校准与不确定度
Calibration & Uncertainty
校准建立输入与输出的关系，不确定度说明这个关系有多可信。两者缺一，数据就无法用于决策。
01
校准的 5 种类型
| 类型 | 做什么 | 典型对象 | 时机 |
|---|---|---|---|
| 零点校准 | 在已知零输入下调整输出 | 压力、位移、气体传感器 | 每次维护或怀疑漂移时 |
| 跨度校准 | 在满量程或近满量程点调整增益 | 4–20 mA、电压输出 | 零点校准后 |
| 多点校准 | 在 3–5 个点建立拟合曲线 | pH、EC、DO、土壤水分 | 按标准或厂家建议周期 |
| 现场比对 | 与便携式标准表或实验室样品比对 | 水质、空气、噪声 | 每月/每季 |
| 实验室检定 | 送有资质的计量机构检定 | 声级计、标准传感器 | 按法规或年度 |
02
一次完整校准的步骤
- 明确被测量、量程、允许误差与使用条件。
- 准备可溯源的标准器，其不确定度应小于被校对象允许误差的 1/3。
- 记录环境条件（温度、湿度、气压）与安装状态。
- 按 0%、25%、50%、75%、100% 或标准要求的点逐点加载/卸载。
- 记录正行程与反行程读数，计算非线性、迟滞与重复性。
- 拟合校准曲线，写入设备并保留原始记录。
- 给出校准结果的不确定度与适用期限。
03
不确定度预算怎么写
不确定度不是“误差多大”，而是对结果分散性的定量描述。下面是最小预算表，实际项目应按传感器与现场条件增删。
| 来源 | 类型 | 数据来源 | 处理 |
|---|---|---|---|
| 传感器非线性/迟滞 | B 类 | 厂家规格或校准证书 | 按均匀分布折算 |
| 零点漂移 | B 类 | 长期稳定性数据 | 按半年/一年漂移估计 |
| 温度影响 | B 类 | 温度系数 × 温差 | 按现场温度范围 |
| 安装/耦合 | B 类 | 现场比对或经验 | 往往是最弱环节 |
| 参考标准 | B 类 | 校准证书不确定度 | 按包含因子折算 |
| 重复性 | A 类 | 多次测量标准差 | 实验估计 |
04
校准记录至少包含
设备
型号、编号、量程、固件版本
环境
温度、湿度、气压
标准器
名称、编号、证书号、不确定度
校准点
0/25/50/75/100%，正行程与反行程
结果
示值误差、非线性、迟滞、重复性
结论
是否合格、适用期限、校准人、日期
SIYB 建议校准记录应能回答三个问题：用什么标准、在什么条件、结果不确定度多少。缺一项，数据就不可追溯。