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校准证书上的修正因子怎么看?十年计量工程师一次讲透

      在计量这个行业里头做了十年,有那么一类问题,被问到的频率是特别高的。不是去问不确定度,也不是去问有效期,而偏偏就是来问这个——“校准证书上的修正因子怎么看”?

      问这个问题的人,大多都是企业的仪器管理员、质量工程师,还有车间里面直接去操作设备的技术员。他们手里拿着校准证书,看着数据页上“修正值”或者是“修正因子”那一栏,心里头大概是知道,这东西应该是有点用的,但具体该怎么去用、在什么时候用、用了之后又会对测量的结果产生多大的影响,往往就说不太清楚了。

      说实话,这个问题,问得是真好。因为在一整份校准证书上面,修正因子,算是最容易被忽略掉,但实际价值却又极高的一个数据了。不确定度告诉你的,是你能信到什么程度,而修正因子告诉你的,是你该把读数往哪个方向去调。这两者得配合着来用,才算是把校准证书真正给用到位了。

      今天,就专门来聊聊这个话题,不去讲那些太复杂的公式,就用一种实操的思路,把这件事给讲清楚。

先来搞清楚:修正因子和修正值,它俩并不是一回事

      很多人在这个问题上栽了跟头,就是把这修正值和修正因子,给搞混了。

      修正值,用的是加减法,而修正因子呢,所用的,则是乘除法。比方说,证书上写的是“修正值+0.02g”,那意思就是你称出来的那个结果,得加上0.02g,才是更准确的。可要是写的是“修正因子1.002”,那意思就是你称出来的结果,得去乘以1.002。

      来举一个具体的例子。一台温度箱,设定在了100℃,校准出来的实际温度却只有99.5℃,偏差是-0.5℃。在这种时候,修正值就是+0.5℃——实际的数值就等于99.5加上0.5,也就是100。但是,如果证书给出的是修正因子,那你就得用100去除以99.5,约等于1.005,用示值去乘以这个1.005,才能得到真实的数值。

      在实际的工作当中,大多数的校准证书给出的都是修正值,因为加减法要来得更加直观一些,现场操作起来也不容易出错。但是,有些进口的设备,或者是精密仪器的证书上头,会给出修正因子,尤其是在整个工作量的量程之内,乘常数的误差占据了主导的情况下,一个统一的修正因子,是可以让所有测量点的准确度,都得到改善的。不管证书上头给的是哪一种形式,它的本质,全都是一样的:它就是误差的“反向补偿值”,仪器要是偏高了,就往低了去拉,仪器要是偏低了,就往高了去补。

拿到证书之后,修正因子该到哪儿去找

      一份正规的校准证书,它的修正因子或者是修正值,一般会出现在“校准结果”的表格里面,会逐点地给出每一个校准点所对应的数值。

      有些证书,会在备注里面直接写明:“建议按照以下的修正值,对显示值去进行修正”。还有一些比较特殊的情况:那些多量程、多分档的仪表,它的修正值,可能并不是一个恒定不变的数,不同的测试点,对应着不同的修正值。这种时候,就不能只是取一个平均值了事,而是应当在对应的档位上,去使用相应的修正值,或者,是引入线性的插值。

      这儿,有一个很容易踩进去的坑:拿到了证书之后,一定要结合着标准值和示值之间的大小关系,来去进行判断。一旦发现数值的逻辑和表头的名称对不上了,那么,一个比较稳妥的做法,就是去联系校准机构进行确认。

拿到了修正因子之后,怎么去把它给用起来

      很多的人,把校准证书拿到了手上之后,也就是扫上一眼结论栏里头的那个“合格”,然后,就往档案柜里头一塞了事。至于修正因子那几行数据,很少有人会去认真地看上一眼,就更别说是把它给用到日常的测量里面去了。

      但是,如果你愿意去多花上那么几分钟,修正因子所能帮你做到的事情,其实是很实在的。

      假设你有一台电子天平,校准证书上头写着:在200g这个点位上,标准值是200.00g,而被校的天平所显示出来的,却是199.97g,修正值是+0.03g。这也就意味着,你这台天平,在200g的附近,每一次称出来的数据,全都偏低了0.03g。要是你的工艺要求,是精确到0.01g的,那这个偏差,就不能够被忽略掉了。下一次再使用这台天平去称量的时候,把读数加上0.03g,这样,才是更加接近真值的数值。

      具体到了操作的层面,有着三种常见的用法。

      第一种,直接去进行修正。在原始的记录,或者是检测的报告里面,把修正值直接加到测量的结果上头。比方说,称出来是5.02g,修正值是+0.03g,那么,记录就写成5.05g。这算是最为直接的一种做法了,比较适合那些对数据有着严格要求的场景。

      第二种,去调整仪器。有些仪器,是支持用户自己去进行校准,或者是设置偏置量的。可以把修正值输入到仪器里面去,让它在显示读数的时候,就自动地去进行补偿。但是,这个操作需要十分地谨慎,最好是在设备管理的流程里面,有着明确的授权和记录。

      第三种,去判断仪器是不是适用。如果说,修正值太大了,已经接近甚至是超过了工艺所允许的误差,那这,可就不是修正能够解决的问题了。在这种时候,要去考虑的,是这台仪器还能不能够被用在这道工序上头。比方说,工艺的要求是允差±0.05g,可修正值已经到了+0.04g了,那么,这台天平用在这个工序上,就已经很悬了,该去维修的,就要去维修,该降级使用的,就要去降级。

什么情况下是必须用的,什么情况下又可以不用

      并不是所有的场景,都需要把修正因子给用上的。到底是用,还是不用,这得去看两个因素:一个是修正值本身的大小,另一个,则是测量结果的重要程度。

      如果说,工艺的允差是±1g,而修正值呢,只有+0.01g,那么,这完全是可以忽略掉的。这么一点偏差,早就淹没在工艺的波动里面了,修正还是不修正,对于最终的结果,并没有什么影响。但是,如果工艺的允差是±0.01g,而修正值却是+0.02g,那么,这个修正值,就必须要用上了——它已经是足够大到,能够去改变合格判定的结果了。不去使用修正值的话,很有可能,会把合格的产品误判成不合格,或者,是更糟糕的情况,把那些不合格的,给漏了过去。

      还有一种情况,是必须要用的:那就是当测量的结果,是需要对外出具、需要具备法律效力、需要去应对体系审核的时候。审核员所看的,不仅仅是你有没有校准证书,他还会去抽查,你到底有没有把校准的数据,应用到实际的测量里面。校准证书上的修正因子,要是没有被用起来,审核员是完全有理由,去质疑你的测量数据是否准确的。

      反过来的情况是,如果检测的结果,是以阴性、阳性这样一些非数值的形式去报告的,又或者是,仪器的准确度等级,远远高出了方法的要求(比如说超出了10倍以上),那么,修正与否,对于结果并没有实质上的影响,一般,也就不需要去用了。

      这里头,存在着一个非常实际的问题。不少的企业,把修正因子抄在操作台上的一张纸条上头,时间一长,纸条掉了,又或者是更换了操作的人员,这修正的事儿,也就跟着断了。比较规范的做法,是去把修正因子列入到设备的台账里面,定期地去进行更新。每一次校准回来,都要去核对一下,修正值有没有发生变化。如果说,连续几次的校准数据都是稳定的,修正值基本保持不变,这就说明,设备的状态是好的。可要是,修正值突然间就变大了,那这,就是一个预警的信号了——设备,该去进行维护了。

修正因子和不确定度,这两个数据,得配合着来看

      讲到了修正因子,就不能不去提一下不确定度了。这两个数据,在证书上面,算是一对邻居,但是很多的人,却只看其中的一个,而不看另外一个。

      不确定度所告诉你的,是这一次校准结果的那个可信的范围。还是拿上面那个例子来说,天平在200g这个点上的修正值是+0.03g,但是,证书上面同时写着,测量不确定度U是0.01g,k=2。这所表示的是,有95%的把握可以认为,真实的误差,是在+0.02g到+0.04g这个区间之内的。

      如果说,工艺的允差是±0.05g,那么,修正值再加上不确定度,最大可能的误差就是+0.04g,这还落在允差的范围之内,设备,是可以放心去用的。但是,如果工艺的允差是±0.02g,那么,修正值再加上不确定度,就已经超出了——这就说明,这台设备的精度,已经是完全不够用了。

      修正因子和不确定度,这是一定要配合着来看的,单单只去看其中的任何一个,都是不够的。修正因子告诉你的是“往哪儿去调”,而不确定度告诉你的,则是“调完了之后,这里头还剩下多少不靠谱的成分”。在把修正值引入到测量系统里面了之后,修正后的那个测量结果,它所对应的不确定度的分量,也是要把这一项给包含进去的。去使用修正因子,是可以让你更加地接近真值,但是,不确定度的范围,它依然存在,并不会就此消失。想了解证书上另一个关键数据——不确定度怎么用?可阅读《校准证书上的不确定度u怎么用?用大白话一次讲清》。

实践当中,常见的几个错误

      做了这么多年的计量,下面这几个错误,实在是见得太多太多了。

      第一个,就是把修正值和修正因子给混着来用。证书上给的明明是修正值,却把它当成了修正因子去乘;给了修正因子呢,又把它当成了修正值去加。这出来的结果,自然是南辕北辙了。

      第二个,只去确认是不是合格,却根本不看修正因子。很多的企业,拿到了校准证书,翻到了结论页,一看到“合格”那两个字,马上就归档了,压根儿就不去看修正的数据。等到外审的时候,被发现了没有使用修正因子,给开出一个不符合项来,那才真是得不偿失。

      第三个,修正因子更新得不够及时。设备在校准了之后,产生了新的修正因子,但是,原有的那些作业指导书、操作规程、还有软件的参数,却并没有同步地去进行更新。操作人员,还在用着旧的修正因子,那么,这一次的校准,也就等于是白做了。

      第四个,非校准点,不会去进行处理。很多设备的使用点,它并不是校准点。比方说,温度箱校准的是60℃、80℃、100℃这三个点,但是日常所使用的,却是90℃。正确的做法,应当是依据相邻校准点的修正值,去进行插值,又或者是去绘制修正的曲线,来进行查找。

国溯计量在证书交付当中的做法

      国溯计量CNAS L20436)在出具每一份校准证书的时候,全都是会按照规程去评定不确定度,并且在校准结果的那一页,给出修正值的。校准证书,会针对不同行业的习惯,清晰地给出修正值、修正因子、还有示值误差的对照,好让人能够看得一目了然。

      在证书交付的时候,所提供的,并不仅仅是一份报告,同时还会附带数据的解读说明。如果说,客户的设备,在校准的过程当中,发现了修正值偏大,又或者是,和上一次校准相比起来,存在着明显的漂移,工程师是会在现场主动地去进行提醒,并且给出维护的建议的。对于那些长期合作的客户,还会去把历次的校准数据整合起来,去做一个设备状态的趋势分析。这修正因子,可不是只看一次就够了的,去对比历史的数据,是能够看得出来,设备的性能,是在稳定地运行,还是在缓慢地恶化。这样一个趋势,比起单次的校准结论来,要更加具有管理的价值。

      如果说,你的手上有校准证书,对于修正因子的使用,还存在一些疑问,又或者是,想要去系统地梳理一下,设备校准数据的应用方法,都欢迎来联系国溯计量。我们的工程师,是可以根据你的设备清单,还有工艺的要求,逐台地去帮你判断,在什么情况下,是需要使用修正因子的,又该怎么去建立起修正因子的台账,从而把校准证书上的数据,真正地变成日常工作当中的参考依据。

      国溯计量作为具有CNAS实验室认可证书第三方校准机构,不仅提供符合国家规范的通用计量仪器校准服务,还可为您量身定制仪器管理与周期校准方案。您可以通过我们的证书查询系统,随时核验仪器校准状态。新客户尊享15%校准费用优惠,欢迎垂询。CNAS官网查询系统

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