所有的直流電源廠家測試與測量(T&M)設(shè)備都需要校正。校準(zhǔn)與測試的越徹底，儀器所測得的結(jié)果就越可靠。制造商——特別是制造醫(yī)療、制藥、軍事和航空航天產(chǎn)品的制造商，都不能冒著“偽陽性”(false positives)的風(fēng)險(xiǎn)，在測量過程中讓有缺陷的產(chǎn)品進(jìn)入市場。對于“偽陰性”(false negatives)來說也是如此，它會導(dǎo)致好的產(chǎn)品無法出貨，或甚至更糟糕的情況是被報(bào)廢處理。
為了讓直流電源廠家測試設(shè)備符合規(guī)格要求，就必須進(jìn)行校正。諸如國防承包商等大型公司可能擁有自家校正設(shè)施，但大多數(shù)公司通常使用第三方實(shí)驗(yàn)室，如Transcat。《EE Times》編輯日前有幸參訪了美國校正和實(shí)驗(yàn)室儀器服務(wù)供應(yīng)商Transcat Inc.位于紐約州羅徹斯特(Rochester, New York)總部，直擊高端校正實(shí)驗(yàn)室及其內(nèi)部設(shè)施與設(shè)備。在那里還擺著一臺令人無法抗拒的HP34401A數(shù)字萬用電表(DMM)，我差不多有十年的時(shí)間沒在實(shí)驗(yàn)室看過這臺DMM了。
根據(jù)Transcat首席執(zhí)行官Lee Rudow介紹，該公司有45%的業(yè)務(wù)來自用于制造醫(yī)療和制藥設(shè)備(如溫度計(jì)和濕度計(jì))的校正設(shè)備。其他校正服務(wù)包括計(jì)量流量和尺度作業(yè)。例如，制造義肢的醫(yī)療器材制造商必須使用雷射測量尺寸。Transcat則將為用于此類制造的器械測量設(shè)備提供校正服務(wù)。
在法規(guī)的推動下，針對示波器和萬用電表等電氣測量設(shè)備的校正任務(wù)，開始從航空航天和國防部門下落至測試實(shí)驗(yàn)室。此外，該公司也提供射頻(RF)校正服務(wù)，主要是以其位于德州休斯頓(Houston, TX)的設(shè)施為中心，并由該公司的計(jì)量技術(shù)總監(jiān)Chris Grachanen負(fù)責(zé)。幾年前，在Transcat向惠普(HP)收購他的實(shí)驗(yàn)室之前，Chris一直在推動校正技師培訓(xùn)和認(rèn)證。
Rudow解釋了Transcat收購惠普Houston RF校正實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)原因。他說：“植入人體使用的醫(yī)療組件具有RF功能，如藍(lán)牙。這些產(chǎn)品需要以校正設(shè)備進(jìn)行測試。Houston中心還有一間標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室，可以校正公司的120 Fluke多功能校正器，以符合NIST可溯源標(biāo)準(zhǔn)。”
Transcat的校正標(biāo)準(zhǔn)并不只是電壓、電流和電阻的電氣質(zhì)量，還包括壓力、溫度和質(zhì)量等物理量。Transcat的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)位于費(fèi)城和洛杉磯的溫控室。這些標(biāo)準(zhǔn)用于作為比較客戶使用的權(quán)重之參考。(請參考以下Transcat位于Rochester實(shí)驗(yàn)室的直流電源廠家測試設(shè)備照片，其中還包括電氣和物理校正。)
由于校正必須符合規(guī)范要求，實(shí)驗(yàn)室需要經(jīng)過公證單位認(rèn)證。諸如國家自愿實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可計(jì)劃(National Voluntary Laboratory Accreditation Program；NVLAP)等組織定期針對實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行審核，以驗(yàn)證其是否符合公認(rèn)的做法。此外，實(shí)驗(yàn)室的所有技術(shù)人員也都必須接受培訓(xùn)和認(rèn)證。
Rudow說：“我們希望所有的技術(shù)人員都經(jīng)過能力測試，以確保每項(xiàng)技術(shù)都符合要求。即使取得實(shí)驗(yàn)室認(rèn)證只需要讓一名技術(shù)人員向認(rèn)證機(jī)構(gòu)展示我們知道如何校正，但我們并不滿足于此。在我們每一個(gè)設(shè)施的每一名校正技術(shù)人員都經(jīng)過認(rèn)證，這使我們在21個(gè)地點(diǎn)的服務(wù)與效果都能保持一致。如果一家客戶擁有多個(gè)據(jù)點(diǎn)，他們可以使用當(dāng)?shù)氐腡ranscat實(shí)驗(yàn)室，獲得與其他任何地點(diǎn)的Transcat實(shí)驗(yàn)室相同的校正結(jié)果。”
以下圖集介紹在校正實(shí)驗(yàn)室可能看到的各種為儀器精準(zhǔn)度把關(guān)的「家俬頭」(以下圖片來自《EE Times》編輯Martin Rowe)。
溫度和濕度
Fluke溫度校正器產(chǎn)生已知溫度，可用于校正探棒
將上圖的溫度校正器連接到Fluke/Hart Scientific‘Black Stack’溫度計(jì)和校正器，即搭建成為校正溫度探棒(如熱電偶、電阻溫度檢測器[RTD]和熱敏電阻)的系統(tǒng)。
Ectron熱電耦仿真器用于校正熱電耦溫度計(jì)
校正技術(shù)人員使用Thunder Scientific 3900低濕度產(chǎn)生器，搭配使用是德科技(Keysight) U8001A直流(DC)電源和HP 34401A數(shù)字萬用電表。
壓力、質(zhì)量和流量
Fluke P3125液壓自重測試儀，用于測量壓力、質(zhì)量和流量Westenberg Engineering的832060-G風(fēng)洞工具，可用于校正速度測量設(shè)備，如風(fēng)速計(jì)。
用于精密量測的標(biāo)準(zhǔn)工具——塊規(guī)(gage-block)組，在此實(shí)驗(yàn)室中用于卡鉗等工具的尺寸校正，還可以根據(jù)需要組合成任意長度。
電氣設(shè)備
從《EE Times》的角度來看，這是最有趣的部份。雖然許多基礎(chǔ)儀器(如儀表和示波器)都可以使用多功能校正器進(jìn)行校正，但情況并非總是如此。這就是為什么校正實(shí)驗(yàn)室中還需要其他直流電源廠家測試設(shè)備，如銣頻率標(biāo)準(zhǔn)和失真分析儀。下圖介紹堆棧在測試臺的各種儀器。
由上到下堆棧的儀器分別是Vitrek 4700精密高壓表、Keysight 33500B波形產(chǎn)生器、Fluke PM6681定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、安捷倫(Agilent) 3458A 8位半DMM、Fluke 5522A多功能校正器。
Fluke 5500A/COIL鉤表校正器放大來自電源 的電場，用于校正鉤形表。
經(jīng)典的HP 334A失真分析儀早在1966年就推出了，至今仍在使用中。
PXI和PXI Express模塊化儀器也可以在這里進(jìn)行校準(zhǔn)。
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