Trong bài viết này, Công ty công nghệ Mitas giúp quý khách hàng hiểu rõ hơn về các khái niệm của Hiệu chuẩn thiết bị (Calibration), Chuẩn hóa thiết bị (Normalization), Độ không đảm bảo đo (Measurement Uncertainty) và Khả năng truy xuất nguồn gốc (Traceability) cùng ví dụ cụ thể với thiết bị Keysight.
Hiệu chuẩn thiết bị là làm gì?
Dịch vụ hiệu chuẩn định kỳ xác minh các thông số kỹ thuật của thiết bị đo bằng cách đo hiệu suất thực tế bằng các tiêu chuẩn tham chiếu có độ không chắc chắn đã nêu và có thể truy xuất đến Hệ thống đơn vị quốc tế (SI). Hiệu suất được đo, bao gồm Độ không chắc chắn về phép đo (MU), sau đó được so sánh với các thông số kỹ thuật của bảng dữ liệu đã công bố.
Từ định nghĩa về hiệu chuẩn, chúng ta có thể suy rộng ba yếu tố chính của quy trình hiệu chuẩn, nêu rằng chỉ những quy trình bao gồm cả ba yếu tố mới có thể được định nghĩa thực sự là hiệu chuẩn.
Đó là xác minh thông số kỹ thuật, độ không chắc chắn khi đo và khả năng truy xuất nguồn gốc.
Xác minh thông số kỹ thuật là gì?
Xác minh thông số kỹ thuật là một quy trình cho phép đo lường hiệu suất thực tế của thiết bị đang hiệu chuẩn và so sánh với thông số kỹ thuật của bảng dữ liệu đã công bố
Độ không chắc chắn khi đo ước tính độ không chính xác khi đo là độ lệch chuẩn của các nguồn lỗi kết hợp trong quá trình hiệu chuẩn.
Khả năng truy xuất nguồn gốc của phép đo liên kết kết quả đo lường của bạn với các đơn vị SI thông qua một chuỗi hiệu chuẩn không bị gián đoạn, mỗi hiệu chuẩn đều góp phần vào độ không chắc chắn khi đo.
Thành phần xác minh thông số kỹ thuật sẽ tập trung, như tên gọi của nó, vào việc xác minh thông số kỹ thuật của sản phẩm của chúng tôi, được nhà sản xuất bảo hành. Các thông số kỹ thuật đó được đảm bảo nằm trong khoảng không chắc chắn đã xác định (giới hạn thông số kỹ thuật).
Về Kiểm tra hiệu suất (Xác minh hiệu suất) của thiết bị Keysight
Kiểm tra hiệu suất [còn gọi là Xác minh hiệu suất] là một quy trình thực hiện một bộ đầy đủ các bài kiểm tra để so sánh hiệu suất của sản phẩm với các tiêu chuẩn có thể truy xuất được về độ chính xác đã biết và để xác minh sản phẩm có tuân thủ các thông số kỹ thuật (do nhà sản xuất bảo hành) hay không, bằng cách sử dụng phán đoán đạt/không đạt.
Ví dụ về kiểm tra hiệu suất thiết bị Keysight, trong khi độ chính xác mức công suất tại cổng thiết bị là thông số kỹ thuật được bảo hành, thì mức công suất ở cuối bộ mở rộng có thể là thông số kỹ thuật hoặc đặc điểm điển hình.
Nếu chúng ta muốn biết chính xác giá trị này, chúng ta có thể hình dung việc sử dụng một tiêu chuẩn có thể truy xuất được để so sánh đặc điểm này.
Trong trường hợp này, chúng ta sẽ nói về việc Kiểm tra đặc tính (Characterization Tests)
Kiểm tra đặc tính là nơi chúng ta thực hiện một loạt các bài kiểm tra để so sánh đặc tính của sản phẩm với các tiêu chuẩn có thể truy xuất được về độ chính xác đã biết. Kiểm tra đặc tính có thể được sử dụng để cung cấp hiệu chuẩn cho các thiết bị và giải pháp không có thông số kỹ thuật được bảo hành.
Độ không chắc chắn của phép đo khi Hiệu chuẩn thiết bị Keysight
Việc định lượng lỗi trong phép đo là một phần rất quan trọng.
Độ đúng được định nghĩa là mức độ thống nhất giữa các giá trị số lượng đo được trung bình và giá trị thực. Độ đúng là một phẩm chất và không thể được biểu thị dưới dạng giá trị số, nhưng nó thường được đánh giá bằng lỗi đo lường hệ thống và được định lượng dưới dạng độ lệch – sự khác biệt giữa giá trị đo được trung bình và giá trị tham chiếu (còn gọi là độ lệch đo lường).
Do đó, phép đo có lỗi đo lường hệ thống nhỏ được coi là đúng. Có thể áp dụng phép hiệu chỉnh để bù cho lỗi hệ thống đã biết.
Độ chính xác là mức độ thống nhất chặt chẽ giữa các giá trị đo được thu được bằng phép đo lặp lại trên cùng một số lượng hoặc các số lượng tương tự trong các điều kiện được chỉ định và ổn định. Nói cách khác, độ chính xác mô tả sự thay đổi của các phép đo lặp lại của một giá trị số lượng nhất định, mà không tham chiếu đến giá trị thực hoặc giá trị tham chiếu. Độ chính xác là một chất lượng và không nên được thể hiện dưới dạng giá trị số mà thường được đánh giá bằng lỗi đo ngẫu nhiên. Lỗi đo ngẫu nhiên có thể được thể hiện bằng các biện pháp không chính xác, chẳng hạn như độ lệch chuẩn (σ) hoặc phương sai (σ2) và giả sử lỗi ngẫu nhiên trung bình bằng không. Tùy thuộc vào khoảng tin cậy mục tiêu (68%, 95% hoặc 99%), 1, 2 hoặc 3σ sẽ được xem xét.
Độ chính xác (được suy ra từ độ đúng và độ chính xác) là phép đo sự thống nhất giữa giá trị đo được và giá trị thực – được đánh giá bằng lỗi đo lường kết hợp giữa lỗi hệ thống và lỗi ngẫu nhiên và được định lượng dưới dạng độ không chắc chắn đo lường dưới dạng độ lệch chuẩn hoặc khoảng tin cậy
Sau đây là một ví dụ về độ không chắc chắn đo lường liên quan đến thông số kỹ thuật của thiết bị, được biểu thị bằng các đường màu đỏ.
Kết quả thử nghiệm thiết bị được trình bày dưới dạng giá trị đo được và độ không chắc chắn đo lường, với các dấu chấm biểu thị giá trị đo lường và đường đứt nét biểu thị khoảng không chắc chắn. Kích thước khoảng không chắc chắn được định nghĩa là khoảng mà giá trị thực của đại lượng đang được đo lường được kỳ vọng nằm trong đó với mức độ tin cậy đã nêu (thường là 95%). Trong hình, độ tin cậy được biểu thị bằng đường cong Gaussian. Khoảng không chắc chắn này có thể thay đổi về kích thước, tùy thuộc vào bài kiểm tra.
Có thể thấy rằng một số giá trị nằm trong hoặc ngoài thông số kỹ thuật trong khi những giá trị khác có thể được coi là nằm trong hoặc ngoài thông số kỹ thuật theo MU liên quan.
Giá trị đo lường có thể có bốn kết quả là trượt sai, đạt sai, đạt đúng và trượt đúng, được biểu thị bằng đồ thị hai chiều được sử dụng để xác định rủi ro cho phép đo. Hình elip biểu thị khoảng không chắc chắn của phép đo.
Tất nhiên, việc định lượng các vùng màu đỏ của đạt sai và trượt sai là rất quan trọng vì nó làm giảm rủi ro và chi phí kiểm tra. Vì vậy, bất kỳ hành động nào giúp chúng ta giảm thiểu những tình huống đó sẽ làm giảm rủi ro của chúng ta.
Ví dụ cho thấy điều gì xảy ra với đồ thị kết quả của chúng ta khi độ không chắc chắn của phép đo giảm (từ 4% xuống 2%).
Xem trục bán phụ của hình elip ngắn hơn sau khi giảm độ không chắc chắn của phép đo, do đó có thể thấy rõ khả năng đạt và không đạt (vùng màu đỏ).
Khả năng truy xuất đo lường trong Hiệu chuẩn thiết bị
Khả năng truy xuất nguồn gốc phép đo là bằng chứng cho thấy kết quả của phép đo được liên kết trực tiếp với hệ thống đơn vị quốc tế hoặc các tiêu chuẩn quốc gia hoặc quốc tế khác thông qua chuỗi hiệu chuẩn không bị gián đoạn được ghi chép lại, tất cả đều có các mức độ không chắc chắn đã nêu.
Cách dễ nhất để hiểu khái niệm về hệ thống phân cấp hiệu chuẩn là sử dụng kim tự tháp khả năng truy xuất nguồn gốc.
Ở đỉnh của kim tự tháp là các tiêu chuẩn tham chiếu quốc gia hoặc quốc tế có độ chính xác cao nhất. Ở cấp độ cơ sở là thiết lập đo lường của khách hàng.
Các cấp độ ở giữa chứa các phòng thí nghiệm hiệu chuẩn bên ngoài hoặc Viện Đo lường Quốc gia, nơi so sánh các tiêu chuẩn của họ trực tiếp với các tiêu chuẩn tham chiếu quốc tế, đảm bảo rằng các hiệu chuẩn của họ có độ chính xác cao nhất.
Đỉnh của kim tự tháp có độ chính xác cao nhất và độ không chắc chắn nhỏ nhất của phép đo. Mỗi cấp độ đi xuống từ đỉnh của kim tự tháp sẽ mất một mức độ chính xác nhất định khi các mức độ không chắc chắn của phép đo được kết hợp lại.
Khả năng truy xuất và tương quan đo lường
Khả năng truy xuất nguồn gốc là một trong những thách thức chính phải đối mặt trong thiết kế và sản xuất và nó liên quan đến cái mà chúng ta gọi là tương quan đo lường.
Nếu các thiết bị được thử nghiệm theo cùng một tiêu chuẩn tham chiếu, chúng có thể được tương quan với nhau.
Sự tương quan đo lường này rất quan trọng, đặc biệt là đối với các nhóm/phòng thí nghiệm ở các vị trí địa lý khác nhau. Lỗi hoặc thiếu sót trong tài liệu truy xuất nguồn gốc là một trong 10 thiếu sót được trích dẫn nhiều nhất trong các cuộc kiểm toán theo quy định.
Mọi tổ chức cần có một chương trình đảm bảo đo lường nội bộ để đảm bảo rằng các yêu cầu về khả năng truy xuất nguồn gốc đo lường được thiết lập và duy trì.
Chuẩn hóa thiết bị (Normalization)
Chuẩn hóa hoặc hiệu chỉnh lỗi là sự kết hợp của các thuật toán toán học, tiêu chuẩn vật lý và các quy trình xác định được sử dụng để chuyển độ chính xác của tiêu chuẩn cho một tham số đo lường cụ thể sang mặt phẳng đo lường – được thực hiện trước khi đo hoặc sau khi thay đổi thiết lập để loại bỏ các lỗi hệ thống bằng cách sử dụng một bộ tiêu chuẩn hiệu chuẩn hoặc thiết bị có đặc điểm đã biết.
So sánh Chuẩn hóa thiết bị và Hiệu chuẩn thiết bị
- Chuẩn hóa không xác minh thông số kỹ thuật của thiết bị đo mà xác minh hiệu suất của thiết bị tại mặt phẳng đo.
- Chuẩn hóa định lượng các lỗi hệ thống và loại bỏ chúng khỏi phép đo, cải thiện độ chính xác. Hiệu chuẩn ước tính độ không chính xác của phép đo dưới dạng độ lệch chuẩn của các nguồn lỗi kết hợp.
- Các tiêu chuẩn hoặc quy trình chuẩn hóa có các thông số kỹ thuật/đặc điểm đã biết, nhưng chúng thường không thể truy nguyên được. Ngược lại, các tiêu chuẩn tham chiếu được sử dụng trong hiệu chuẩn có độ không chắc chắn đã nêu và có thể truy nguyên được theo Hệ thống đơn vị quốc tế.
Chương trình Hiệu chuẩn thiết bị Keysight của Công ty MITAS Hà Nội
Là nhà phân phối chính thức của Keysight và nhiều hãng nổi tiếng khác trên thế giới, Công ty Cổ phần Công nghệ Mitas hiểu rõ về các thiết bị trong ngành đo lường điện – điện tử, đo kiểm anten, các công cụ thiết kế hệ thống, thiết kế cao tần, thiết kế mạch điện tử, các phần mềm và giải pháp gia công mạch điện tử, mạch cao tần,… Bên cạnh đó, MITAS có đội ngũ kỹ sư tài năng và kinh nghiệm dày dặn trong việc triển khai nhiều dự án lớn trong lĩnh vực An ninh, Quốc phòng, Công nghiệp, Giáo dục Đào tạo.
Các thiết bị của quý khách sẽ được bảo hành, hiệu chuẩn, sữa chữa với chất lượng tốt nhất.
MITAS hiện đang triển khai chương trình dành tặng 5 năm bảo hành thiết bị Keysight miễn phí cho quý khách hàng.
Mọi thông tin chi tiết Quý Khách vui lòng liên hệ:
Công ty Cổ phần Công nghệ MITAS Hà Nội
ĐT: (+84) 243 8585 111 | Email: sales@mitas.vn
Sự ủng hộ tin yêu của Quý Khách hàng là động lực và tài sản vô giá đối với tập thể công ty chúng tôi. Chúng tôi xin trân trọng cảm ơn./.
(*) Bài viết dựa trên chia sẻ trong Hội thảo Giới thiệu các công nghệ đo lường điện tử tiên tiến thế hệ mới trong lĩnh vực tần số vô tuyến điện và kỹ thuật Quốc phòng. (Advancing Next-Gen RF and Defence Engineering Seminar). XEM CHI TIẾT
