從不校準？你是認真的嗎？
0x01 基礎概念
校準和微調
技術上說，校準就是把設備測量數據和已知精度的參考設備對比，偏差若在允許范圍內，校準即為通過。
如果由設備制造商進行校準，通常還會對設備微調，以便讓測量結果與預期結果更匹配。校準報告中必須記錄微調之前和之后的測量數據。這樣才能確保設備調整過程完全透明。
可追溯性
* 校準金字塔
每一層級，都以上一級為參考。級別越高，不確定度越低。一般情況下，校準證書中會列出上一級中參考設備的校準證書編號。
要確保完整的可追溯性，上至國際標準的整個追溯鏈中的所有校準證書都需要：
- 逐級無縫列出
- 保證有效，也就是沒有過期
測量不確定度
* 測量結果分布和置信度，置信度一般為 95%
在確定的框限區間內，測量結果的可接受度會因上下邊界處的不確定度而降低。
* 可接受區間和框限區間
確定測量不確定度是個復雜的任務。首先，任何會對測量不確定度造成影響的因素都必須明確并考慮權重。這樣就確定了全局不確定度模型。單個影響因素可通過計算，預估或實驗的方式得到。
校準間隔
每臺設備都需要定期的重復校準。校準間隔由用戶和質量管控部門基于設備本身的使用情況決定。大多數情況下，設備制造商會給出推薦的校準周期。通常是一年或兩年。
校準證書
校準證書是校準過程的實體結果。它有一個獨特的編號并需要校準執行人員的簽名。所有測量結果和框限數據都必須列出。此外，IEC 17025 和 IEC 61672-3 還需列出如每次測量的不確定度、環境條件（溫度，濕度，氣壓）等信息。
左圖：蘇州計量所出具的一份校準證書，可以看到頂部有 CNAS 和 ILAC 標識
型式認證
型式認證不同于校準，更像一種合格證。
因為很多國家對特定場合的測試儀器有更高的要求。比如你想讓測試結果得到法院的認可，你的儀器就必須有這種認證。
型式認證設備首先要得到國家計量機構的認證，這個認證不是簡單的校準，而是從整個系統設計到實現方式都需要符合標準要求。
* XL3 聲學分析儀的 CPA 型式認證
計量機構只認可當前狀態下的儀器，也就是說，這個設備無論是軟件還是硬件，只要發生一點變化，都會被認為是另一套系統，不具備型式認證。經認證的設備必須定期到有資質的校準實驗室進行校準。
0x02 相關標準和認證機構
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IEC 61672-3 電聲學 - 聲級計 -
IEC?17025 檢測和校準實驗室能力的通用要求 -
IEC Guide 98-3 測量不確定度 – 第三部分：測量不確定度表述指南 -
ILAC 國際實驗室認可合作組織 - CNAS 中國合格評定國家認可委員會
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NIM?中國計量科學研究院 -
NIST 美國國家標準技術研究所 -
LNE?法國國家實驗室 -
METAS 瑞士聯邦計量科學研究院 -
PTB 德國聯邦物理技術研究院 - ...
0x03 音頻與聲學設備校準的挑戰
* 裝有吸聲材料的消聲室
和其它物理量相比，聲音測量會遇到一些特殊挑戰。其對測量環境的要求更嚴格且需要投入更多精力。校準步驟必須正確記錄才能確保結果的精確可靠。
聲學反射
聲波反射應盡量避免，因為它們會互相疊加或抵消進而影響測量結果。因此，校準須在消聲室中進行，或者至少應該在經過優化的治具中執行，治具不能存在幾何平行的面且應具備吸聲材料。
信號源監測/控制
一旦校準過程中涉及到聲學信號源，就必須通過已知技術指標的參考設備對其進行監測或控制，因為一般揚聲器的精度無法與麥克風相比。所以，校準設備中一般都有一支參考麥克風。具體配置有兩種基本思路。
并行法：待測麥克風和參考麥克風距揚聲器相同距離放置在一起，且盡可能在揚聲器中心線處對稱。這樣即可假設兩支麥克風都暴露在幾乎完全一致的聲場中。參考麥克風測量結果用以補償聲源揚聲器。
替代法：測量被分為兩個步驟。第一步，參考麥克風置于揚聲器前。在此處評估揚聲器特性。第二步，用待測麥克風替換參考麥克風，并執行所需測試。同樣的，參考麥克風數據用于補償揚聲器。
治具校準治具要能確保每次執行校準時各聲學器件都固定在正確位置。理想情況下，它應能給操作人員提供清晰的視覺或觸覺反饋，盡可能減少誤操作。校準治具應足夠堅固以保證能夠反復使用。
同時，治具不能干擾測量，即其表面不應對聲場造成影響。因此，一般通過一根長桿連接在麥克風的聲場陰影區（直接連接在麥克風后端）以固定麥克風。
環境噪聲
很明顯，環境噪聲會帶來錯誤的測量結果，必須要避免。特別是對于沒有輸入信號的測量（測量本底噪聲）或只有很小信號的測量（檢測線性范圍）來說。除了空氣聲，結構聲也很難處理。對于低噪聲測量，通常需要將麥克風置于“盒中盒”內。
0x04 最后
定期校準測試設備的重要性不言而喻，且應被作為常規維護任務。經校準的設備能出具精度確定的測量數據。而且，任何專業人員或組織都應使用經校準的設備，這樣才能確保工作或產品質量的一致性。
從國際標準到國家機構和校準實驗室，校準流程，程序和文檔都應高度規范化。雖然這些可能被認為是官僚體系，但其對確保廣泛而一致的服務來說是非常有必要的。