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,在測量過程中讓有缺陷的產(chǎn)品進入市場。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驗室,如Transcat?!禘E Times》編輯日前有幸參訪了美國校正和實驗室儀器服務(wù)供應(yīng)商Transcat Inc.位于紐約州羅徹斯特(Rochester, New York)總部,直擊高端校正實驗室及其內(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間沒在實驗室看過這臺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(如溫度計和濕度計)的校正設(shè)備。其他校正服務(wù)包括計量流量和尺度作業(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驗室。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,并由該公司的計量技術(shù)總監(jiān)Chris Grachanen負責。幾年前,在Transcat向惠普(HP)收購他的實驗室之前,Chris一直在推動校正技師培訓(xùn)和認證。
Rudow解釋了Transcat收購惠普Houston RF校正實驗室的一個原因。他說:“植入人體使用的醫(yī)療組件具有RF功能,如藍牙。這些產(chǎn)品需要以校正設(shè)備進行測試。Houston中心還有一間標準實驗室,可以校正公司的120 Fluke多功能校正器,以符合NIST可溯源標準?!?/p>
Transcat的校正標準并不只是電壓、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)量標準位于費城和洛杉磯的溫控室。這些標準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實驗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,實驗室需要經(jīng)過公證單位認證。諸如國家自愿實驗室認可計劃(National Voluntary Laboratory Accreditation Program;NVLAP)等組織定期針對實驗室進行審核,以驗證其是否符合公認的做法。此外,實驗室的所有技術(shù)人員也都必須接受培訓(xùn)和認證。
Rudow說:“我們希望所有的技術(shù)人員都經(jīng)過能力測試,以確保每項技術(shù)都符合要求。即使取得實驗室認證只需要讓一名技術(shù)人員向認證機構(gòu)展示我們知道如何校正,但我們并不滿足于此。在我們每一個設(shè)施的每一名校正技術(shù)人員都經(jīng)過認證,這使我們在21個地點的服務(wù)與效果都能保持一致。如果一家客戶擁有多個據(jù)點,他們可以使用當?shù)氐腡ranscat實驗室,獲得與其他任何地點的Transcat實驗室相同的校正結(jié)果?!?/p>
以下圖集介紹在校正實驗室可能看到的各種為儀器精準度把關(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
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。
用于精密量測的標準工具——塊規(guī)(gage-block)組,在此實驗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行校正,但情況并非總是如此。這就是為什么校正實驗室中還需要其他直流電源廠家測試設(shè)備,如銣頻率標準和失真分析儀。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定時器/計數(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行校準。