从不校准？你是认真的吗？
0x01 基础概念
校准和微调
技术上说，校准就是把设备测量数据和已知精度的参考设备对比，偏差若在允许范围内，校准即为通过。
如果由设备制造商进行校准，通常还会对设备微调，以便让测量结果与预期结果更匹配。校准报告中必须记录微调之前和之后的测量数据。这样才能确保设备调整过程完全透明。
可追溯性
* 校准金字塔
每一层级，都以上一级为参考。级别越高，不确定度越低。一般情况下，校准证书中会列出上一级中参考设备的校准证书编号。
要确保完整的可追溯性，上至国际标准的整个追溯链中的所有校准证书都需要：
- 逐级无缝列出
- 保证有效，也就是没有过期
测量不确定度
* 测量结果分布和置信度，置信度一般为 95%
在确定的框限区间内，测量结果的可接受度会因上下边界处的不确定度而降低。
* 可接受区间和框限区间
确定测量不确定度是个复杂的任务。首先，任何会对测量不确定度造成影响的因素都必须明确并考虑权重。这样就确定了全局不确定度模型。单个影响因素可通过计算，预估或实验的方式得到。
校准间隔
每台设备都需要定期的重复校准。校准间隔由用户和质量管控部门基于设备本身的使用情况决定。大多数情况下，设备制造商会给出推荐的校准周期。通常是一年或两年。
校准证书
校准证书是校准过程的实体结果。它有一个独特的编号并需要校准执行人员的签名。所有测量结果和框限数据都必须列出。此外，IEC 17025 和 IEC 61672-3 还需列出如每次测量的不确定度、环境条件（温度，湿度，气压）等信息。
左图：苏州计量所出具的一份校准证书，可以看到顶部有 CNAS 和 ILAC 标识
型式认证
型式认证不同于校准，更像一种合格证。
因为很多国家对特定场合的测试仪器有更高的要求。比如你想让测试结果得到法院的认可，你的仪器就必须有这种认证。
型式认证设备首先要得到国家计量机构的认证，这个认证不是简单的校准，而是从整个系统设计到实现方式都需要符合标准要求。
* XL3 声学分析仪的 CPA 型式认证
计量机构只认可当前状态下的仪器，也就是说，这个设备无论是软件还是硬件，只要发生一点变化，都会被认为是另一套系统，不具备型式认证。经认证的设备必须定期到有资质的校准实验室进行校准。
0x02 相关标准和认证机构
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IEC 61672-3 电声学 - 声级计 -
IEC 17025 检测和校准实验室能力的通用要求 -
IEC Guide 98-3 测量不确定度 – 第三部分：测量不确定度表述指南 -
ILAC 国际实验室认可合作组织 - CNAS 中国合格评定国家认可委员会
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NIM 中国计量科学研究院 -
NIST 美国国家标准技术研究所 -
LNE 法国国家实验室 -
METAS 瑞士联邦计量科学研究院 -
PTB 德国联邦物理技术研究院 - ...
0x03 音频与声学设备校准的挑战
* 装有吸声材料的消声室
和其它物理量相比，声音测量会遇到一些特殊挑战。其对测量环境的要求更严格且需要投入更多精力。校准步骤必须正确记录才能确保结果的精确可靠。
声学反射
声波反射应尽量避免，因为它们会互相叠加或抵消进而影响测量结果。因此，校准须在消声室中进行，或者至少应该在经过优化的治具中执行，治具不能存在几何平行的面且应具备吸声材料。
信号源监测/控制
一旦校准过程中涉及到声学信号源，就必须通过已知技术指标的参考设备对其进行监测或控制，因为一般扬声器的精度无法与麦克风相比。所以，校准设备中一般都有一支参考麦克风。具体配置有两种基本思路。
并行法：待测麦克风和参考麦克风距扬声器相同距离放置在一起，且尽可能在扬声器中心线处对称。这样即可假设两支麦克风都暴露在几乎完全一致的声场中。参考麦克风测量结果用以补偿声源扬声器。
替代法：测量被分为两个步骤。第一步，参考麦克风置于扬声器前。在此处评估扬声器特性。第二步，用待测麦克风替换参考麦克风，并执行所需测试。同样的，参考麦克风数据用于补偿扬声器。
治具校准治具要能确保每次执行校准时各声学器件都固定在正确位置。理想情况下，它应能给操作人员提供清晰的视觉或触觉反馈，尽可能减少误操作。校准治具应足够坚固以保证能够反复使用。
同时，治具不能干扰测量，即其表面不应对声场造成影响。因此，一般通过一根长杆连接在麦克风的声场阴影区（直接连接在麦克风后端）以固定麦克风。
环境噪声
很明显，环境噪声会带来错误的测量结果，必须要避免。特别是对于没有输入信号的测量（测量本底噪声）或只有很小信号的测量（检测线性范围）来说。除了空气声，结构声也很难处理。对于低噪声测量，通常需要将麦克风置于“盒中盒”内。
0x04 最后
定期校准测试设备的重要性不言而喻，且应被作为常规维护任务。经校准的设备能出具精度确定的测量数据。而且，任何专业人员或组织都应使用经校准的设备，这样才能确保工作或产品质量的一致性。
从国际标准到国家机构和校准实验室，校准流程，程序和文档都应高度规范化。虽然这些可能被认为是官僚体系，但其对确保广泛而一致的服务来说是非常有必要的。