，经过高温、均匀性试验等严格工艺过程制作而成叫。擦拭或摩擦雾度标准片，容易破坏表而分子结构的排列，产生数据偏差。这就造成了当雾度标准片表而起雾时不可擦拭的现状，从而对其进行仪器校准过程中所处的环境条件有一定的约束。
   JJF 1303中给出的环境参考温度为(23±5)℃，相对湿度≦80%，是一对比较宽泛的范围值，而在实际校准过程中，还有不少因素值得注意。为此，进行了两项实验，分别模拟日常雾度值校准的情况，以验证环境因素对雾度值测量的影响及其程度。
1. 1高低温差影响
    当校准人员携带雾度标准片至校准现场时，如果室外环境温度和湿度相对于校准现场内环境的温、湿度差别较大，雾度标准片表而易起雾。此时，读取的雾度和透光率值会偏离正常值，直接导致判定的偏差。
    取一台测试结果计算重复性为0.034%的WUT-S透光率雾度测定仪，以室温(20±1)℃、相对湿度60%为基准，先测得整套(5片)雾度标准片相应雾度实测值Hd，及透射比实测值t，得到组数据，如表1所示。保持室内相对湿度60%不变，下而给出高低温试验的两种情况分析。
    情况1:保持环境湿度不变，将整套雾度标准片静置于20℃(模拟上海地区冬天的室外温度)恒温恒湿箱中等温20 min，取出后即在室温20℃的恒温试验室中观察雾度值的变化，得到第二组数据(见表1)。

    情况2:将此套雾度标准片静置于40℃(模拟上海地区夏天的室外温度)恒温恒湿箱中等温20min,取出后即在室温20℃左右的恒温试验室中观察雾度值的变化，得到第三组数据(见表1〕。
    值得注意的是，将第二组实验中测出雾度值为1.61的雾度标准片在20℃左右的实验室中等温30 min,测得其雾度值为1.50。
    通过表1数据的对比分析，可得知严寒或酷暑的天气，确实对雾度片的校准产生一定影响。为测量值的准确可靠，在室内外温差较大的情况下，需将标准雾度片等温30min及以上方可适宜进行计量校准测试。
1. 2自然天气影响
    连日阴雨天气会导致空气中湿度增大，也可能会引起雾度标准片表而起雾，从而使读数产生误差。下面给出相对湿度试验的情况分析。
    在室内温度基本不变的情况下改变湿度条件，以测算雾度标准片的雾度值在不同湿度环境条件中是否对检测结果产生影响。将实验室室温控制在(20±2)℃，利用除湿、加湿设备改变空气中湿度并时刻关注温湿度的变化。取雾度值为10左右的雾度标准片进行测试，得到表2所示数据。

    从表2数据分析可知，当温度保持不变、相对湿度超过70%时，雾度仪测量的准确度将受到较大影响。
    综合考虑以上情况，测试时对操作环境的温度和湿度一定要严格把关。在影响雾度值测量的阴雨天，对校准现场进行除湿处理，且校准过程需在通风、干燥的环境中进行，以数据的准确与稳定。
 
2、雾度标准片示值误差分析
    在实际校准工作中，有不少客户会对JJF 1303提出很多疑问。其中，提出多的问题是相对示值误差范围与中国计量科学研究院给出的标准雾度片不确定度是否存在矛盾。现给出以下分析。
    在JJF 1303中，条款7.3给出雾度示值误差与重复性计算，ΔHd为每片标准雾度片测量的雾度示值误差即误差。目前中国计量科学研究院给出5块标准雾度片的不确定度均为U(Hd)=0.30;k=2。
    通常，光学仪器的标准器不确定度一般不超过示值误差，即
                U(Hd)≦ΔHd                         (1)
否则在判定上其给出的不确定度不能起到约束作用，就没有意义了。在JJF 1303中仅给出供参考的标准雾度片相对示值误差δHd，要求在±5%以内。
    将误差换算成相对示值误差的公式为:
               δHd=ΔHd/Hds×                    (2)
式中，Hds为各雾度片的雾度标准值。
    根据JJF 1303，应符合-5%<δhd<+5%。将式(2)代入，可得到< p="">
               -5%·Hds<δhd,<+5%·hds              (3)
    如取小值雾度为1的标准片，即H},, -1，代入式(3)中，计算得到
                -0.05<δhd<+0.05 4="" p="">
    在不确定度U(Hd)为0.30时，由公式(1)可知ΔHd≧0.3 ,导致与式(4)相互矛盾的结论。
    同理，对雾度值为5的标准雾度片，其示值误差为±0.25，此时不确定度也大于示值误差。详细说明见表3和表4。
 
 
 
    由此可以设想:
   (1)是否能对每一块标准雾度片给出相对应的、不同的不确定度。
   (2)是否可以采用相对不确定度来替代现在中国计量科学研究院给出的不确定度。
   (3)是否可以对雾度仪进行分段设置示值误差来规定仪器雾度的参数。如上海仪电物理光学仪器有限公司生产的雾度仪，其出厂检验标准定为雾度Hd≦1.00的示值误差为±0.10,Hd>1.00的示值误差为±0.50。当然，也可以把分段指标分得更详细，如按照JJF 1303规定使用的雾度值1,5,10,20,30的标准片来进行分段，雾度值为1～10给出其示值误差，雾度值为11～20再给出相应的示值误差，以此类推。
3雾度计的仪器校准值及间隔的影响
    仪器校准一台雾度计时，根据JJF 1303要求，使用雾度值为1,5,10,20,30的5块雾度标准片进行校准。所选用的雾度值固定不变且间隔范围较大，会使不合格产品变为合格产品。一些厂家只针对JJF 1303规定的5个校准点对雾度计进行电脑数据修正，重利益而忽视仪器的准确性。按JJF 1303要求用5块雾度标准片校准仪器时，必定符合要求才可判定为合格。然而，此台仪器不一定在其他雾度点上也都能符合JJF 1303要求。若使用雾度值为3,7,15,25等雾度片去测量，所测出的值还会落在JJF 1303要求的误差区间内吗?如果答案是否，这将会给产品带来误判。
    针对上述情况，选取一组理想的雾度计值和一组不合格的雾度计值用雾度标准片进行测试，并通过线性回归分析给出雾度测量值和雾度标准值的变化曲线。如图1所示，直观地表明雾度仪器生产可能存在的问题。

    针对这一问题，给出以下两种方案:
   (1)JJF 1303中能否给出雾度值不固定的5块雾度标准片，用作仪器的校准。即可以选取固定的雾度值间隔和固定的雾度点检测数量，但不规定具体的雾度值。比如，可以使用雾度值为1,5,10,20,30的雾度标准片做校准，也可以使用0.5,3,7,15,25的雾度标准片做校准。只要校准点在测量范围内分散分布即可，使厂家没有固定参考值来修正雾度点，从而仪器的准确性。
 
    (2)增加雾度标准片数量。优点是增加了雾度值检测的点数，使仪器的判定能够更准确;缺点是雾度标准片片数的增加必定会增加制造成本，同时也增加校准成本，导致产品制造成本的上升。
4结语
    以上提出了在对雾度仪的校准过程中所遇到的几点问题，并给出相应的解决方案，供行业内相关人士探讨与交流，以使雾度仪的量值传递更规范准确，仪器计量校准工作更公平公正。

电学仪器计量常见故障排除方法
基于欧姆定律、法拉第定律及麦克斯韦电磁理论，电磁仪器计量得以在实际生产、生活及科学研究中应用。电磁计量仪器可以分为两个部分，即电学计量仪器和磁学计量仪器。其中前者相对于后者具有发现研究早、检测技术成熟完善、准确度高、应用广泛的特点。而在实际当使用中，常存在使用不当、测试环境恶劣、自然老化等人为或自然因素导致的计量仪器测定数据不准确的现象，严重时甚至导致仪器损坏报废。故此，我们针对应用广泛的电学计量仪器常见的故障进行论述，并总结相应的故障排除方法。
1   电学计量仪器常见故障及原因
电学计量仪器主要包括以下几类：直流仪器类、交流仪器类、 电气测量仪器类、携带式电工仪表类、安装式电表类无线电测试仪器及仪器校准等类别。由于电学计量仪器的种类众多，故以其中的交流电气类、电气测量仪器类及无线电测试仪器类为例，以期能代表性的总结电学计量仪器的常见故障及原因。
1.1  交流电气类
生活中我们经常使用到交流电，相应的交流计量仪器则也是常见，例如三相调压器、交流耐压测试仪、三相交流仪表校验台及数字工频频率表等。交流耐压测试仪主要用于各种电机、电器、仪器仪表和家用电器以及强电系统的安全耐压和漏电流的测定。在测试过程中，随着电压的升高，电压的稍微增大变化，电流便急剧增加，从而产生电压谐振。在这中情况下，仪器很可能将被测试样品击穿。一方面，损坏被测试样品。另一方面，激增的电流会使得电压互感器（PT）烧毁、爆炸。终导致测试设备元件的损坏及整个仪器的不可使用。
1.2  电气测量仪器类
电气测量仪器包括了万用表、示波器、应变仪、电压电流通断测试仪及钳形电流表等。其中万用表是综合性仪表，可以测量交流或直流的电压，还可以测量元件的电阻以及晶体管的一般参数和放大器的增益等。万用表转换开关的接线较为复杂，因此故障往往也出现在接线之间。如分流电阻焊接不良或短路，则会导致直流电阻读数有时偏大，有时偏小。选择开关的烧坏、接触不良或附加电阻脱焊，则会导致某量程电压回路不通，而其他量程正常。
1.3  无线电测试仪器类
无线电测试仪器中具代表性的是无线电综合测试仪，它可以作为频率计、功率计、调制度计、信纳比仪，数字电压表、示波器及频谱仪等使用。由于采用大规模集成电路及微机控制测量数据，故此常出现的故障往往是一般性的故障，如：保险丝烧断、电源线接触不良等，此类不再赘述。这里只论述集成电路易出现的问题。集成电路可能出现某处电路铜箔存在细微裂痕、铝电解电容发热、驱动继电器晶体管损坏、高通滤波电容爆裂，电路的电压不升高、峰值保持电路的保持特性不好等现象，此类问题的出现往往容易造成整个仪器系统的不正常运转或根本无法运作。
由以上三类电气计量仪器常见故障分析，我们可以知道，仪器设备本身测试原理及结构特性是故障发生类别不同的主要原因，有些故障发生是由于本身测试存在一个不稳定过程，而有些则是仪器结构设计较为复杂引起，因此维修人员要不断积累每类仪器设备的测试原理及结构知识，才能在故障发生时准确的判断并排除。
2   排除方法与流程
2.1  故障现象调查与观察
维修人员在维修时，应向用户询问在何种情况下仪器设备发生故障现象，包括操作人员的熟练程度、故障发生时出现何种现象，如：烧焦气味、异常响动等、仪器所处环境是否有强磁场作用等。仔细询问故障发生的每一个细节并作好详细的记录，是下一步进行维修的关键，它能有效减少误判几率，提高维修的准确度及效率。
在清楚故障发生的整个过程之后，维修人员要亲自观察损坏仪器设备的情况。依据由外及里、先简后繁的原则。主要采取有两种方式进行。种，观察仪器设备的外观，主要包括了电源线接触情况、各个按键或旋钮的损坏情况等。如果在外观上观察不出明显的故障点，则需要将仪器设备进行简单的拆卸，仔细观察内部元件是否有明显的损坏。第二种，通电观察，在故障的发生之后，很多情况是仪器设备的部分功能依旧可以实现。所以在通电情况下，认真调试仪器，从中寻找可能的故障点。尤其需要注意的是仪器设备运行时的细节点，这些细节点往往是我们迅速而准确的找到故障点的关键。
2.2  故障原因分析
在经过故障现象调查之后，基本上可判断出现何种故障。
采用区域划分法逐步缩小损坏范围，直至寻找到故障产生部位。
若维修人员熟悉仪器测试原理与结构时，则可以进一步借助检修工具逐个排除故障。而在不熟悉仪器设备原理与结构时，则需要借助仪器设备的说明书或与生产厂家的技术人员进行了解。在详细、系统的了解清楚仪器设备情况之后，进行综合系统分析及研究，作出正确、准确的判断。
2.3  故障排除
通过前两步的工作，按照故障发生点的不同及仪器设备元件损坏的严重程度，可以进行调节或更换，从而使仪器设备正常运行。对于损坏元件要详细了解其参数，为下一步选择更换件做准备。更换元件的规格大小要尽量的与原件保持一致。在不得已的情况下，更换元件的参数也要求与原件参数相似。在某些特殊情况下还可以选择规格更大的，这则依赖于维修人员对仪器设备运行原理及结构的深刻理解，整体把握元件对机器的影响。
3   故障检测和排除时的注意事项
拆卸仪器设备时，不可强行蛮力拆卸，以免损坏仪器及破坏外观，尤其是保护性装置，要轻缓拆卸。
更换的损坏元件、拆开的电线及机械部件，要做好相应的标记，以便更换后快速的恢复原样。
故障检测及排除是在仪器设备非正常情况下进行，在通电检查时需要注意电源处及变压器部位，不要触碰到，以免发生触电事故。
在更换晶体管和电容元件时，要准确、准点的焊接牢固。
仪器设备在长期的使用过程中，会积沉灰尘，小颗粒等杂物，在维修完毕后，要清理仪器内部和外部的沉积物。
维修好之后，清理机器掉落的小物件，如线头、焊锡及螺丝等，以防止安全隐患的存在。
4   面临的问题及展望
随着科学技术的发展，涌现出多种新型的电学计量技术，如电学量子计量技术、数字化测量技术、等效模拟技术、虚拟仪表技术等。一方面，新技术的应用能够更为、简便、准确的测量所需要的数据。另一方面，对仪器维修人员也提出了更高的要求。维修人员要不断的学习了解新仪器的应用特性。
此外，随着电学计量仪器向便携式发展，越来越多的仪器需现场维修，也就要求维修人员有扎实的技术知识及丰富的经验。
总之，维修工作是一个逐步积累和不断学习的过程，维修人员只有端正态度、坚持学习与实践才能在工作中得心应手。