通过恰当的校准消除风险
白皮书
序言
很多质量标准都要求进行校准，目的是为了降低测量风险。但是校准是如何降低测量风险的呢？如何知道校准提供商是否已经成功地降低了测量风险？我们将探讨什么是测量风险，以及导致测量风险的主要因素有哪些。我们将解释什么是校准，它如何消除风险，以及不同的校准交付内容。恰当的校准策略是降低测试成本的关键。
测量决策与风险
实施测量的目的是帮助我们制定决策。根据您工作职能的不同，测量决策的形式也多种多样。验证团队决定的是设计返工还是完工。制造团队决定的是某个产品是可以发运的合格品还是不合格品。科学家决定的是某个理论是否成立。
测量风险是指做出错误决策的概率。您的测量流程中可能出现的结果包括：正确合格、正确不合格、虚假合格和虚假不合格。根据您职责的不同，您使用的术语可能有细微差别，但是决策是相同的。正确合格是每个人都期盼的决定；这使我们能够进入设计或制造流程的下一个阶段。正确不合格是指您的测量系统正确地识别了一个问题。虚假合格是指将有缺陷的产品或设计判断为合格，这可能导致额外的保修成本、产品召回，甚至是生命危险。虚假不合格会打断流程，增加不必要的麻烦。虚假不合格会耽搁上市时间或产生额外的报废和返工成本。
测量风险与您的测量一致性、准确性和可重复性息息相关。在计量学中，我们使用测量不确定度这一术语来计算风险。测量不确定度将所有可能的错误都考虑在内，从而计算得出一个标准偏差。我们可以利用统计学来计算风险。
造成测量不确定度的因素
测量误差一般来自四个方面：内在、环境、安装和操作。测量仪器的局限性或不准确性会导致内在误差。环境误差来自仪器周围的环境。安装误差包括连接至您的仪器的全部元器件导致的所有误差。最后，操作误差是指由工程师或技术人员操作设备所导致的测量误差。对于上述各类误差，我们应当考虑造成短期和长期测量不确定度的因素。
仪器性能主要受三大因素的影响：短期可重复性、仪器磨损和元器件老化。通过实施一系列测量并计算标准偏差，工程师可以轻松地测得统计离差或短期可重复性。使用仪器会导致仪器发生磨损。测试设备中的模拟电子元器件会产生漂移。电压和功率测量结果经常在高斯随机游程中漂移，这意味着性能会快速变化。晶体振荡器经常以线性方式漂移。
环境误差包括温度、海拔高度和湿度。温度通常是造成误差的最主要因素。为了减少增电子对温度的影响，除非另有说明，一般的做法是将电子仪器的温度保持在 ±5°C。对于块规等其他测试设备，温度是造成测量不确定度的主要因素。安装误差包括所有连接的附件，例如电缆、连接器、探头和开关盒。电路中的功率尖峰或波动会侵蚀您的裕量。人为误差会在测试过程中发生。采用统一标准的测试软件、培训和构建您的测量质量系统，可以减少人为误差导致的可重复性问题。
不确定度增长和校准
仪器的内在性能会随着时间而变化。虽然您不知道仪器性能会变好还是变环，但围绕性能的不确定度一定会增加。当测量的不确定度增加时，您可能就无法进行一致、精确和可重复的测量。恰当的校准能够精确地测量我们测试设备的性能。当您测量仪器的性能时，内在不确定度就是校准流程的不确定度。校准的基本定义就是根据国际计量标准测量测试资产的性能。它不总是包括合格/不合格决策或调整。不同的校准有不同的交付内容。
校准交付内容
1. 测试范围
不同的校准提供商采用不同的范围，从测试的次数和测试点数量就可以看出来。仪器接受的测试越彻底，人们对校准结果就越有信心。原始设备制造商会建议测试的参数和测试点。校准标准一般不指定要求的测试范围。为了减少成本，校准提供商减少测试数量和测量点的做法并不少见。出于以下三个原因的任意一个，校准提供商就可能会跳过测试
- 供应商没有适合的测试设备。
- 测试非常复杂，要求专业技巧，或者需要花费很长时间才能完成或开发出测试方法。
- 双方协商的价格不允许执行所有测试。
2. 实例
一个合同承包制造商将几台等效时间采样示波器发送给第三方维护商（TPM）。TPM 没有测试示波器的时基。问题是，几台仪器上的时基发生了漂移且需要调整。合同承包制造商注意到次品的增加，然后联系了仪器原厂，告之设计问题。在花费数周进行故障诊断后，他们发现测试设备需要调整。
3. 例外
对于用于单一应用的仪器，仅需要测量最终用户要求的技术指标。这一策略对于共享设备并不适用。因为您的校准提供商通常不知道您采用什么技术指标，而是德科技的校准策略是每次都测量所有已安装选件的全部保证的技术指标。
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