Hiệu chuẩn phương tiện đo và vấn đề liên kết chuẩn

Ngô Ngọc Anh Vietnam Metrology Institute
Chơng V
Hiệu chuẩn phơng tiện đo v vấn đề liên kết chuẩn

I. Khái niệm và định nghĩa
1.1. Hiệu chuẩn phơng tiện đo
Truyền đạt chính xác độ lớn đơn vị đo từ chuẩn cao nhất đến các phơng tiện
đo thông dụng nhất là biện pháp cơ bản để đảm bảo tính thống nhất và độ chính
xác cần thiết của phơng tiện đo và từ đó đảm bảo tính thống nhất và độ chính xác
cần thiết của tất cả các phép đo trong từng nớc và trên toàn thế giới. Hiệu chuẩn
phơng tiện đo là biện pháp quan trọng để đạt mục tiêu này.
Hiệu chuẩn (calibration): đợc định nghĩa là tập hợp các thao tác trong
điều kiện quy định để thiết lập mối quan hệ giữa các giá trị của đại lợng đợc chỉ
bởi phơng tiện đo, hệ thống đo hoặc giá trị đợc thể hiện bằng vật độ hoặc mẫu
chuẩn và các giá trị tơng ứng thể hiện bằng chuẩn. Kết quả hiệu chuẩn cho phép
hoặc xác định giá trị của đại lợng đo theo số chỉ hoặc xác định sự hiệu chính đối
với số chỉ. Hiệu chuẩn cũng có thể xác định các tính chất đo lờng khác, ví dụ nh
tác động của đại lợng ảnh hởng đến phơng tiện đo Kết quả hiệu chuẩn đợc
ghi trong một tài liệu thờng đợc gọi là giấy chứng nhận hiệu chuẩn hoặc thông
báo hiệu chuẩn. Hiệu chuẩn là một hoạt động kỹ thuật cần thiết của mọi cơ sở sản
xuất, kinh doanh, nghiên cứu để biết đợc tình trạng của phơng tiện đo trong
quá trình sử dụng, bảo quản chúng, để từ đó có biện pháp xử lý, hiệu chỉnh kịp
thời phù hợp với mục tiêu sản xuất, kinh doanh, nghiên cứu của mình.
Nh vậy, xét về mặt kỹ thuật, nội dung cơ bản của việc hiệu chuẩn chính là
việc so sánh phơng tiện đo với chuẩn để đánh giá sai số và các đặc trng kỹ
thuật, đo lờng khác của nó.
Kết hợp sự phân loại chuẩn và phơng tiện đo theo độ chính xác với sự phân
loại chuẩn và phơng tiện đo theo mục đích và chức năng sử dụng của nó, có thể
tóm tắt bản chất kỹ thuật của việc hiệu chuẩn bằng sơ đồ dới đây (hình 5.1). Lu
ý là các bậc chính xác 0, I, II trình bày trong sơ đồ chỉ hoàn toàn mang tính ví
dụ.

Trớc hết, đơn vị đợc thể hiện bằng chuẩn đầu quốc gia, sau đó đợc truyền
lần lợt đến các chuẩn chính ở các bậc chính xác khác nhau bằng việc hiệu chuẩn.
Tuỳ theo việc chính xác mà phơng tiện đo đợc hiệu chuẩn bằng cách so sánh với
chuẩn công tác ở bậc chính xác này hay bậc chính xác khác. Tơng tự nh vậy,
chuẩn công tác cũng sẽ đợc hiệu chuẩn bằng cách so sánh với chuẩn này hay
chuẩn chính khác tuỳ theo độ chính xác của nó.
Page 1 of 28
Ngô Ngọc Anh Vietnam Metrology Institute



B
ậc chính xác



0
Chuẩn đầu
quốc gia



I


Phơng pháp
so sánh
Chuẩn chính

II

Phơng pháp
so sánh

III



IV

1.2. Tính liên kết chuẩn
Một đặc trng quan trọng của việc hiệu chuẩn là phải đảm bảo tính liên kết
chuẩn (Traceability) của nó. Tính liên kết chuẩn đợc định nghĩa (TCVN
6165:1996) là tính chất của kết quả đo hoặc giá trị của một chuẩn mà nhờ đó có
thể liên hệ tới những chuẩn đã định, thờng là chuẩn quốc gia hay chuẩn quốc tế,
thông qua một chuỗi so sánh không gián đoạn với những độ không đảm bảo xác
định. Chuỗi so sánh không gián đoạn đợc gọi là chuỗi liên kết chuẩn.
Phép hiệu chỉnh có tính liên kết chuẩn (a traceable calibration) đạt tới đợc
thì từng phơng tiện đo và chuẩn trong một hệ thống thứ bậc từ thấp nhất đến cao
nhất, mở rộng tới chuẩn quốc gia và chuẩn quốc tế, đều đã đợc hiệu chuẩn một
Chuẩn chính
Phơng pháp
so sánh
Chuẩn chính
Phơng pháp
so sánh
Chuẩn chính
Phơng pháp
so sánh

Chuẩn công tác
Phơng pháp
so sánh
Chuẩn công tác
Phơng pháp
so sánh
Chuẩn công tác
Phơng pháp
so sánh
Phơng tiện đo
Phơng pháp
so sánh
Phơng tiện đo
Page 2 of 28
Ngô Ngọc Anh Vietnam Metrology Institute
cách thích hợp. Các kết quả hiệu chuẩn đợc thể hiện thành tài liệu đủ để cung cấp
những thông tin cần thiết chỉ ra rằng tất cả các phép hiệu chuẩn đều đã đợc thực
hiện một cách đúng đắn và mỗi phép hiệu chuẩn này là một mắt xích liên tục
trong chuỗi so sánh không gián đoạn đợc gọi là chuỗi liên kết chuẩn nh trên đã
nói.
Sơ đồ hình 5.1. cũng đồng thời cho ta một hình ảnh cụ thể về tính liên kết
chuẩn. Các phơng tiện đo cũng nh các chuẩn đều đợc đặt vào một mắt xích
tơng ứng trong chuỗi liên kết chuẩn. Kết quả cuối cùng là chúng đều đợc nối
(so sánh) với chuẩn quốc gia trực tiếp hay gián tiếp. Có thể hình dung tính liên kết
chuẩn nh một dòng họ. Chuẩn đo lờng quốc gia chính là "ông tổ" của một dòng
họ các phép đo và phơng tiện đo của một loại đại lợng tơng ứng trong từng
nớc.

1.3. Kiểm định phơng tiện đo
Vấn đề kiểm định phơng tiện đo sẽ đợc trình bày chi tiết trong các tài liệu

về quản lý đo lờng. ở đây trình bày vắn tắt khái niệm này chủ yếu là để phân biệt
các khái niệm hiệu chuẩn đã nêu ở trên.
Kiểm định (verification) đợc định nghĩa là toàn bộ các thao tác do một tổ
chức của cơ quan quản lý Nhà nớc về đo lờng (hoặc một tổ chức đợc uỷ quyền
về mặt pháp lý) tiến hành nhằm xác định và chứng nhận rằng phơng tiện đo thoả
mãn hoàn toàn các yêu cầu đã quy định.
Xét về mặt kỹ thuật, nội dung cơ bản của việc kiểm định cũng tơng tự nh
hiệu chuẩn. Đó là việc so sánh phơng tiện đo với chuẩn để đánh giá sai số và các
đặc trng kỹ thuật, đo lờng khác của nó. Nhng kiểm định khác với hiệu chuẩn ở
chỗ sau khi tiến hành các thao tác kỹ thuật còn phải đối chiếu kết quả thu đợc với
các yêu cầu tơng ứng đã đợc quy định để xem phơng tiện đo có phù hợp hay
không. Chỉ phơng tiện đo đạt yêu cầu mới đợc cấp giấy chứng nhận kiểm định
hoặc đóng (in, dán) dấu kiểm định lên phơng tiện đo để xác nhận tính hợp pháp
của nó trong sử dụng hoặc lu thông. Những phơng tiện đo nào không đạt yêu
cầu sẽ không đợc đa vào lu thông, sử dụng.
Nh vậy, kiểm định chính là biện pháp quản lý phơng tiện đo đợc quy định
bằng luật pháp của Nhà nớc về đo lờng, do cơ quan quản lý Nhà nớc về đo
lờng thực hiện và là bắt buộc đối với các phơng tiện đo nằm trong danh mục
phải qua kiểm định do Nhà nớc ban hành, nhằm mục đích đảm bảo an toàn nhằm
quyền lợi chung cho mọi ngời, cho toàn xã hội.

Page 3 of 28
Ngô Ngọc Anh Vietnam Metrology Institute
2. Phòng hiệu chuẩn và các hình thức thực hiện việc liên kết chuẩn.
Việc hiệu chuẩn chủ yếu đợc thực hiện trong các phòng thí nghiệm mà ở đó
các yếu tố môi trờng nh nhiệt độ, độ ẩm, rung động, sự cách ly khỏi các nhiễu
loạn điện từ đợc kiểm soát một cách chặt chẽ hoặc đợc điều khiển, điều chỉnh
theo yêu cầu.
Nh đối với phần lớn các ngành khoa học, đo lờng có một hệ thống các
phòng thí nghiệm từ trình độ thấp nhất đến cao nhất. Ngời ta thờng nhắc đến

các loại phòng thí nghiệm đo lờng sau đây:
Phòng thí nghiệm chuẩn đầu (Primary standard labortory):
Là nơi thực hiện trình độ đo lờng cao nhất. Những nghiên cứu về phơng
pháp đo mới chính xác hơn, các phép hiệu chuẩn chuẩn đầu, chuẩn thứ đợc thực
hiện ở các phòng thí nghiệm này. Trong phạm vi từng nớc, đây chính là các
phòng thí nghiệm chuẩn quốc gia (National standard laboratory), hay vắn tắt là
phòng chuẩn quốc gia của mỗi nớc.
Phòng thí nghiệm hiệu chuẩn, hay vắn tắt là phòng hiệu chuẩn
(Calibration laboratory):
Các phòng thí nghiệm này đợc định hớng trớc hết vào việc thực hiện các
phép hiệu chuẩn có tính chất phổ biến bằng cách sử dụng các chuẩn đo lờng đã
đợc hiệu chuẩn tại các phòng chuẩn quốc gia hoặc các phòng hiệu chuẩn có trình
độ cao hơn. Một yêu cầu rất quan trọng đối với các phòng hiệu chuẩn là phải làm
thế nào đó để có đa trả lại phơng tiện đo cho ngời sử dụng một cách nhanh
nhất mà vẫn đảm bảo đợc chất lợng của việc hiệu chuẩn. Các phòng hiệu chuẩn
lớn có thể hiệu chuẩn tới hàng nghìn phơng tiện đo trong một năm.
Nhìn một cách tổng quát, có hai hình thức để đảm bảo, duy trì tính liên kết
chuẩn sau đây:
a. Liên kết chuẩn thông qua một hệ thống các phòng hiệu chuẩn kế tiếp nhau
bắt đầu từ bậc chính xác thấp nhất là các phòng thí nghiệm của ngời sử
dụng, tới phòng hiệu chuẩn quốc gia và cuối cùng là tới chuẩn quốc tế tại
Viện cân đo quốc tế (BIPM).






Page 4 of 28
Ngô Ngọc Anh Vietnam Metrology Institute

BIPM BIPM



b. Liên kết chuẩn thông qua việc so sánh các kết quả đo, thử trên cùng một
mẫu thử (ký hiệu là A) giữa các phòng thí nghiệm khác nhau

Phòng thí nghiệm chuẩn
quốc gia
Phòng hiệu chuẩn đợc
công nhận
Phòng thí nghiệm chuẩn
quốc gia
Phòng hiệu chuẩn đợc
công nhận
Phòng hiệu chuẩn
đợc công nhận
Phòng hiệu chuẩn
đợc công nhận
Phòng thí nghiệm của
ngời sử dụng
Phòng thí nghiệm của
ngời sử dụng
BIPM
Phòng thí nghiệm chuẩn
quốc gia
Phòng hiệu chuẩn đợc
công nhận
Phòng hiệu chuẩn
đợc công nhận
Phòng thí nghiệm của
ngời sử dụng
BIPM
Phòng thí nghiệm chuẩn
quốc gia
Phòng hiệu chuẩn đợc

công nhận
Phòng hiệu chuẩn
đợc công nhận
Phòng thí nghiệm của
ngời sử dụng
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
Page 5 of 28
Ngô Ngọc Anh Vietnam Metrology Institute
Trong các sơ đồ trên có "Phòng hiệu chuẩn đợc công nhận". Đó là những
phòng hiệu chuẩn đã đợc cơ quan công nhận có thẩm quyền đánh giá và công
nhận đủ năng lực để thực những phép hiệu chuẩn nhất định. Còn "Phòng thí
nghiệm của ngời sử dụng" là những phòng thí nghiệm sử dụng các chuẩn và
phơng tiện đo đã đợc hiệu chuẩn tại các phòng hiệu chuẩn có khả năng thích
hợp để tiến hành các phép đo thực tế.
Nhánh bên trái của sơ đồ diễn đạt quá trình liên kết chuẩn ở các ớc phát
triển, trình độ chuẩn quốc gia đã đạt tới trình độ cần và có thể so sánh trực tiếp với
chuẩn quốc tế. Nhánh bên phải diễn đạt tới trình độ cần và có thể so sánh trực tiếp
với chuẩn quốc tế. Nó đợc so sánh với chuẩn quốc tế gián tiếp thông qua chuẩn

quốc gia (hoặc chuẩn có độ chính xác cao hơn) của một nớc khác.

3. Phòng hiệu chuẩn đợc công nhận
Các phòng hiệu chuẩn có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo tính liên kết
chuẩn, và từ đó đảm bảo tính thống nhất và độ chính xác cần thiết của tất cả các
phơng tiện đo và phép đo trong phạm vi một nớc cũng nh trên phạm vi toàn thế
giới. Công nhận phòng hiệu chuẩn là một hình thức đã đợc thừa nhận trên phạm
vi quốc tế để đáp ứng một yêu cầu ngày càng cấp bách: đảm bảo và nâng cao
không ngừng chất lợng hoạt động của phòng hiệu chuẩn, đảm bảo cho mọi kết
quả hiệu chuẩn đợc công bố đều đạt độ tin cậy và độ chính xác theo yêu cầu.
Công nhận phòng hiệu chuẩn (Calibration laboratory accreditation) là hoạt
động của một cơ quan có thẩm quyền, gọi là cơ quan công nhận (Accreditation
body) nhằm thừa nhận chính thức phòng hiệu chuẩn đủ năng lực để thực hiện
những phép hiệu chuẩn nhất định. Phòng hiệu chuẩn đợc thừa nhận nh vậy gọi
là "phòng hiệu chuẩn đợc công nhận" (Accredited calibration laboratory).
Để thống nhất các tiêu chuẩn làm cơ sở đánh giá công nhận phòng hiệu
chuẩn trên toàn thế giới. Tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế (ISO) và Uỷ ban kỹ thuật
điện quốc tế (IEC) đã đồng công bố tài liệu "ISO/IEC Guide 25". Tài liệu này
đợc xem nh một tiêu chuẩn quốc tế quy định các yêu cầu chung về năng lực của
một phòng hiệu chuẩn. Đây chính là hệ thống chất lợng mà phòng hiệu chuẩn
cần phải đạt tới để đợc công nhận. Hệ thống chất lợng này là một tập hợp các
yêu cầu đối với 13 yếu tố hợp thành và chi phối mọi hoạt động của phòng hiệu
chuẩn.
1. Tổ chức và quản lý.
2. Hệ thống chất lợng, đánh giá và soát xét.
3. Cán bộ.
4. Tiện nghi và môi trờng.
Page 6 of 28
Ngô Ngọc Anh Vietnam Metrology Institute
5. Trang bị và mẫu chuẩn.

6. Tính liên kết chuẩn và hiệu chuẩn.
7. Phơng pháp hiệu chuẩn.
8. Quản lý mẫu hiệu chuẩn.
9. Hồ sơ.
10. Giấy chứng nhận và biên bản.
11. Hợp đồng phụ về hiệu chuẩn.
12. Dịch vụ và cung cấp hỗ trợ từ bên ngoài.
13. ý kiến phản ánh.

Cơ quan công nhận phòng hiệu chuẩn ở Việt Nam là Tổng cục Tiêu chuẩn -
Đo lờng - Chất lợng (Bộ Khoa học, Công nghệ). Căn cứ để đánh giá công nhận
là TCVN 5958 - 1996 "Yêu cầu chung về năng lực của phòng thử nghiệm và hiệu
chuẩn", tơng ứng với ISO IEC Guide 25 hoặc Tiêu chuẩn Liên hiệp Âu Châu EN
45001.
Hiện nay, do sự trao đổi hàng hoá trên phạm vi toàn cầu và sự phân công lao
động quốc tế phát sinh từ quá trình hợp nhất nền kinh tế thế giới, không còn cho
phép hình dung đo lờng chỉ nh một hệ thống thuần tuý có tính chất quốc gia
nữa. Vấn đề công nhận kết quả đo, thử, kết quả hiệu chuẩn lẫn nhau giữa các nớc
trong khu vực và trên phạm vi quốc tế đang ngày càng trở nên cần thiết để tạo điều
kiện thuận lợi cho việc rỡ bỏ rào chắn về mặt kỹ thuật. Các phòng hoặc đợc công
nhận theo ISO/IEC Guide 25 là một trong các cơ sở quan trọng để các nớc thoả
thuận công nhận lẫn nhau những kết quả đo các phòng thí nghiệm này công bố.

4. Chọn chuẩn để hiệu chuẩn phơng tiện đo.
Tỷ số giữa sai số của chuẩn và sai số cho phép của phơng tiện đo cần hiệu
chuẩn phải bằng bao nhiêu là tốt nhất? Đây là một vấn đề phức tạp và cho đến nay
vẫn cha đợc trả lời một cách đầy đủ.
Khi chọn chuẩn, ngoài sai số của chuẩn và sai số cho phép của phơng tiện
đo ra ta còn phải chú ý đến mức độ tin cậy của việc xác định chính các sai số này.
Khi đó xuất hiện nhiều khó khăn liên quan đến việc phải sử dụng lý thuyết xác

suất. Thêm vào đó, sai số đặc trng cho độ chính xác của một phơng tiện đo
thờng chứa cả sai số ngẫu nhiên và sai số hệ thống, ngoài ra nó lại thay đổi theo
tác động của các nguyên nhân bên ngoài.
Page 7 of 28
Ngô Ngọc Anh Vietnam Metrology Institute
Song các yêu cầu đặt ra với chuẩn trong một mức độ nào đó lại mâu thuẫn
nhau. Nếu sai số của phơng tiện đòi hỏi phải đợc xác định với độ tin cậy càng
cao thì yêu cầu chuẩn càng phải chính xác. Mặt khác chuẩn có độ chính xác càng
cao thì điều kiện sử dụng, bảo quản càng phức tạp, giá càng đắt và so với các
chuẩn chính xác thấp nhng ổn định hơn thì nó cần phải kiểm tra thờng xuyên
hơn.
Trong trờng hợp không cần xác định số hiệu chính có thể xem kết quả
chuẩn phơng tiện đo là đủ tin cậy nếu sai số của chuẩn bé hơn hoặc bằng
10
1
giới
hạn sai số cho phép của phơng tiện đo. Ví dụ phơng tiện đo sai số cho phép là
1% thì chuẩn dùng để hiệu chuẩn phải có sai số nhỏ hơn hoặc bằng 0,1%.
Trờng hợp cần xác định số hiệu chính thì cơ sở để chọn chuẩn không còn là
sai số cho phép của phơng tiện đo nữa mà là sai số của việc xác định số hiệu
chính. Sai số này phụ thuộc vào mức độ ổn định của số chỉ, vào độ chính xác có
thể đạt đợc của việc đọc số chỉ và vào một vài đặc trng khác nữa của phơng
tiện đo cần hiệu chuẩn.
Xét ví dụ sau: Một phơng tiện đo điện áp cấp 0.5, sai số cho phép của nó là
0,5% giới hạn đo trên. Thang của dụng cụ có 100 vạch, sai số đọc có thể đạt tới
0,1 vạch, tức 0,1 %. Độ hồi sai của số chỉ bé hơn 0,1 vạch, nh vậy trong thực
tế không phát hiện đợc. Với đồng hồ này sau khi kiểm tra ta có thể gán cho nó
những số hiệu chính sao cho khi dùng chúng, sai số của đồng hồ sẽ không vợt
0,1 %. Trong trờng hợp này, chuẩn dùng để hiệu chuẩn phải có sai số bé hơn
hoặc bằng 0,01% chứ không phải là 0,05%. Nhng nếu dụng cụ có độ hồi sai

của số chỉ tới 0,3 vạch, thì việc đa ra các số hiệu chính trên là vô nghĩa và chuẩn
dùng trong trờng hợp này chỉ cần có sai số không vợt quá 0,05% chứ không
phải là 0,01%.
Tuy nhiên, kinh nghiệm cho thấy dùng tỷ số 1/10 là quá thừa trong nhiều
trờng hợp. Mặt khác, mức độ tin cậy của kết quả hoặc trong những trờng hợp
khác nhau và với những cấu trúc khác nhau của phơng tiện đo sẽ có giá trị khác
nhau. Vì vậy ngời ta đã quy định trong các quy trình hiệu chuẩn, các tiêu chuẩn,
hoặc các văn bản kỹ thuật khác các tỷ số 1:3; 1:4 hoặc 1:5 cho từng loại phơng
tiện đo cụ thể. Sự ổn định số chỉ của chuẩn có vai trò quan trọng trong việc chọn
tỷ số trên, độ hồi sai của số chỉ càng lớn thì tỷ số phải càng lớn, tức độ chính xác
của chuẩn càng phải cao. Song để khắc phục điều này, ngời ta thờng đề ra các
yêu cầu cao đối với độ hồi sai của số chỉ. Tỷ số sai số cho phép nhỏ nhất là 1:3.
Tỷ số 1:2 và bé hơn nữa cũng có thể đợc sử dụng với điều kiện là sai số ngẫu
nhiên của chuẩn và phơng tiện đo cần hoặc nhỏ không đáng kể và độ chính xác
của nó về cơ bản chỉ do sai số hệ thống quyết định.
Page 8 of 28
Ngô Ngọc Anh Vietnam Metrology Institute
Trong nhiều trờng hợp cấp chính xác của phơng tiện đo đợc xác định theo
sai số quy đổi, nghĩa là sai số biểu thị bằng phần trăm của giới hạn đo trên. Vì
vậy, khi đề ra các yêu cầu đối với chuẩn, điều quan trọng là phải làm sao để giới
hạn đo trên của chuẩn bằng hay chỉ hơi lớn hơn giới hạn đo trên của phơng tiện
đo cần hiệu chuẩn.

5. Phơng pháp hiệu chuẩn.
5.1. Hiệu chuẩn bàng phơng pháp so sánh trực tiếp.
Phơng pháp này dùng cách so sánh trực tiếp vật đọ với vật đọ chuẩn,
phơng tiện đo với phơng tiện đo chuẩn để xác định sai số của nó.
Về vật đọ, chỉ có thể so sánh trực tiếp các vật đọ độ dài (thớc vạch, thớc
cuộn ), các vật đọ dung tích (ống đong, bình đong ) với nhau. Phơng pháp này
đơn giản, nhanh, nhng độ chính xác thấp. Đối với các vật đọ có độ chính xác cao

ngời ta phải so sánh chúng với nhau qua một dụng cụ so sánh nào đó.
Hiệu chuẩn phơng tiện đo bằng phơng pháp so sánh trực tiếp đợc sử dụng
phổ biến và đợc tiến hành cơ sở đo đồng thời cùng một đại lợng bằng hai
phơng tiện: phơng tiện cần kiểm tra và phơng tiện chuẩn. Khi đó cần chú ý
đảm bảo và kiểm tra tính đồng nhất của đại lợng đo. Ví dụ khi đặt một số nhiệt
kế vào bình điều nhiệt thì nhiệt độ của mỗi nhiệt kế có thể khác nhau do kết cấu
của bình điều nhiệt không đồng đều của trờng nhiệt độ lò sẽ ảnh hởng đến số
chỉ của cặp nhiệt điện.
Trong các quy trình hiệu chuẩn phơng tiện đo đều có quy định cách đảm
bảo tính đồng nhất của đại lợng đo, các thiết bị đảm bảo tính đồng nhất đó và
cách kiểm tra các thiết bị.

5.2. Hiệu chuẩn vật đo bằng dụng cụ so sánh.
Nội dung của phơng pháp này là so sánh vật đọ với vật đọ chuẩn thông qua
một dụng cụ so sánh. Độ chính xác của phơng pháp hiệu chuẩn này phụ thuộc
vào các đặc trng đo lờng của dụng cụ so sánh. Các dụng cụ so sánh đợc dùng
phổ biến nh: Cân chuẩn các loại (hiệu chuẩn quả cân), cầu điện một chiều và
xoay chiều (hiệu chuẩn điện trở, điện cảm, điện dung), điện thế kế (hiệu chuẩn
điện trở, pin), máy so (hiệu chuẩn các miếng căn độ dài).
Chúng ta xem xét một vài đặc trng đo lờng của dụng cụ so sánh dùng để
hiệu chuẩn.
Yêu cầu về độ nhậy của dụng cụ so sánh có thể diễn đạt nh sau: dụng cụ so
sánh phải có độ nhậy để có thể phát hiện đợc những thay đổi của đại lợng đo bé
Page 9 of 28
Ngô Ngọc Anh Vietnam Metrology Institute
hơn giá trị sai số cho phép của vật đọ chuẩn. Ví dụ cần hiệu chuẩn quả cân 1 kg có
sai số cho phép 500 mg. Ta phải dùng một quả cân chuẩn có sai số không vợt quá
100 mg. Khi đó cân dùng để so sánh phải có độ nhậy sao cho khi thay đổi khối
lợng 100 mg thì kim chỉ của nó phải dịch chuyển đi ít nhất là một vạch trên
thang.

Các phần tử cấu tạo của dụng so sánh phải ổn định. Ví dụ yêu cầu quan trọng
nhất của cân đều tay đòn dùng làm dụng cụ hiệu chuẩn quả cân là tính ổn định của
2 cánh tay đòn. Thực tế không bao giờ đạt đợc sự cân bằng tuyệt đối. Bằng
phơng pháp cân thế, cân đổi có thể loại trừ ảnh hởng của sự không cân bằng
này. Nhng những phơng pháp này sẽ chỉ có giá trị khi độ không cân bằng nhỏ
và ổn định vì trong khi cân lặp, nếu độ không cân bằng của hai cánh tay đòn thay
đổi, sẽ có sai số mới xuất hiện.
Tỷ số giữa các "nhánh" của cầu điện một chiều và xoay chiều có thể là 1 : 1
cũng có thể là 1:10; 1:100; 1:1000 Độ ổn định của các tỷ số này, cũng tức là độ
ổn định của tỷ số giữa điện trở của các nhánh, có ảnh hởng trực tiếp đến độ chính
xác của phép hiệu chuẩn.
Các đặc điểm của phơng pháp trên đợc nêu trong các quy trình hiệu chuẩn
hoặc các tài liệu hớng dẫn tơng ứng. Phơng pháp này cho phép đạt đợc một
độ chính xác cao khi hiệu chuẩn. Nó đợc dùng khá nhiều, nhất là khi so sánh
giữa các vật đọ chuẩn với nhau.

5.3. Hiệu chuẩn phơng tiện đo theo vật đọ chuẩn.
Nội dung của các phơng pháp này là dùng phơng tiện đo đo đại lợng thể
hiện bằng vật đọ chuẩn hoặc đo một đại lợng nào đó mà đại lợng này lại đồng
thời đợc so sánh với giá trị của vật đọ chuẩn.
Ví dụ đơn giản của phơng pháp này là việc hiệu chuẩn thớc cặp. Ngời ta
dùng thớc cặp đo độ dài các miếng căn chuẩn. Hiệu đại số giữa số chỉ thớc và
giá trị thực quy ớc của căn chuẩn tơng ứng chính là sai số của thớc cặp tại
vạch chia đó.
Nếu có vật đọ chuẩn đa trị hoặc bộ vật độ chuẩn thì khi hiệu chuẩn ngời ta
thờng điều chỉnh vật đọ chuẩn hoặc bộ vật đọ chuẩn để kim chỉ của phơng tiện
đo dừng lại ở vạch cần kiểm tra. Ví dụ khi hiệu chuẩn ôm mét, ngời ta nối nó với
độ điện trở chuẩn. Điều chỉnh hộp điện trở chuẩn để kim chỉ của ôm mét dừng lại
ở vạch cần kiểm tra. Giá trị điện trở cho trên hộp điện trở chuẩn là giá trị điện trở
thực tế tơng ứng với số chỉ của ôm mét.

Hiệu chuẩn vôn mét bằng điện thế kế (máy bù) là ví dụ về việc hiệu chuẩn
bằng cách đo song song một đại lợng nào đó bằng phơng tiện đo cần hiệu chuẩn
Page 10 of 28
Ngô Ngọc Anh Vietnam Metrology Institute
và bằng vật đọ chuẩn. Điện áp đợc tạo ra bằng nguồn dòng nào đó là đợc điều
chỉnh bằng biến trở. Do tác dụng của các điện áp này kim chỉ của vôn mét sẽ lệch
tới các vạch xác định nào đó. Đồng thời điện áp này lại đợc đo bằng cách so sánh
với sức điện động của pin chuẩn qua điện trở thế kế (máy bù).

5.4. Hiệu chuẩn từng phần phơng tiện đo.
Các phơng pháp hiệu chuẩn trình bày ở trên là phơng pháp hiệu chuẩn toàn
phần phơng tiện đo. Với cách này sai số đợc xác định nh là sai số toàn phần
duy nhất của phơng tiện đo. Khi hiệu chuẩn toàn phần, phơng tiện đo làm việc
giống hệt nh khi nó đợc sử dụng trong thực tế. Trong đa số trờng hợp, độ chính
xác của phơng pháp hiệu chuẩn toàn phần là rất đáng tin cậy. Tuy nhiên, đôi khi
hiệu chuẩn phơng tiện đo theo phơng pháp từng phần lại tỏ ra hợp lý hơn.
Nội dung của phơng pháp từng phần có những nét giống phơng pháp đo
gián tiếp. Khi hiệu chuẩn từng phần ngời ta đo thông số của các phần tử cấu tạo
riêng rẽ của phơng tiện đo và sau đó tính toán giá trị thực tế của các thông số đó.
Phơng pháp từng phần chỉ sử dụng khi đã biết chính xác quy luật tơng tác giữa
các phần tử riêng biệt của phơng tiện đo và khi ngời ta có khả năng loại trừ các
ảnh hởng bên ngoài lên số chỉ của nó hoặc có thể tính toán đợc chính xác các
ảnh hởng này.
Nguyên nhân khiến ngời ta phải sử dụng phơng pháp từng phần là vì một
số trờng hợp việc hiệu chuẩn toàn phần tồn nhiều thời gian và công sức, hoặc vì
việc chọn vật đọ chuẩn hiệu chuẩn các phơng tiện đo có số chỉ đa dạng rất phức
tạp.
Trong thực tế ngời ta thờng kết hợp hiệu chuẩn từng phần với hiệu chuẩn
toàn phần. Ngoài việc kiểm tra các phần tử cấu tạo riêng rẽ của phơng tiện đo và
tính toán sai số ra, ngời ta còn hiệu chuẩn toàn phần phơng tiện đo ở một vài số

chỉ tiêu biểu. Ví dụ nh khi hiệu chuẩn áp kết pitông, ngoài việc so sánh áp kế này
với áp kế chuẩn có độ chính xác cao hơn, ngời ta còn xác định riêng rẽ khối
lợng của các tải kèm theo; hoặc khi hiệu chuẩn vôn mét nhiều thang đo, ngời ta
có thẻ hiệu chuẩn toàn bộ vôn mét ở tất cả các thang hoặc cũng có thể chỉ hiệu
chuẩn thật cẩn thận ở một, hai thang và sau đó đo các điện trở phụ, điện trở của cơ
cấu đo, rồi tính ra các số hiệu chính (hoặc hệ số hiệu chính) cho các thang khác.
Phơng pháp hiệu chuẩn từng phần rất thích hợp đối với các phơng tiện đo
có cấu tạo phức tạp, đặc biệt là đối với các phơng tiện đo mà cấu tạo gồm các
dụng cụ so sánh và vật đọ chuẩn lắp sẵn bên trong.

5.5. Hiệu chuẩn dụng cụ so sánh
Page 11 of 28
Ngô Ngọc Anh Vietnam Metrology Institute
Nếu không có vật đọ chuẩn đi kèm, thì riêng dụng cụ so sánh cha có thể
dùng để đo. Tuy nhiên, chúng vẫn thờng đợc xem nh là một loại phơng tiện
đo.
Dụng cụ so sánh không cho các số chỉ diễn tả trực tiếp theo đơn vị đại lợng
đo, mà cho biết tỷ số giữa giá trị đại lợng đo và giá trị vật đọ, vì vậy việc hiệu
chuẩn dụng cụ so sánh có điểm đặc biệt. Nhiệm vụ quan trọng đầu tiên là xác định
độ chính xác của phép sao tỷ số hai giá trị trên, muốn vậy phải xác định độ chính
xác của tỷ số các nhánh trong dụng cụ. Thờng ngời ta sử dụng phơng pháp
hiệu chuẩn từng phần. Độ chính xác của tỷ số các "nhánh" có thể xác định bằng
cách so sánh thử trên dụng cụ hai vật đọ có giá trị đã biết hoặc bằng cách đo các
phần tử riêng biệt tạo thành "nhánh" của dụng cụ.
Ví dụ độ chính xác của tỷ số tay đòn trong các cân đều tay đòn 1:1 hoặc
không đều tay đòn (1 : 10; 1 : 100 ) có thể xác định bằng cách đặt các quả cân
chuẩn lên đĩa cân. Tuỳ theo đặc điểm cấu tạo của dao và tay đòn, các quả cân
đợc đặt vào những vị trí khác nhau trên đĩa cân để xác định xem trong trờng hợp
phân bố khối lợng trên đĩa cân không đều thì tỷ số cánh tay đòn có thay đổi vợt
quá phạm vi cho phép không.

Tỷ số các "nhánh " trong cầu đo điện đợc hiệu chuẩn bằng cách so sánh với
tỷ số các điện trở của vật đọ chuẩn hoặc bằng cách đo các phần tử riêng biệt (điện
trở) tạo thành nhánh cầu. Ngời ta thờng dùng phơng pháp đo các phần tử riêng
biệt khi số các tỷ số "nhánh" khá lớn. Nếu điện trở của các nhánh cầu không dùng
làm vật đọ điện trở thì có thẻ không cần biết giá trị chính xác của các điện trở này,
mà chỉ cần sao cho tỷ số giữa chúng phù hợp với tỷ số danh định của cầu. Tuy
nhiên, việc đảm bảo tính đúng đắn của tỷ số các nhánh bằng cách này trong nhiều
trờng hợp phức tạp hơn là việc đảm bảo tính đúng đắn của tỷ số các nhánh với
giá trị điện trở đã biết chính xác.
Với các dụng cụ so sánh có bộ phận chỉ "0" lắp ở trong thì một đặc trng
quan trọng là độ nhậy. Cần chú ý là ở các chế độ làm việc khác nhau độ nhạy của
dụng cụ so sánh có thể thay đổi khá nhiều, ví dụ nh với cân đều tay đòn.

5.6. Hiệu chuẩn bộ chuyển đổi đo.
Đặc trng cơ bản của bộ chuyển đổi đo là tỷ số giữa giá trị đại lợng đo ở
đầu vào và đầu ra của bộ chuyển đổi. Các đại lợng ở đầu vào và ra này có thể
khác nhau về kích thớc và cả về bản chất. Kiểm tra sự đúng đắn của tỷ số trên,
xem giá trị thực tế của chúng còn phù hợp với giá trị danh định không, là nhiệm
vụ quan trọng nhất trong việc hiệu chuẩn bộ chuyển đổi đo. Việc xác định tỷ số
của bộ chuyển đổi đo tơng tự nh việc xác định tỷ số của các nhánh trong dụng
cụ so sánh. Trong phơng pháp từng phần, ngời ta đo các phần tử cấu tạo riêng
Page 12 of 28
Ngô Ngọc Anh Vietnam Metrology Institute
biệt của bộ chuyển đổi đó và tính toán ra tỷ số. Khi hiệu chuẩn toàn phần ngời ta
kiểm tra bộ chuyển đổi đo trong trạng thái làm việc. Đo đại lợng vào, đại lợng
ra bằng các phơng tiện đo chuẩn hay các vật đọ chuẩn. Tỷ số giữa các số chỉ của
phơng tiện đo và vật đọ này là hệ số chuyển đổi thực tế của bộ chuyển đổi (đã kể
cả số hiệu chính nếu cần).
Trong một số trờng hợp việc hiệu chuẩn bộ chuyển có thể tiến hành bằng
cách so sánh với bộ chuyển đổi đo chuẩn có độ chính xác cao hơn, ví dụ nh khi

hiệu chuẩn các máy biến dòng và biến áp đo lờng. Phơng pháp này khá tiện lợi,
tuy nhiên, bản thân bộ chuyển đổi đo chuẩn cũng phải đợc hiệu chuẩn với độ
chính xác cao hơn.
Cũng có thể hiệu chuẩn bộ chuyển đổi bằng cách tạo nên sự biến đổi nhờ một
số phần tử có khả năng hiệu chuẩn tơng đối dễ dàng. Ví dụ khi hiệu chuẩn các
biến dòng, biến áp đo lờng ngời ta có thể dùng các điện trở hoặc các bộ
phận áp để chuyển đổi dòng hoặc thế.

6. Sơ đồ hiệu chuẩn.
Để đảm bảo việc truyền đơn vị từ chuẩn đến các phơng tiện đo đợc chính
xác, thống nhất, cũng tức là để đảm bảo tính liên kết chuẩn, ngời ta thờng xây
dựng các sơ đồ hiệu chuẩn cho từng loại phơng tiện đo. Những sơ đồ này còn
đợc gọi là sơ đồ thức bậc cho phơng tiện đo.
Sơ đồ hiệu chuẩn trình bày phơng tiện, phơng pháp và độ chính xác của
việc truyền đơn vị từ chuẩn đến các phơng tiện đo.
Sơ đồ thờng có hai phần: phần lời và phần vẽ. Phần lời có phần mở đầu trình
bày đối tợng, phạm vi sử dụng của sơ đồ và phần ghi chú trình bày những vấn đề
cần chú ý trong các nội dung của sơ đồ.
Phần vẽ là phần chủ yếu của sơ đồ hiệu chuẩn. trong phần vẽ cần chỉ rõ tên
gọi các chuẩn và phơng tiện đo, những đặc trng đo lờng quan trọng nhất của
chúng (phạm vi đo, cấp chính xác hoặc sai số), tên gọi các phơng pháp hiệu
chuẩn. Tên của chuẩn và phơng tiện đo cùng với các đặc trng đo lờng của nó
thờng để trong khung hình chữ nhật. Tên phơng pháp hiệu chuẩn thờng để
trong khung tròn hoặc ôvan tuỳ theo số từ nhiều hay ít. Sự phụ thuộc giữa các
thành phần đợc biểu diễn bằng các đờng nối.
Theo chiều ngang, phần vẽ đợc chia thành các khoảng, số các khoảng ứng
với số bậc để truyền đơn vị. Khoảng 1 trình bày tên các chuẩn đầu, khoảng 2 trình
bày tên các chuẩn thứ. Tiếp đó là các khoảng trình bày chuẩn bậc I, bậc II
Khoảng cuối cùng trình bày các phơng tiện đo theo thứ bậc cấp chính xác giảm
dần từ trái sang phải.

Page 13 of 28
Ngô Ngọc Anh Vietnam Metrology Institute
Dới đây trình bày làm mẫu về nội dung của một sơ đồ hiệu chuẩn nói
chung. Sơ đồ cho thấy chuẩn đầu (ô 1 ) chính là "ông tổ" dòng họ của loại
phơng tiện đo và phép đo tơng ứng đợc xác định trong sơ đồ
Page 14 of 28
Ngô Ngọc Anh Vietnam Metrology Institute

Chuẩn
đầu

Chuẩn
thứ





Chuẩn
bậc I



Chuẩn
bậc II


Chuẩn
lấy từ
sơ đồ

khác

Chuẩn
bậc III


Phơng
tiện đo




1
3
2 2
4
5
2
2
2
6
2
2
7
2
2
9 9
2
8
8

2
2
10
10
10
10
10 10 10


Hình 5.2. Sơ đồ hiệu chuẩn

7. Một số vấn đề cụ thể trong hiệu chuẩn
7.1. Điều kiện hiệu chuẩn
Trong chơng trình trên đã đề cập đến điều kiện tiêu chuẩn của phơng tiện
đo là điều kiện môi trờng trong đó ngời ta xác định sai số cơ bản của phơng
Page 15 of 28
Ngô Ngọc Anh Vietnam Metrology Institute
tiện đo. Nhiệm vụ quan trọng của việc hiệu chuẩn phơng tiện đo là xác định là
điều kiện mà trong đó các phơng tiện đo đợc hiệu chuẩn. Điều kiện hiệu chuẩn
cụ thể của từng loại phơng tiện đo thờng đợc quy định trong các quy trình hiệu
chuẩn tơng ứng.
Thờng phơng tiện đo phải làm việc trong những điều kiện sai khác nhất
định với điều kiện tiêu chuẩn. Nhng từ sai số cơ bản ngời ta có thể phán đoán,
tính toán đợc sai số của phơng tiện đo ở những điều kiện khác, vì vậy việc tuân
thủ nghiêm chỉnh các điều kiện hiệu chuẩn đã đợc quy định là một yêu cầu rất
quan trọng.

7.2. Các bớc hiệu chuẩn
Quá trình và nội dung hiệu chuẩn một loại đo thờng đợc quy định, hớng
dẫn chi tiết trong các quy trình hiệu chuẩn. Về mặt kỹ thuật đại thể có hai bớc

sau:
Kiểm tra bên ngoài và khả năng làm việc của phơng tiện đó
Đây là công việc này là để phát hiện những sai hỏng bên ngoài ví dụ nh sự
rạnhiệm vụỡ của mặt kính trên mặt thang đọc; kim chỉ bị cong, các dấu hiệu và
chữ số trên thang đọc km chỉ bị cong, các dấu hiệu và chữ số trên thang đọc bị
nhoè, mờ, ống bọt nớc thăng bằng bị lệch, vỡ Những sai hỏng về khả năng làm
việc nh cho đại lợng đo vào mà phơng tiện đo vẫn không hoạt động hoặc hoạt
động không bình thờng
Kiểm tra đo lờng
Đây là một khâu quan trọng trong quá trình hiệu chuẩn phơng tiện đo. Mục
đích của khâu này là để kiểm tra các tính năng đo lờng của phơng tiện đo. Một
trong những nội dung quan trọng nhất của khâu này là xác định sai số của phơng
tiện đo. Bằng các phơng pháp đã nêu ở trên, nhờ các chuẩn có độ chính xác cần
thiết, ngời ta xác định đợc sai số của phơng tiện đo cần hiệu chuẩn.
Ngoài sai số ra còn phải xác định một số tính năng đo lờng khác đợc quy
định cụ thể cho từng loại phơng tiện đo trong các quá trình hiệu chuẩn hoặc các
văn bản hớng dẫn kỹ thuật khác.

7.3. Xác định độ hồi sai của số chỉ
Khi hiệu chuẩn, một vấn đề quan trọng là phải xác định độ hồi sai của số
chỉ. Điều này không chỉ đặt ra khi cần xác định số hiệu chính mà cả khi chỉ cần
xác định xem phơng tiện đo có sai số vợt quá sai số cho phép hay không. Để
giải thích vấn đề này nêu ví dụ sau.
Page 16 of 28
Ngô Ngọc Anh Vietnam Metrology Institute
Khi kiểm tra hai lần một trong các vạch của thang đọc ta thấy sai số của nó
là + 2 và - 1%. Phơng tiện đo này co sai số cho phép là 2,5% và độ hồi sai số
chỉ là 2,5 nh vậy ta thấy sai số không vợt quá sai số cho phép, nhng độ hồi sai
số của số chỉ lên tới 3% và do đó phơng tiện đo này không đạt yêu cầu.
Một trong các nguyên nhân gây ra độ hồi sai số chỉ của phơng tiện đo có bộ

phận động là ma sát ở các chỗ tiếp xúc giữa bộ phận động và tĩnh của cơ cấu đó.
Khi hiệu chuẩn lại phơng tiện đo này ngời ta xác đinh độ hồ sai của số chỉ do
ma sát gây ra ít nhất qua hai lần đo lần lợt tăng dần và giảm dần đại lợng cần
đo tới một giá trị nhất định trong quá trình thực hiện phép đo này, cần điều chỉnh
từ từ đại lợng đo đến vạch tơng ứng của thang đọc từ phía bên này đến phía bên
kia mà không vợt quá vạch đó.
Đối với các phơng tiện đo cần loại trừ thêm các ảnh hởng bên ngoài nh từ
trờng ngoài, hiệu ứng nhiệt điện ở chỗ tiếp xúc mối hàn thì trong quá trình
hiệu chuẩn phải xoay dụng cụ đi 180
0
hoặc đổi chiều dòng điện. Nh vậy, tất cả phải
đo ít nhất 4 lần.
Ngoài độ hồi sai số chỉ của phơng tiện đo cần hiệu chuẩn còn phải chú ý đến độ
hồi sai số chỉ của phơng tiện đo dùng làm chuẩn nữa. điều này có liên quan đến việc
chọn các chuẩn để hiệu chuẩn nh đã trình bày ở trên.
Khi hiệu chuẩn vật đọ thì vấn đề đơn giản hơn, vì nói chung ở vật đọ không có độ
hồi sai. Trong trờng hợp này chỉ cần đến độ hồi sai sô chỉ của chuẩn dùng để hiệu
chuẩn vật đọ và để đơn giản ngời ta thờng đo vật đọ bằng phơng tiện đo chuẩn ít
nhất là hai lần rồi lấy giá trị trung binh.
Với số lần đo bất kỳ, mọi giá trị đo tơng ứng không đợc vật ra ngoài độ hồi sai
giới hạn đã đợc định mức. Song trong thực tế hiệu chuẩn ngời ta chỉ hạn chế ở 2 hay
4 lần đo đi và về tại điểm vạch mà kết quả kiểm tra và về có thể sai khác lớn nhất. Tuy
nhiên các xác định độ hồi sai này cha thể làm tin tởng hoàn toàn rằng khi sử dụng
phơng tiện đo thì độ hồi sai thực tế của số chỉ sẽ không vợt quá giới hạn tìm đợc
khi hiệu chuẩn, vì các nguyên nhân sau đây:
Phơng pháp phát hiện độ hồi sai của số chỉ trên dựa trên giả thiết nguyên nhân
gây hồi sai là ma sát và các hiện tợng trễ, các nguyên nhân này đã hãm chuyển động
của phần động khi nó đi đến gần vạch kiểm tra. Thực ra, độ hồi sai của số chỉ còn phụ
thuộc vào nhiều nguyên nhân ngẫu nhiên khác nữa, chứ không chỉ phục thuộc vào các
hiện tợng ma sát và trễ là các hiện tợng biến thiên có quy luật. Những ảnh hởng của

các nguyên nhân ngẫu nhiên này làm cho độ hồi sai của số chỉ tìm đợc khi hiệu chuẩn
không hoàn toàn tin cậy. Còn khi hiệu chuẩn ta lại đã cho rằng ảnh hởng của hiện
tợng ma sát và trễ là ảnh hởng nguy hiểm nhất và là trội hơn hẳn so với các hiện
tợng ngẫu nhiên.
Page 17 of 28
Ngô Ngọc Anh Vietnam Metrology Institute
Mặt khác tính đều đặn và tính tin cậy của việc tăng hay giảm đại lợng cần đo
làm kim không vợt quá vạch kiểm tra tơng ứng con phụ thuộc vào tình trạng của
dụng cụ điều chỉnh và trình độ chuyên môn của kỹ thuật viên. Tuy nhiên có thể tăng
độ tin cậy bằng cách kiểm tra ở nhiều vạch. Độ hồi sai của số chỉ sẽ là hiệu lớn nhất
giữa các sô chỉ ứng với cùng một vạch.

7.4. Biên bản hiệu chuẩn
Biên bản là tài liệu ghi lại các kết quả trong quá trình hiệu chuẩn, đặc biệt là các
số liệu và kết quả của việc kiểm tra đo lờng. Đây là tài liệu gốc có tính chất rất quan
trọng vì nó là cơ sở để đánh giá, phân tích kết quả ngời hiệu chỉnh phơng tiện đo
phải ghi lại đầy đủ và trung thực các số liệu, không đợc tuỳ tiện vứt bỏ các số liệu mà
mình cảm thấy là vô lý. Khi phân tích các số liệu này, ngời ta có thể xoá đi những số
liệu thấy rõ ràng là không hợp lý so với toàn bộ các số liệu thu đợc, nhng phải xoá
sao cho khi cần thiết vẫn đọc lại đợc các số liệu đó.
Do tính chất quan trọng của biên bản, nên trong quy trình hiệu chuẩn có quy định
về mẫu biên bản hiệu chuẩn cũng nh cách ghi các biên bản này.
Thờng biên bản ghi lại các nội dung chính sau đây:
Các đặc trng và thông số danh định của phơng tiện đo cần hiệu chuẩn; các
dấu hiệu chính thức của nó nh tên phơng tiện đo, số hiệu, nơi sản xuất, nơi sử
dụng, phạm vi đo, cấp chính xác
Điều kiện hiệu chuẩn, ví dụ nh nhiệt độ môi trờng, độ ẩm, áp suất khí quyển
và các điều kiện đặc biệt khác.
Tên, số hiệu về các vật đọ chuẩn, phơng tiện đo chuẩn dùng để hiệu chuẩn;
trang thiết bị phụ

Kết quả của từng lần đo riêng rẽ trong quá trình hiệu chuẩn
Kết quả việc sử lý các số liệu và kết luận đánh giá cuối cùng về phơng tiện đo.
Xử lý toán học các số liệu là rất quan trọng. Nó bao gồm việc tính toán những đặc
trng và thông số của phơng tiện đo nh sai số độ hồi sai của số chỉ, các số hiệu chính
và hệ số hiệu chính
Để làm ví dụ về việc phân tích các kết quả hiệu chuẩn, chúng ta xem xét đồ thị
sai số vẽ theo các số liệu biên bản hiệu chuẩn một phơng tiện đo cấp 0,5

Hình 8.3. Đồ thị sai số nhận đợc khi hiệu chuẩn một phơng tiện đo cấp 0,5


Page 18 of 28
Ngô Ngọc Anh Vietnam Metrology Institute
Đồ thị trên đa chúng ta đến một số nhận xét sau đây:
1) Sai số của một trờng hợp đạt tới giới hạn cho phép (vạch 90), 5 trờng hợp gần
đạt tới giới hạn cho phép này (0,4% ở các vạch 40,60,90 và 100)
2) Có ảnh hởng rõ rệt của ma sát đến số chỉ thể hiện ở sự tách xa nhau của hai
nhánh đồ thị khi càng tiến gần về phía điểm gốc của thang đo.
3) Độ hồi sai của số chỉ đạt tới giới hạn cho phép 0,5% ở vạch 10;
4) Tính chất chung của đồ thị bị vi phạm ở vạch 70. Điều này có thể giải thích là do
thao tác điều chỉnh kim chỉ về vạch này đã tiến hành không cẩn thận. Cần kiểm
tra lại vạch này một vài lần bằng cách điều chỉnh nhẹ nhàng đại lợng đo lần
lợt theo chiều tăng và giảm dần.
5) Tại các điểm còn lại việc kiểm tra tiến hành quá tốt và đồ thị sai số phân li khá
đều đặn. Sự sắp xếp chung của đồ thị sai số chứng tỏ rằng có thể giả sai số của
dụng cụ bằng cách điều chỉnh toàn bộ đồ thị xuống 0,15%. Khi đó đờng trung
bình "không" sẽ là đờng chấm chấm và sai số của các số chỉ khác nhau sẽ
không vợt quá 0,35%. Tuy nhiên, khuyết điểm quan trọng của phơng tiện đo
là độ hồi sai số chỉ lớn khi đó vẫn không loại trừ đợc.

7.5. Chu kỳ hiệu chuẩn
Việc tiến hành hiệu chuẩn phơng tiện đo sau những khoảng thời gian bảo quản
đợc sử dụng nhất định và biện pháp quan trọng để duy trì độ chính xác cần thiết của
phơng tiện đo. Thời gian giữa hai lần hiệu chuẩn liên tiếp gọi là chu kỳ hiệu chuẩn.
Chu kỳ hiệu chuẩn đợc xác định cho từng loại phơng tiện đo khác nhau trên cơ sở độ
bền, điều kiện và tần số sử dụng nó
Quy định khoảng thời gian giữa hai lần hiệu chuẩn sao cho khoa học và kinh tế là
một vấn đề có ý nghiã lớn, đồng thời cũng rất khó khăn. Thời gian nầy dài quá thì
phơng tiện đo có thể đã mất chính xác trớc khi đến kỳ hiệu chuẩn tiếp. Ngắn quá thì
sẽ mất công vô ích và ảnh hởng đến việc khai thác sử dụng phơng tiện đo. Để xác
định chu kỳ hiệu chuẩn thích hợp, ngời ta thờng dùng phơng pháp thống kê. Căn cứ
vào kết quả của một số lần hiệu chuẩn định kỳ nhất định để suy ra chu kỳ hiệu chẩn
cần thiết. Ví dụ tiến hành hiệu chuẩn một loại phơng tiện đo đều đặn mỗi quý một lần
trong hai năm liền. Kết quả cho thấy trong hai năm ấy sai số của phơng tiện này
không thay đổi. Từ kết quả đó, có thể xác định chu kỳ hiệu chuẩn cần thiết cho loại
phơng tiện đo này là một năm. Đơng nhiên, giữa các lần hiệu chuẩn định kỳ, phơng
tiện đo phải sử dụng, bảo quản đúng theo các điều kiện kỹ thuật đã quy định.


Page 19 of 28
Ngô Ngọc Anh Vietnam Metrology Institute
8. Những phát triển mới trong lĩnh vực hiệu chuẩn
Trên cơ sở những thành tựu của cuộc cách mạng khoa học - công nghệ đang diễn
ra, lĩnh vực hiệu chuẩn phơng tiện đo cũng đã có sự phát triển mới về nhiều mặt đặc
biệt là đối với đợc hiệu chuẩn các phơng tiện đo điện ,điên tử .chúng ta đề cặp tới
một số vấn đề dới đây.
8.1. Thiết bị hiệu chuẩn đa chức năng
Các loại đồng hồ vạn năng hiện số và các loại thiết bị hiệu chuẩn đồng hồ đo
đang đợc sử dụng phổ biến trong hầu hết các phòng thí nghiệm đo lờng. Chức năng
của các đồng hồ vạn năng hiện số đã đợc mở rộng nhiều. Để hiệu chuẩn các loại đồng

hồ đo này, trớc đây các phòng thí nghiệm đo lờng cần phải có một bộ các thiết bị
hiệu chuẩn đơn chức năng (SFC - single function calibrator ), thực chất đó là một bộ
các vật đọ chuẩn riêng biệt về dòng, áp điện trở Dạng thiết bị mới nhất đợc sử dụng
hiện nay là các loại thiết bi hiệu chuẩn đa chức năng (MFC - Multi function
calibrator). Thiết bị này cung cấp gần nh toàn bộ các chức năng cần thiết cho việc
hiệu chuẩn các loại đồng hồ vạn năng hiện số.
Một thiết bị hiệu chuẩn đa chức năng thờng có thể cho ra các kích dòng và điện
áp một chiều, xoay chiều. Nó cũng có thể cho ra các kích thích điện trở, kích thích tần
số giải vô tuyến. Thực chất đó là những bộ vật đọ chuẩn thể hiện nhiều giá trị khác
nhau của một số đại lợng cần thiết, đợc liên kết với nhau trong một số cấu trúc thống
nhất về mặt thiết kế và chế tạo.
Các thiết bị hiệu chuẩn đơn chức năng thờng có thể đợc dùng nhằm bổ sung
cho các thiết bị hiệu chuẩn đa chức năng phụ thêm nh các kích thích về điện dung,
điện cảm, tần số
Chức năng trớc hết của một thiết bị hiệu chuẩn đa chức năng là để hiệu chuẩn
các đồng hồ vạn năng hiện số, vì vậy đầu ra của nó phải bao trùm đợc phạm vi đo của
các loại đồng hồ đo điển hình. ví dụ bảng sau cho biết văn tắt các yêu cầu kỹ thuật của
thiết bị hiệu chuẩn đa chức năng số hiệu 5700A do hãng Fluke(Mỹ) chế tạo.
Bảng tóm tắt các yêu cầu kỹ thuật của thiết bị hiệu chuẩn đa chức năng số hiệu
5700A do hãng Fluke

Chức năng. Phạm vi
Điện áp một chiều
Các phạm vi đo
Độ phân giải
đến 1100V
220mv ;.2.2v ;220v; 11v; và 1100v
10 nhiệm vụ ở phạm vi đo 220mv
Dòng một chiều đến 2.2A
Page 20 of 28

Ngô Ngọc Anh Vietnam Metrology Institute
220A;.2.2mA ;22mA; 220mA; và 2.2A Các phạm vi đo
độ phân giải 10 nA ở phạm vi đo 220A
Điện áp xoay chiều
Các phạm vi đo
Độ phân giải
Tần sồ
Giới hạn von-hec

đến 1100V
2.2mV; 22mV; 220V.2.2V; 22V; 220V; và 1100V
10 nAở phạm vi đo 2.2mV
10Hz Đến 10kHz
2x10
-7
Điện áp xoay chiều
Các phạm vi đo
Độ phân giải
Tần sồ
đến 2.2A
220A;.2.2mA ;22mA; 220mA; và 2.2A
10 nAở phạm vi đo 220A
10Hz đến 10kHz
Điện trở
1 đến 100
1; 1,9 100 bậc
Giải tần số vô tuyến
10Hz đến 30MHz
đến 3.5V (+24 dBm)

8.2. Hiệu chuẩn (artifact calibration)
Hiệu chuẩn artifact là phơng pháp mới rất có tác dụng trong thiết kế phơng tiện
đo, phơng tiện hiệu chuẩn và trong việc hiệu chuẩn chúng. Theo phơng pháp truyền
thống, ngời ta thực hiện ở bên ngoài các phép so sánh đo tỷ số giữa phơng tiện đo
cần hiệu chuẩn với các chuẩn. Bằng cách bao gồm trong đó cả điện áp một chiều có độ
ổn định cao và các chuẩn, phơng tiện đo có thể sử dụng các chơng trình phần mềm
bên trong để so sánh tính năng của nó với các chuẩn bên ngoài.
Hiệu chuẩn atfact làm giảm đợc đáng kể việc hiệu chỉnh khi hiệu chuẩn và các
chi phí cho việc bảo trì. Có thể tóm tát các lợi ích của phơng pháp này nh sau :
Giảm bớt công sức cần thiết để thực hiện các phép hiệu chuẩn
Số lợng chuẩn cần cho việc hiệu chuẩn ít hơn
Loại trừ đợc sai số do ngời thao tác gây ra
Dễ dàng phát hiện sự hoạt động không ổn định hoặc sai sót.
Page 21 of 28
Ngô Ngọc Anh Vietnam Metrology Institute
Các phơng tiện đo điện tử bao gồm một số lợng lớn chi tiết khác biệt nhau.
Dạng mạch và giá trị của các chi tiết xác định các đặc trng của phơng tiện đo. Vì giá
trị của các chi tiết thờng thay đổi theo thời gian nên phơng tiện đo cần phải hiệu
chuẩn định kỳ để đảm bảo đợc sự phù hợp liên tục với các quy định kỹ thuật thông
qua việc hiệu chuẩn.
Những năm trớc 1970, việc hiệu chỉnh khi hiệu chuẩn định kỳ thờng là việc
hiệu chỉnh có tính chất vật lý đối với các chi tiết bên trong phơng tiện đo, ví dụ nh
xoay các chiết áp, các tụ điện biến đổi làm cho phơng tiện đo phù hợp với các
chuẩn bên ngoài.
Từ năm 70, các nhà thiết kế thiết bị bắt đầu sử dụng các mạch vi xử lý không chỉ
đề nâng cao khả năng và phạm vi hoạt động của phơng tiện đo và thử nghiệm mà còn
để đơn giản hóa quá trình hiệu chuẩn. Các phơng tiện này đã đợc thiết kế và chứa
các hệ số hiệu chính phần mềm để bù trừ cho sai số khuyếch đại và sai số điểm
"không" ở từng phạm vi đo.
Những năm trớc 1990, các phép hiệu chuẩn hộp kín (closed - case calibration)

đã đợc đa vào sử dụng đối với phần lớn các loại phơng tiện đo. Sự hiệu chính phần
mềm bên trong đã thay thế cho việc phải tháo mở vỏ thiết bị để thực hiện sự hiệu chỉnh
có tính chất vật lý đối với các chi tiết của thiết bị. Điều này đã làm đơn giản quá trình
hiệu chỉnh làm cho quá trình hiệu chuẩn đợc tự động hoá một cách dễ ràng.
Phơng pháp hiệu chuẩn artifact cũng đợc áp dụng đối với các thiết bị hiệu
chuẩn đa chức năng. Trong những năm trớc đây việc hiệu chuẩn các thiết bị hiệu
chuẩn phải thực hiện trong các phòng thí nghiệm đo lờng cấp cao. Các hiệu chuẩn
viên lành nghề phải sử dụng chuẩn đo lờng chất lợng cao theo quy trình đã đợc viết
ra thành văn bản để hiệu chuẩn bằng tay các thiết bị hiệu chuẩn này. Nhờ phơng pháp
hiệu chuẩn artifact, hiện nay các thiết bị hiệu chuẩn đa chức năng đã có thể tự hiệu
chuẩn chính nó ngay tại nơi sử dụng. Các thiết bị hiệu chuẩn đa chức năng này bao
gồm các chuẩn chất lợng cao, bộ chia tỉ số, bộ dòng không, các bộ chia thập phân và
mạch vi sử lý lắp đặt ở bên trong. Mạch vi sử lý điều khiển chơng trình cơ sở của các
thủ tục hiệu chuẩn để thực hiện hiệu chuẩn này.
Một số vấn đề quan trọng nhằm đảm bảo tính liên kết chuẩn của hiệu chuẩn
artifact. Ngời ta sử dụng các chuẩn ngoài đã đợc nối với chuẩn quốc gia để định kỳ
kiểm tra lại sự phù hợp của các quá trình đo lờng diễn ra bên trong thiết bị và các đặc
trng đầu ra của thiết bị. Sơ đồ sau là một ví dụ cho thấy chuỗi lên kết chuẩn không đứt
đoạn của thiết bị hiệu chuẩn có đa chức năng Fluke 5700A đã nói tới ở trên.



Page 22 of 28
Ngô Ngọc Anh Vietnam Metrology Institute

Chuẩn quốc
gia (NIST
Chuẩn bên
ngoài

Bộ
chuyển
đổi tỷ số
Bộ
chuyển
đổi tỷ số
Bộ
chu
y
ển đổi
tỷ số
Các phạm
vi đo và các
chức năng
Ghi chú:
NIST (National instirrute of Standard and Technology): Viện quốc gia về chuẩn về
công nghệ, cơ quan thiết lập và duy trì hệ thống chuẩn đo lờng quốc gia của Mỹ.
Những phát triển có tính chất cách mạng trong lĩnh vực hiệu chuẩn nêu trên là
dựa trên cơ sở kỹ thuật thu nhỏ kích thớc. Ví dụ nh các bộ dò "không" đợc tạo
thành trên vi mạch, các hệ thống tỉ số đợc rút gọn thành panen mạch đơn và mạch
điện trở màng mỏng thay thế cho các điện trở kích thớc cồng kềnh

8.3. Hiệu chuẩn tự động hoá
Tất cả các hoạt động trong quá trình hiệu chuẩn đều có thể đợc tự động hoá để

làm cho quá trình hiệu chuẩn hợp lý hơn, để nâng cao độ chính xác và tính trung thực
của các tài liệu và kết quả hiệu chuẩn. Múc độ tự động hoá này tự động hoá này phụ
thuộc vào phạm vi nhiệm vụ của từng ngời sử dụng, các yêu cầu về chất lợng và các
điều kiện kiểm tra.

a) Quá trình hiệu chuẩn
Để tiến hành tự động hoá quá trình hiệu chuẩn một cách có hiệu quả cần có sự
hiểu biết kỹ lỡng các hoạt động diễn ra trong quá trình và mối liên hệ của chúng với
từng hoạt động khác. Sẽ có những hoạt động thích hợp nhiều hơn hoặc ít hơn đối với
việc tự động hoá. Ngời quản lý phòng thí nghiệm phải tiếp cận với từng hoạt động
một để phát triển tuần tự đợc tự động hoá.





Page 23 of 28
Ngô Ngọc Anh Vietnam Metrology Institute

Ngời sử dụng phơng tiện
Đo:
Đa ra nhiệm vụ
Nghiên cứu việc đầu t
Kiểm chứng sản phẩm mới
Cán bộ phòng hiệu chuẩn:
Thiết lập các quy trình
Thực hiện các quy trình
Tài liệu hoá các kết quả
Đa phơng tiện
đo đi hiệu chuẩn
Phơng tiện đo vừa
hiệu chuẩn xong

Quá trình trình hiệu chuẩn bao gồm nhiều nhiệm vụ. Những nhiệm vụ này có thể
phân thành ba loại: Các hoạt động điều hành, các thao tác hàng ngày và các hoạt động
điều chỉnh. Sơ đồ dới đây trình bày một chu trình thông thờng của quá trình hiệu
chuẩn
Sự liệt kê các công việc dới đây là sự gợi ý giúp ngời quản lý phòng thí nghiệm
xem xét để tự động hoá việc hiệu chuẩn các thiết bị của họ.

Các hoạt động điều hành
Công việc thuộc loại này là thiết lập các nhiệm vụ vào quy trình hiệu chuẩn nói
chung ví dụ nh:
Xác định các phơng tiện cần đợc hiệu chuẩn;
Thiết lập chu kỳ hiệu chuẩn;
Quy đinh một trình độ chất lợng chấp nhận đợc đối với phơng tiện đo;

Văn bản hoá nơi để và việc sử dụng phơng tiện đo;
Thiết lập quy trình hiệu chuẩn:
Page 24 of 28
Ngô Ngọc Anh Vietnam Metrology Institute
Xác định và hiệu chuẩn phơng tiện đo trong phòng thí nghiệm hoặc là tại
chỗ trên dây truyền sản xuất:
Xác đinh các mức thành thạo cần thiết để quản lý công việc và để thực hiện
các phép hiệu chuẩn
Xác định điều kiện môi trờng và các thiết bị cần thiết phải tơng ứng;

Các thao tác hàng ngày.
Bao gồm các công việc thờng xuyên của phòng hiệu chuẩn, ví dụ nh:
Đa phơng tiện đo đến phòng thí nghiệm hiệu chuẩn hoặc hiệu chuẩn
chúng tại chỗ.
Xác định quy trình hiệu chuẩn thích hợp
Kiểm tra và sữa chữa các phơng tiện hiệu chuẩn
Thực hiện việc kiểm tra khi hiệu chuẩn để phát hiện hoặc loại bỏ (theo một
số điều kiện )
Thực hiện việc hiệu chuẩn khi hiệu chuẩn
Duy trì các chuẩn đo lờng
Cung cấp các báo cáo, giấy chứng nhận, nhãn dán và các tài liệu hiệu
chuẩn thích hợp khác phù hợp với yêu cầu của ngời có phơng tiện đo và
của các chuyên gia đánh giá
Đa các phơng tiện đo vào hoạt động trở lại

Các hoạt động điều chỉnh
Trong từng thời gian phòng hiệu chuẩn soát xét và hiệu chỉnh các hoạt động của
mình. Thuộc loại các công việc đó, ví dụ nh:
Xác định các thiết bị sắp vợt giới hạn phù hợp và đa chúng ra khỏi công
việc;

Tối u hoá chu kỳ hiệu chuẩn
Xác định lại các quy trình hiệu chuẩn;
Cập nhật địa điểm thiết bị và hồ sơ ngời sử dụng

b) Các hoạt động chủ yếu cần tự động hoá
Page 25 of 28