如何对基于计算机的测量仪器进行内部和外部校准

外部校准 

经过一段时期后，通常是一年后，用于完成内部校准的板上电压源需要校准到某一已知的标准，这一板上电源的校准过程就是外部校准的一个例子。 

外部校准要采用高精度的外部标准。进行外部校准期间，板上校准常数要参照外部标准来调整。同内部校准一样，外部校准不要求调整分压计或移动跳线。外部校准通常为度量衡实验室或其它具有可朔源的机构保留。外部校准一旦完成，新的校准常数就被保存在测量仪器存储器的被保护区域内且用户无法取得，这样就保护了由于偶然的调整对校准完整性的影响。无论任何测量仪器，制造商都必须提供相应的校准流程和在基于计算机的测量仪器装置上进行外部校准所必需的校准软件。 

手动及自动校准流程 

为了满足工程师对校准基于计算机的测量仪器的需要，可以采用手动及自动校准方案。自动校准系统能够快速、无须人力干预并可提供用于符合像ISO-9000的详细校准记录。手动校准流程为想要将嵌入校准功能直接嵌入测量系统的的用户提供详尽的信息，这就避免了将基于计算机的测量仪器搬回度量衡实验室的麻烦。 

手动校准流程告诉你如何对测量仪器进行外部校准，这一流程通常作为测量仪器的保养手册中的一部分用于销售，也可以从制造商网站上下载。 

手动流程校准的缺点是费时费力，这并非由于测量仪器的调整麻烦，而是由于较长的测量验证过程造成的。要符合校准指南的要求，在校准的前后都要对测量仪器的性能进行验证。只有这样才能确定测量仪器是否在校准前后的规范内工作。例如，要在E系列数据采集装置上进行外部校准，就要进行增益、动态范围和极性三种测量，这就需要进行几百次的测量。 

像Fluke MET/CAL这样的产品和NICalibration Executive工具包含了如何在度量衡实验室将这一过程自动化的描述，从而极大地减少外部校准所需要的时间。通过GPIB与外部标准通信，校准软件就能从仪器设置和读取外部电压的数值，这些数值然后用于验证和校准被调整的仪器，校准流程结束时，可以从配置文件中自动读取仪器技术指标并生成详细的校准报告(图1)。采用自动校准软件，可以在校准一台传统测量仪器所需要的时间之内，同时测量几台测量仪器，尤其当被测装置中不存在电压表的时候，设计这些工具的目的是满足度量衡实验室对校准的严格要求。 

对于自已拥有度量衡实验室的大公司，都配备了手动流程和校准软件产品。对于那些没有度量衡实验室的公司，数据采集和测量仪器公司通常必须与世界各地的度量衡服务公司合作。 

通常有2类外部校准证书。一种是基本校准证书，通常是在产品制造后生成并由测量仪器生产商提供。这种证书让NIST或本地标准检定机构有可能追源仪器的来源以及在校准有效期内测量环境状态的信息。认证度量衡实验室通常是提供详细的校准认证。这种认证除了提供在基础认证中所包含的相同信息外，还将每一次测量前后的数据加以完善。详细地校准认证应当符合ANSI-Z540-1这样的特定指南的要求，这类指南主要为美国所采用，或更多地为ISO指南25所采用。这些指南确保校准的连续性，并且多数经过ISO-9000认证的公司都符合这些指南的要求。 

本文小结

测量仪器基于计算机的测量仪器，同传统的仪器一样，需要周期性的内部和外部的校准以确保测量仪器达到所要求的精度。设计正确的基于计算机的测量装置应当向用户提供可进行自动内部校准的工具和服务，以及进行外部自动校准的方法。欲校准了解更多信息，请参见国家仪器校准网：www.ni.com/calibration。