我們深知精度是測量設備的靈魂，是一切測量的前提?！?a target="_blank">高精度”在很多場景中被提及，它其實是一個模糊的概念，本文將從研發(fā)測試角度，為大家分析“設備精度”。

從廣義上講，“高精度”著重關注兩個方面：測量分辨率和測量準確度。以ZLG致遠電子ZDL6000示波記錄儀的模擬電壓測量板卡為例，相關信息見下表。

測量分辨率

分辨率決定了測量設備對模擬信號的“分辨能力”——我們用分辨率來量化刻度。在8bit分辨率下，刻度的數(shù)量為28即256個，最小的測量刻度為當前量程的1/256。16通道卡（DQM-16250）的分辨率為16bit，最小的測量刻度為當前量程的1/65536。實際上，分辨率可以更高，但基于實際需求與生產(chǎn)環(huán)境綜合考慮，選擇一個合適的值才是妥當?shù)摹?/p>

16通道卡測量電壓時，在滿量程為50V時（即5V/div），16通道卡能分辨的模擬信號的最小變化值為50 V /65536（約0.76mV）。

但是，有了足夠的分辨率就夠了嗎？如果兩臺分辨率高低不同的電壓測量設備，同時對5V的模擬信號進行測量，示值分別5.22222222V和4.9V，哪一個更準呢？

分辨率是高精度的必要條件，但不是充分條件。換句話說，分辨率是高精度的要素，但無法決定精度。

測量準確度

測量準確度即狹義上講的精度，這里以16通道卡的垂直軸直流精度為例：

ZDL6000檔位數(shù)：目前固定為10個DIV

滿量程 = 電壓垂直檔位 * 檔位數(shù)

滿量程誤差值 = ±（電壓垂直檔位 * 檔位數(shù) * 0.05%） = ±（滿量程 * 0.05%）

例如，當前電壓垂直檔位為2V，滿量程為20V，誤差值為±（20V * 0.05%）即±0.01V。那么當測量值與真實值差距在0.01V之內(nèi)時，便可認為是符合精度要求的。

校準系數(shù)在生產(chǎn)環(huán)境中，影響到設備測量精度的因素非常多，如設備是否預熱、外部接線環(huán)境、電磁干擾、室溫等等。即便在外部條件滿足測量要求時，對待測信號進行處理到最終得到實際測量值的過程中存在著大量的元器件，這些元器件的精度誤差也會對測量精度產(chǎn)生影響。為了解決這些問題，我們使用校準系數(shù)對相對穩(wěn)定的環(huán)境下設備出現(xiàn)的固定的測量誤差進行糾偏。

校準系數(shù)在校準過程中經(jīng)過計算得來，將被干擾的信號重新糾正到盡可能的接近真實值。“校準系數(shù)”亦作“校正系數(shù)”。

校準系數(shù)有些情況下會寫在設備或板卡內(nèi)存中，有些則體現(xiàn)為可調(diào)電阻、可調(diào)電容的調(diào)試結果；雖載體不同，但作用是相同的。

校準

在致遠電子生產(chǎn)校準管理系統(tǒng)的管理流程下，設備從生產(chǎn)、組裝到出貨過程中必須且至少完成生產(chǎn)測試、校準兩個關鍵流程。簡要的說，生產(chǎn)測試流程驗證了設備的基本功能是否運行正常；校準流程則需要在特定環(huán)境下，對設備進行驗證并計算校準系數(shù)，以保證測量精度。

在設備的校準過程中涉及的所有參考物質(zhì)——如FLUKE系列校準源、示波器、萬用表等——必須經(jīng)過校準或第三方標定，且僅限在校準（標定）有效限期內(nèi)使用。并在此基礎上進行周密的校準流程，以保證設備精度的溯源性。

總結

作為測量儀器制造行業(yè)，儀器的精度是生存之本，是前進之帆，更應是我們力求精進的目標。助力中國半導體與芯片發(fā)展，助力中國科技崛起。

原文標題：【研發(fā)筆記】如何保證設備的精度？

文章出處：【微信公眾號：ZLG致遠電子】歡迎添加關注！文章轉(zhuǎn)載請注明出處。