如何校準耐劃痕針測試儀的載荷系統？

一、校準前準備：確保環境與設備狀態達標

1. 環境條件控制（關鍵前提）

• 溫度：23±2℃（符合 ISO 3290 實驗室標準環境）；

• 濕度：40%-60% RH（避免高濕導致傳感器受潮，低濕產生靜電）；

• 振動：設備附近無明顯振動源（如機床、空壓機），必要時置于防震臺（大理石材質優先）；

• 清潔度：校準區域無灰塵、油污，避免砝碼或傳感器表面污染影響精度。

2. 工具與材料準備

3. 設備狀態檢查

1. 清潔與復位：用無塵布蘸無水乙醇擦拭載荷傳感器探頭（避免劃傷）、砝碼掛鉤，確保無油污 / 灰塵；將設備恢復至 “初始狀態"（劃針抬起，樣品臺歸零）；

2. 垂直度校準：用水平儀檢查樣品臺是否水平（平面度偏差≤0.05mm），再檢查劃針 / 載荷傳感器是否與樣品臺垂直（同軸度偏差≤0.5°）—— 若傾斜，需通過設備地腳螺絲或傳感器固定支架調整，避免加載時載荷分解為 “垂直 + 水平分力"，導致校準偏差；

3. 功能自檢：啟動設備，進入 “空載自檢" 模式，觀察載荷顯示值是否為 0（允許 ±0.01N 偏差）—— 若顯示非零，執行 “零點校準"（設備自帶功能），消除零點漂移。

二、校準核心步驟：分 “量程覆蓋 + 雙向加載" 驗證

1. 進入設備校準模式

1. 登錄設備管理員賬號（普通用戶無校準權限），在操作界面找到 “載荷校準" 或 “Sensor Calibration" 選項，選擇 “手動砝碼校準"（部分設備支持 “自動校準"，需配合廠商專用校準模塊，此處以通用手動模式為例）；

2. 確認校準模式參數：選擇 “雙向校準"（加載 + 卸載），設置 “校準點數量"（至少 3 個點，建議覆蓋低、中、高量程，如 10N、50N、100N；若常用低載荷，需增加低量程點，如 1N、5N、10N）。

2. 加載標準砝碼并記錄數據

1. 低量程校準（以 10N 為例）：

• 用鑷子（避免手接觸砝碼，防止汗液污染導致重量變化）將10N M1 級標準砝碼掛在載荷傳感器的專用掛鉤上（確保砝碼垂直懸空，無晃動、無觸碰設備其他部件）；

• 等待 30 秒（讓載荷傳感器穩定，避免動態波動），記錄設備界面顯示的 “實際載荷值"（如顯示 9.98N）；

• 點擊界面 “記錄" 按鈕，保存該校準點數據；

• 緩慢取下砝碼，等待載荷顯示回歸 0（允許 ±0.01N 偏差），完成低量程加載校準。

2. 中、高量程校準（50N、100N）：

• 重復上述步驟，依次加載 50N、100N 標準砝碼，分別記錄設備顯示值（如 50N 砝碼顯示 49.95N，100N 砝碼顯示 99.90N）；

• 注意：加載高量程砝碼時（如 100N），需確保掛鉤承重能力匹配（避免掛鉤變形），且砝碼懸掛后無傾斜（可用直尺輔助檢查垂直度）。

3. 卸載過程校準（驗證回程誤差）

1. 完成高量程（100N）加載記錄后，不直接取下砝碼，而是先記錄 “100N 卸載初始值"（仍為 99.90N）；

2. 緩慢取下 100N 砝碼，加載 50N 砝碼，等待穩定后記錄顯示值（如 49.96N，與加載時的 49.95N 對比，偏差≤0.02N）；

3. 繼續取下 50N 砝碼，加載 10N 砝碼，記錄顯示值（如 9.99N，與加載時的 9.98N 對比，偏差≤0.02N）；

4. 取下 10N 砝碼，確認載荷顯示回歸 0，完成卸載校準。

4. 數據計算與誤差判定

1. 按以下公式計算每個校準點的 “絕對誤差" 和 “相對誤差"：

• 絕對誤差 = 設備顯示值 - 標準砝碼值（如 10N 校準點：9.98N - 10N = -0.02N）；

• 相對誤差 = （絕對誤差 / 標準砝碼值）× 100%（如 10N 校準點：(-0.02/10)×100% = -0.2%）；

2. 誤差允許范圍：根據 ISO 7500-1 和設備精度等級（通常為 0.5 級或 1 級），相對誤差需≤±1%（0.5 級設備≤±0.5%）；若某校準點誤差超差（如 100N 校準點相對誤差 - 1.2%），需執行 “誤差修正"。

三、誤差修正：超差時的調整方法

1. 軟件修正（多數設備支持）

1. 在 “載荷校準" 界面找到 “誤差修正" 或 “Calibration Factor" 選項，系統會自動根據已記錄的 “標準砝碼值" 和 “設備顯示值" 計算 “修正系數"（如 100N 校準點，標準值 100N，顯示值 99.90N，修正系數 = 100/99.90≈1.001）；

2. 點擊 “應用修正"，系統會將修正系數寫入載荷傳感器控制模塊，后續測試時自動按修正系數調整顯示值（如修正后，實際施加 100N 時，設備顯示 100N 而非 99.90N）；

3. 修正后需 “復校"：重新加載該超差校準點的砝碼（如 100N），確認顯示值誤差≤±1%（如顯示 100.05N，相對誤差小于0.05%，符合要求）。

2. 硬件調整（需廠商技術支持）

• 檢查載荷傳感器接線是否松動（接觸不良導致信號衰減）；

• 調整傳感器內部 “零點電位器"（消除零點漂移）；

• 若傳感器損壞（如應變片斷裂），需更換同型號傳感器后重新校準。

四、校準后驗證與記錄：確保可追溯性

1. 驗證校準有效性

1. 選擇 “驗證載荷點"（非校準點，如 20N、60N），加載對應標準砝碼，檢查設備顯示值誤差是否≤±1%（如 20N 砝碼顯示 20.01N，誤差 小于0.05%，合格）；

2. 執行 “實際樣品測試驗證"：用已知抗劃傷性能的標準樣品（如廠商提供的校準樣塊）進行劃痕測試，對比校準前后的劃痕深度數據 —— 若校準后數據與 “標準樣塊參考值" 偏差≤5%，說明校準有效。

2. 生成校準報告與存檔

1. 校準報告需包含以下關鍵信息：

• 設備信息：型號、序列號、校準日期、下次校準日期（建議 3-6 個月，頻繁使用設備縮短至 3 個月）；

• 校準環境：溫度、濕度、振動情況；

• 校準數據：各校準點的標準砝碼值、設備顯示值（校準前 / 后）、誤差、修正系數；

• 校準人員：簽字確認；

• 校準機構資質：若為第三方校準，需附機構 CNAS 認證資質證書編號；

2. 報告存檔：電子版存入設備管理系統，紙質版歸檔至實驗室質量手冊，確保產品測試數據可追溯（如客戶審計、認證檢測時需提供校準報告）。

五、注意事項：避免校準失效

1. 砝碼使用規范：標準砝碼需定期校準（M1 級砝碼校準周期 1 年），使用時避免碰撞、腐蝕（如用專用砝碼盒存放），禁止用手直接接觸（汗液中的鹽分和水分會導致砝碼生銹，重量變化）；

2. 禁止超量程校準：若設備最大載荷 100N，禁止加載 120N 砝碼（會損壞載荷傳感器，導致誤差）；

3. 校準后禁止擅自更改參數：校準后的 “修正系數"“零點值" 等參數，普通用戶不可隨意修改，需設置權限保護；

4. 異常情況處理：若校準過程中設備突然斷電、載荷顯示跳變，需重新開始校準（避免數據中斷導致校準不準確）。

總結