قابلیت ردیابی NIST

قابلیت ردیابی NIST یعنی چه ؟

کالیبراسیون به معنای مقایسه است و تنظیم (در صورت لزوم) پاسخ یک ابزار به محرکی با کمیت دقیقاً شناخته شده، برای اطمینان از صحت عملیات.

برای انجام کالیبراسیون، باید به طور منطقی مطمئن بود که کمیت فیزیکی مورد استفاده برای تحریک ابزار به خودی خود دقیق است.

به عنوان مثال، اگر من سعی می کنم یک فشار سنج را کالیبره کنم تا در فشار اعمال شده ۲۰۰ PSI به طور دقیق بخواند، باید بطور منطقی مطمئن باشم که فشاری که برای تحریک گیج استفاده می کنم در واقع ۲۰۰ PSI اگر ۲۰۰ PSI نیست،

تمام کاری که من انجام می‌دهم این است که گیج فشار را طوری تنظیم کنم که ۲۰۰ PSI ثبت کند در حالی که در واقع چیزی متفاوت را حس می‌کند.

در نهایت، این یک سوال فلسفی معرفت شناسی است: چگونه می دانیم چه چیزی درست است؟

در اینجا هیچ پاسخ ساده ای وجود ندارد،

اما تیم هایی از دانشمندان و مهندسان معروف به مترولوژی زندگی حرفه ای خود را وقف مطالعه استانداردهای کالیبراسیون می کنند تا اطمینان حاصل کنند که ما به بهترین تقریب “حقیقت” برای اهداف کالیبراسیون خود دسترسی داریم.

مترولوژی علم اندازه گیری است و مخزن مرکزی تخصص در مورد این علم در ایالات متحده آمریکا موسسه ملی استانداردها و فناوری یا NIST (که قبلاً به عنوان اداره ملی استانداردها یا NBS شناخته می شد) است.

کارشناسان NIST کار می کنند تا اطمینان حاصل کنند که ما ابزارهایی برای ردیابی دقت اندازه گیری به استانداردهای ذاتی داریم، که مقادیر ذاتاً ثابت هستند (تا جایی که هر کسی می داند).

فرکانس ارتعاشی یک اتم سزیم جدا شده هنگامی که توسط انرژی رادیویی تحریک می شود، برای مثال، یک استاندارد ذاتی است که برای اندازه گیری زمان استفاده می شود (که اساس به اصطلاح ساعت اتمی را تشکیل می دهد).

تا آنجا که هر کسی می داند، این فرکانس در طبیعت ثابت است و نمی تواند متفاوت باشد: هر اتم سزیم جدا شده فرکانس تشدید یکسانی دارد.

مسافت طی شده در خلاء توسط ۱۶۵۰۷۶۳٫۷۳ طول موج نور ساطع شده توسط اتم برانگیخته کریپتون-۸۶ (^۸۶Kr) استاندارد ذاتی برای طول یک متر است. باز هم، تا جایی که هر کسی می داند، این فاصله در طبیعت ثابت است و نمی تواند تغییر کند.

این بدان معناست که هر آزمایشگاه مجهز به مناسبی در جهان باید بتواند استانداردهای ذاتی خود را برای بازتولید مقادیر دقیقاً مشابه بر اساس ثابت‌های فیزیکی (جهانی) ایجاد کند.

دقت یک استاندارد ذاتی در نهایت تابعی از طبیعت است تا یک ویژگی دستگاه.

بنابراین استانداردهای ذاتی به عنوان مرجع مطلقی عمل می کنند که ممکن است ابزارهای خاصی را بر اساس آنها کالیبره کنیم.

ماشین آلات لازم برای تکرار استانداردهای ذاتی برای استفاده عملی بسیار گران و معمولاً ظریف است.

این بدان معناست که یک مترولوژیست متوسط ​​(چه رسد به تکنسین ابزارهای صنعتی متوسط) هرگز به یکی از آنها دسترسی نخواهد داشت.

در حالی که مفهوم استاندارد ذاتی در وعده دقت و تکرارپذیری نهایی وسوسه انگیز است، حفظ آن به سادگی از دسترس اکثر آزمایشگاه ها خارج است.

نمونه‌ای از استاندارد ذاتی این آرایه اتصال جوزفسون در آزمایشگاه اندازه‌شناسی اولیه در دفتر مرکزی شرکت فلوک در اورت، واشنگتن است:

یک اتصال جوزفسون به عنوان یک استاندارد ذاتی برای ولتاژ عمل می کند و ولتاژهای DC بسیار دقیق را در پاسخ به جریان تحریک DC و شار تابش مایکروویو تولید می کند.

.

اتصالات جوزفسون دستگاه‌های ابررسانا هستند و به همین دلیل باید در محیطی بسیار سرد کار کنند، از این رو رگ دیوار با هلیوم مایع در سمت راست عکس پر شده است.

شار تابش مایکروویو خود باید فرکانس مشخصی داشته باشد، زیرا ولتاژ جوزفسون به نسبت مستقیم با این فرکانس متفاوت است. بنابراین، منبع فرکانس مایکروویو با ساعت اتمی NIST (استاندارد ذاتی دیگر) همگام می شود.

در حالی که از نظر تئوری قادر به تولید ولتاژهایی با عدم قطعیت در محدوده پایین در هر میلیارد است، آرایه جوزفسون مانند این که توسط Fluke نگهداری می شود، جانور بسیار گران قیمتی است که برای اکثر آنها بسیار غیرعملی است. آزمایشگاه ها و مغازه ها برای توجیه مالکیت. برای اینکه این استانداردهای ذاتی در دنیای صنعتی مفید واقع شوند،

از آنها برای کالیبره کردن ابزارهای دیگر استفاده می کنیم، که سپس برای کالیبره کردن سایر ابزارها استفاده می شود و به همین ترتیب تا زمانی که به ابزاری که قصد داریم برای خدمات میدانی در یک فرآیند کالیبره کنیم، برسیم.

. تا زمانی که این “زنجیره” از ابزارها به اندازه کافی در برابر یکدیگر کالیبره شوند تا از دقت خوب در نقطه پایانی اطمینان حاصل شود، ممکن است ابزارهای میدانی خود را با اطمینان کالیبره کنیم.

اطمینان مستند به عنوان قابلیت ردیابی NIST شناخته می شود:

که دقت ابزار میدانی که ما کالیبره می‌کنیم در نهایت با دنباله‌ای از مستندات که به استانداردهای ذاتی حفظ شده توسط NIST تضمین می‌شود.

این به هر کسی که علاقه مند است ثابت می کند که دقت ابزارهای میدانی کالیبره شده ما از بالاترین شجره نامه است.

در صورت هرگونه سوال و نظر با مجموعه پرگاران تماس حاصل فرمایید.

جهت کسب اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید.