Hello！小伙伴们！使用Arc电极可以简化电极的管理，上期给大家演示了怎么查看电极的基础信息，那么这期给大家简单介绍一下使用ArcAir App如何校准电极，这里我们以pH电极为例，可以推广到其他电极，pH电极是两点校准，电导率电极是单点校准，DO电极可以进行单点或者双点校准。

需要的工具和设备：



Arc蓝牙无线适配器（1代货号 243460或者2代货号 243470）

电极需要供电，可以通过PCS给电极供电或者Arc USB电源线（货号243490-01）

带有ArcAir App的移动设备（平板或手机） 学术论文中，经常会提到容量增量(IC)法，具体的算法原理在这里就不详细讲解了，相信BMS算法工程师和研究者对此并不陌生，有大量的论文对此有详细的阐述。关于IC的研究，大家不妨注重阅读北京交通大学团队的论文，通过对北交团队论文的阅读，我发现北交对IC的研究已经相当详细了，只看该团队的论文，就能完全了解IC法，无需再阅读其他论文。IC曲线原本是主要用来研究电池老化路径和机理，可以用来对电池的SOH进行估计和预测。姜久春老师的讲座对此有过演讲，见下方链接：同时呢，也有学者发现IC可以用来进行SOC的校准，同时也有BMS企业对此有应用。

简单介绍一下IC曲线。

对于锂离子电池来讲，可以通过dQ/dV-V曲线，研究电池内部正负极材料的情况，d Q/d V曲线通常称之为电量增量（Incremental Capacity,IC）曲线，如下图（LFP电芯）。利用IC曲线分析电池的衰减机理，这类方法通常称之为ICA（Incremental Capacity Analysis）；利用DV 曲线分析电池的衰减机理，这类方法通常称之为DVA（Differential Voltage Analysis）。

其实对上面两种曲线还有多种变形，在文献中也都有讲到，比如说将纵轴的dQ/dV换成dSOC/dV，也可以将IC曲线的横轴（图1）换成容量或者SOC， 其次，如果要通过上述曲线寻找SOC校准点，应该要明白IC曲线或者DV曲线以及变形曲线，可以反映电池电量的汇聚效应，可以理解为这些曲线能够反映在充电过程中某个电压区间或者某个SOC区间，充入的电量多（汇聚效应大），在另外一些区间则充入的电量少（汇聚效应小）。而我们要寻找SOC校准点，就是找到一个电压区间，其电量的汇聚效应要尽量小，请仔细思考该思想。

以图1为例，IC曲线有三个峰，分别是①、②、⑤，这三个峰对应的电压充入的电量多，汇聚效应大，尤其是②峰，每变化一个单位的电压其充入的电量非常多，也就说此时的电压与电量（或者SOC）的一一对应关系不明显，应该尽量在曲线两端的电压区间选择SOC校准点，比如说在3.5V时，对应的电量增量近乎为0，说明3.5V与电量（或SOC）的一一对应关系非常明显，因此在3.5V及以上的电压，适合用来作为SOC的校准点。那么对图2和图3进行分析，也会得到同样的结论，这跟上一篇文章中的SOC校准点的选择不谋而合。

其中，安徽的优旦科技在其官网中，提到利用上述方法进行SOC的校准，当然也可以用来进行SOH估计（至于如何用来进行SOH估计，后续文章会详细展开讲）

欧洲关于无损检测领域ISO 17025或ISO 17020的认可活动，在2015年颁布了认可导则，作为认可无损检测实验室或申请无损检测实验室的指南：

关于射线照片设备的校准，在附录A中描述如下：

APPENDIX A Radiographic Equipment (“RT-equipment”) - calibration and calibration intervals 附录 A 射线照相设备（“RT 设备”）——校准和校准间隔周期

应监测射线焦点特性是否有任何重大变化。

射线照相的灵敏度应通过适当材料和厚度的图像质量指示器 (IQI) 或透度计来确定。这些 IQI 有制造商的合格证。应监测 IQI 和透度计的状况，并停用损坏的 IQI 或透度计。IQI 或透度计的类型和位置应严格按照商定的标准或规范的要求执行。

射线照相胶片处理应按照制造商的建议进行维护， 应定期使用预曝光片的进行监控，以确保冲洗的正确操作并验证是否满足胶片分类系统的要求。

射线照相的黑度应使用黑度计测量。 根据所需的精度决定是否需要模拟或数字读数。 黑度计应根据参考阶梯黑度片或一组已知（校准）黑度的灰色滤光片按规定的间隔时间校准。每次使用手持式黑度计时，都应根据要使用的照明水平将其置零。应在两次校准之间进行必要的定期核查，以确定黑度计能正常运行，并处于校准状态。

参考阶梯黑度片应具有标识，并通过证书可追溯至（国际）国家测量标准，并且除非另有规定，否则应附有制造商证书，该证书有效期少于五年。

工作黑度片应使用经过校准和验证的黑度计确定每个阶梯的黑度，并直接记录在底片或附在底片的卡片上。次校准的日期也应记录在案。所有使用超过三年或过度磨损的工作黑度片应停止使用并销毁。工作黑度片有有效的证书，工作黑度片使用过程中易变色或褪色，应小心维护和储存。

应定期检查射线照相观察装置或观片灯的强度和均匀度。

由此可见，我们CNAS规定的无损检测射线照相设备校准与欧洲的规定有明显的区别，其中射线设备的焦点尺寸监控（我国射线检测设备计量要求有明显区别，未提及焦点尺寸要求）、观片灯的强度和均匀度监控（我国标准等同采用ISO，但少见满足标准的校准报告或证书）、以及暗室胶片处理工艺的监控（我国标准等同采用ISO，但应用单位不多见）都应有所提及。

1、确定需要校准的设备


实验室的设备并非都需要校准, 应根据设备在测量过程中的位置和作用来评估设备对结果有效性和计量校准性的影响, 合理地确定设备是否需要校准。对需要校准的设备, 应列入校准方案。



2 、校准方案的制定


在实施具体的合格评定过程中, CNAS-CL01-G001:2018《CNAS-CL01〈检测和校准实验室能力认可准则〉应用要求》6.4.7款规定, “对需要校准的设备, 实验室应建立校准方案, 方案中应包括该设备校准的参数、范围、不确定度和校准周期等”, 因此, 在制定校准方案时应将相关内容明确, 以便在校准时提出明确的、由针对性的要求, 同时也为校准后的确认提供便利。

（1）校准参数对于单参数设备, 校准参数就要按照设备的功能予以确定;对于多参数设备, 应根据实际使用情况以及相应的技术标准要求, 确定需校准参数, 确保所使用参数得到校准。





（2）校准范围实验室应根据认可能力附表中对应项目的测量范围, 来确定设备需要校准的范围, 原则是设备的校准范围应覆盖开对外开展工作的范围, 只有这样才能确保测量结果的计量校准性。





（3）测量不确定度设备的测量不确定度 (或准确度等级、大允许误差) 应满足技术标准 (如检定规程或校准规范或国家标准等) 和国家校准等级图的要求, 并与所开展的工作相适应, 不能出现实验室设备的测量不确定度劣于被测设备的测量不确定度的情况。





（4）校准周期设备的校准应根据对应技术方法 (如检定规程或校准规范) 的规定确定校准周期, 也可以根据使用的频次缩短或延长校准周期。当需要延长校准周期时, 可根据JJF1139-2005 《计量器具检定周期确定原则和方法》规定的来确定校准周期, 并保留相应的验证材料。


3、校准机构符合性评价


设备管理人员应针对每台需要校准的设备填写《设备校准机构能力符合性检查表》, 确保所选的校准机构能按照校准方案的要求完成设备的校准工作。同时, 由于校准机构为实验室提供校准服务, 属于外部供应商, 因此, 设备管理人员还应针对校准机构填写《供应商评价表》, 并对其提供的服务进行监控。





校准中



1、校准日期的确定


认可准则在7.8.2.1款“每份报告应至少的信息”中要求包括“物品的接收日期”、“实施实验室活动的日期”以及“报告的发布日期”, 校准机构完成对设备的校准后, 设备按照规定的条件存储, 其校准状态相对得到了固定,一般不会发生变化, 因此可以理解为设备自“实施实验室活动的日期”后开始获得了新的校准状态。在确定校准日期时应以校准证书中“实施实验室活动的日期”为准。



2 、设备运输、存储


为使设备安全运输至校准机构, 实验室应根据设备的特点, 制定相应的措施, 防止设备由于转移过程处置不当导致技术性能受损情况的发生。对于需要在特殊环境下存储的设备, 还应将存储条件告知校准机构, 好是在合同中注明。



校准后



1、 校准后的功能验证


CNAS-CL01-G001:2018《CNAS-CL01〈检测和校准实验室能力认可准则〉应用要求》6.4.4款规定“因校准或维修等原因又返回实验室的设备, 在返回后实验室也应对其进行验证。”, 因此, 设备由校准机构回到实验室后, 应有设备管理人员验证其功能、状态是否保持正常, 只有得出正常的结论后, 设备方能继续使用。



2、 结果的确认


设备管理人员应对照校准方案的要求核查校准结果是否满足要求,对于满足要求的设备可以继续使用。对于不满足要求的设备, 应分析原因, 启动设备故障后的追踪程序和不符合工作控制程序, 对之前当出具的结果进行核查。同时, 隔离设备以防误用, 并对设备进行维修。所有的记录均应予以保存。



3 、设备的使用


在确认设备功能正常、技术性能得到持续保持的情况下, 设备可以继续进行使用, 设备管理人员应将校准证书和确认记录归档, 并为设备更换有效的校准标识后, 校准工作基本完成。

7月14日上午，我中心特邀省计量院老师对中心检验检测仪器设备进行了检定/校准，包括箱式电阻炉、液相色谱仪、气相色谱仪、紫外分光光度计、卡尔费休水分测定仪等12台仪器设备。“历史上每一次的知识大爆炸，后面都有技术的迭代更新”。功率计的测量方法也不例外，随着功率传感器技术的进步，旧的测量方式已被推陈出新，下面请跟随陈老师一起，学习新测量技术。



功率计主要的计量校准项目，是被检功率计的功率测量精度；过去传统计量方法是在被检功率计关闭修正因子状态下，与功率标准的测量值比较，给出新的修正因子表，导入刷新原有功率计修正因子表；随着功率传感器技术的进步，新的校准和修正方法如下：

修正因子数据表校准更新方法



R&S功率传感器，内置修正因子数据表和附加修正数据表，其它厂商的新一代USB功率传感器一般也采用这种方式；

功率测量时，通过频率设置选择修正因子，不可关闭，传统方法中关闭修正因子的步骤无法实现；

功率传感器的标准修正因子数据表存储在加密保护区(EEPROM)，只能通过本公司的功率标准和软件进行校准读写刷新，计量单位从仪器公司购置功率标准，例如R&S NRPC及软件，可以刷新该公司功率传感器存储区中的修正因子表；

如果计量校准中采用的功率标准与被检功率传感器来自不同生产商，只能将与功率标准比对的误差表，导入功率传感器的附加修正数据表(闪存存储)并默认激活。功率传感器的附加修正数据表是公开的，生产商会提供相应软件工具，例如R&S NRP-toolkit。功率传感器计量校准时，不建议采用上述刷写修正因子的方法，建议采用“合格判定”：



根据功率传感器（探头）的指标手册给出的不确定度范围；



计量时参考功率标准的测量值与被检功率计测量值的差值作为检测结果；



检测结果在测量不确定度范围之内，则此探头通过合格判定，无需修改数据和刷写修正因子表，因为测量不确定度范围内的修正因子数据刷新毫无意义；



如果超出不确定度指标范围，建议返厂维修或校准；



对于测量值超差而并未损坏的传感器，也可以刷写修正因子或附加修正数据表，校准被校传感器。

网络分析仪是否可以不校准？

不校准直接测试，这是网络分析仪的降档使用方法，不校准状态比校准后的误差可能大10倍以上，可以用来临时观察评估，不可用作正式测量报告数据。

图片
校准件配套数据的必要性

的配套数据是校准件价值所在，没有数据的校准件不能用来做校准。

矢量网络分析仪校准时，选定激活所使用的校准件配套的数据，不能不选，也不能选择不配套的其它数据，也不能选ideal理想值，否则导致校准错误。配套数据不准确，会导致的校准误差。

图片
什么是SOLT和TOSM校准？它们的区别？

两者是同样的校准技术。

SOLT是Keysight的叫法，Short - Open - Load - Through；

TOSM是R&S的叫法，Through - Open - Short - Match。

推荐称为TOSM，因为Load和Line的缩写都是L，可能产生混淆。

图片
正确TOSM校准基础要求？

✦ 校准件接口类型与DUT完全一致；

✦ Through - Open - Short - Match各个校准件的配套数据匹配，多项式模型或s1p数据均可；

✦ 在矢网Cal kit菜单中检查Through校准件数据，是否male-male, female - female以及male - female 三种类型齐备，而且通常male - female直通不需要物理器件，实际是测试电缆接口直接互联，Delay（或电长度）和loss等于零，其它两种直通这两项参数大于零，或者完整s2p数据；

✦ 在矢网Cal kit菜单中检查Through校准件数据，如果仅有THRU(m-f)，delay=0，而其它OSM校准件数据齐备，此套校准件不支持male-female以外的TOSM校准，如果是m-m或f-f的被测件测量，只能应用未知直通UOSM校准；

✦ 在矢网Cal kit菜单中检查Through校准件数据，如果THRU(m-f)的delay=0，那么即使校准箱中存在THRU(m-f)物理器件，也不能在TOSM校准值使用；

✦ 注意，可能在使用的校准箱中，发现有各种接口类型的直通连接器，但是Cal kit中没有配套数据，说明这仅仅是连接器，只能作为未知直通，不能用作THRU直通校准件。

图片
同轴校准常用方法？

✦ 双端口和多端口测试时，如果Through - Open - Short - Match各个校准件的配套数据完整且在校准周期内，推荐使用TOSM；

✦ 如果直通校准件没有的配套数据，推荐采用未知直通校准，SOLR是Keysight的叫法，UOSM是R&S的叫法，校准过程与TOSM类似，执行OSM校准步骤后，用一个普通同轴连接器代替THRU做未知直通校准；

✦ 单端口器件测试时，推荐OSM(OSL)校准。

图片
UOSM的"未知直通"连接器的要求？

未知直通连接器，实现测试界面之间的连接，与DUT接口类型一致，驻波没有特殊要求，损耗不大且满足互易性（S21=S12 >> -40dB）即可。

图片
校准件的配套数据类型格式？

校准件的配套数据，有两种类型，一种是多项式模型，另一种是S参数数据。

✦ 校准时采用配套的校准件数据，不可使用ideal理想数据；

✦ S参数数据类型，是校准件配套计量的S参数数据；

✦ 多项式模型，除了特性阻抗以外，一般给出Open的电容多项式系数、Short的电感多项式系数、Through的延时（单位ps）或电长度（单位mm），以及上述校准件的loss（GΩ/s或dB/√GHz）；

✦ 精密级校准件，每套校准件严格的出厂测试，配套计量的S参数数据类型，并且给出基于此数据的多项式模型；

✦ 经济型校准件一般都采用多项式模式的模式，而且每个型号的多项式系数都是一样的，无需出厂测试，产品线工艺误差，不确定度比精密级校准件差。

图片
测试同轴连接器的要求？

测试电缆末端连接器要求很高，随意使用的普通商用转接器无法精度要求。生产工艺和精度的原因，造成同轴内导体连接缝隙，造成阻抗不连续，反射驻波会恶化。另据计量学界对此连接缝隙的仿真研究，要求校准件有一定的缝隙避免出现谐振，且不同同轴类型和频率范围的连接器，要求的小缝隙尺寸不同。对于空气线校准件，为了两侧的对称性，尽量缝隙小化。

图片
快速查验网络分析仪是否故障

各端口不接电缆开路进行全频段波量测试，显示水平功率曲线，数值等于网络分析仪设置功率，起伏不超过2dB，说明状态完好；

曲线如果出现大的波峰波谷，说明网络分析仪故障。

图片
快速查验校准件故障方法？

以下是正常校准件的表现：

✦ 端口1分别直接连接Short - Open - Load（Match），S11扫频测试；

✦ Open和Short，S11幅度接近0dB，S11的delay与配套数据一致；

✦ Open的起始相位0°左右，Short的起始相位180°左右；

✦ 匹配负载的S11<-20dB，相位随机；

✦ Through连接端口1-2，观察测试S11≈S22<-20dB，S21≈S12且数值很小。

图片
如何校准同轴校准件的数据

✦ 初始检验校准件，包括特殊设计的精密空气线、精密负载和短路器，精密测试电缆和连接器；

✦ 矢量网络分析仪使用上述装置完成初始TRL校准后，对校准件进行测试获取S参数数据，作为配套数据。依据这些S参数进行曲线拟合运算，可以得到多项式模型系数数据。

图片
校准件的维护保养

✦ 校准件是精密校准器具，严防物理损伤，保持日常清洁防尘维护。另外注意日常使用中的磨损造成校准件数据的变化，使用一段时间需要重新校准，校准周期建议1年或500次连接，原厂和计量机构可以提供校准服务。

✦ 建议与生产企业签订保修、维修和校准服务合同，校准件用量大且频繁的用户需要注意，有些厂商规定拒绝单体校准件维修替换，整套购置，这种情况需考虑维护预案以避免损失。

为推进校准实验室认可工作，不断提升校准实验室能力水平，中国合格评定国家认可（CNAS）秘书处于2022年6月29日至30日以网络直播的形式组织举办了校准实验室认可宣贯培训。本次培训主要针对意向申请或已获CNAS认可的校准实验室，2300多名来自全国各地的校准实验室及相关机构的质量管理人员、技术人员参加了培训。

CNAS副秘书长肖良在培训启动会上指出，为了深入贯彻新发展理念，推动发展，更好地服务双循环新发展格局和建设全国统一大市场，更好地落实市场监管总局局长罗文关于“要聚焦主责主业，在强化市场监管、服务经济社会发展上带好头作表率”的指示精神，落实田世宏副局长在今年6月9日世界认可日上的讲话要求，根据常态化防控的需要，CNAS秘书处安排组织了本次线上培训，这是CNAS服务认可对象，履行社会责任的重要举措。肖良还介绍了CNAS概况及新动态，探讨了认可工作面临的新形势新要求，强调要进一步发挥认可作用，规范校准行业的健康发展。

本次培训邀请了中国计量协会秘书长王晓冬对我国计量校准行业动态进行了分析。CNAS校准实验室认可部负责人对校准实验室认可政策和发展趋势进行了解读。CNAS相关工作人员和技术详细讲解了校准实验室认可新技术要求和关键技术要素，并对参加培训人员反映集中的问题进行了解答，帮助各校准实验室、各相关人员加深对认可要求的理解，进一步提升校准实验室认可的有效性和一致性。

在培训满意度调查中，参加培训人员对本次培训给予了高度评价，纷纷表示要将培训所学所获运用到实际工作中，不断提升本实验室的质量管理和能力水平，与CNAS共同推动校准行业的发展。