质量和运营安全。所有仪表，即使是最精确的仪表，都会表现出某些特定的程度的测量误差，即测量值和参考值之间的差异。

  误差的大小取决于仪表的类型、功能和工况，并且误差通常会随时间的增加而增加。因此，通常要对这些误差进行量化，以确定测量是否足够可靠，能否达到其预期目的。

  尽管校准对于准确、高效和安全的生产至关重要，但如果处理不当，校准可能耗时且成本高昂，还会导致停机并引发事故。

  为了确定测量可靠性、工厂效率和过程安全的最佳平衡，定义每个仪表的精度要求及必须校准仪表的频率至关重要。

  过于频繁的校准会浪费企业资源并造成计划内停机过多，但仪表校准过少，则会对产品质量、合规性和安全产生不利影响，同时增加计划外停机的可能性。

  校准是在定量测量和已知参考之间建立关系的过程。验证通常是提供客观证据的定性规定，证明给定的测量满足规定的要求。

  校准测试的目标，是确定给定设备（被测单元）的测量误差。一旦知道测量误差，被测试单元就可以用作校准另一个仪表的参考，主仪表验证是这样的做法的常见案例。该校准链必须始终指向国家或国际主要参考，以保证计量的可追溯性（图1）。

  验证的概念更广泛， 通常指将校准结果与特定要求做比较， 以确定合规性。用于验证的最常见要求是最大允许误差（MPE），由制造商、计量机构、最终用户或监督管理的机构定义。

  如果通过校准确定的设备测量误差小于MPE，则仪表满足规定要求并通过验证测试（图2）。

  通常情况下，MPE 通过临界评估和每个仪表测量误差的后果来确定。MPE 与监督管理要求相结合，通常用于确定校准频率和程序。

  具有严格M P E 的仪表, 通常必须在严格的条件下进行实验室测试，但对于MPE 不太严格的仪器，评估人能采用破坏性较小的校准方法，甚至在线验证。

  对于受支持的专用仪表，在线验证降低了校准频率，来提升了工厂的可用性，同时还能够更好的降低运送过程中损坏的风险，以及必须将仪表从过程中移除然后重新安装到过程中出错的风险。

  此外，跟着时间的推移，这种更为频繁且易于使用的验证方法，使运行人员能够跟踪仪表的性能，提供测量漂移的早期预警，由此减少计划外停机时间。

  校准间隔定义为两次校准之间的时间。校准间隔应根据仪表的关键性和测量误差漂移到可接受范围之外的风险来确定，但通常情况并非如此（图4）。

  ▎图4 ：仪表测量误差的风险，跟着时间的推移而增加，应确定校准间隔，以将该误差保持在可接受的范围内。

  实际上，大多数校准间隔是使用反应性方法确定的，在这一些方法中，最初的校准间隔设置在一个方便的频率，然后根据先前校准的数据来进行调整。该程序的问题是，它不试图建模或预测随时间变化的测量可靠性。

  在建立满足可靠性目标的时间间隔方面，反应性方法通常不如统计方法有效，并且常常要数年才可以做到稳定状态。

  通常通过湿法标定( w e t c a l i b r a t i o n)，来满足对分析传感器进行按时进行检查的法规要求，这需要将传感器（如pH 或电导率探针）浸入到参考溶液中。对于流量计来说，一定要使用过程介质生成一个已知的流速。

  这类湿法标定很容易在实验室环境中进行，因为在实验室中环境受控，仪表可及，且具备必要的设备。但在生产系统中，通常不具备上述条件，因此在实验室中执行的相同校准程序，在生产环境中通常没办法发挥作用。

  在过程工厂中，湿法标定还有另外一个缺点：传感器通常必须从过程中移除，并发送到实验室做验证，然后运回工厂并在校准后重新安装。在这样的一个过程中，可能会发生运输或误操作损坏，并且无法检测到这些损坏，因此导致最新校准的仪表无法根据实验室验证的结果运行。

  为了将过程影响降至最低，许多设施选择在现场校准温度、压力和分析仪表，但因为流量计校准需要专用设备，必须将其送往实验室做校准。但工厂人员还有另外一种选择：在现场使用经认证的、配置了移动校准装置的流量校准器（图5）。

  •将额外库存和备件的需求降至最低，因为被校准的仪表不再使用并重新投入到正常的使用中的时间较短。

  这种移动方式方便且经济高效，无需将仪表运送到异地。但是，在仪表不再使用，以及在重新布线和恢复服务期间，当需要打开主要工艺回路和停用电子设备时，技术人员仍一定要采取预防措施。

  现代智能传感器通常设置为可以存储校准记录，有些传感器还可以执行自校准。例如，现代制药级蒸汽就地温度传感器，就包含一个高精度基准，被称为“居里点”（又作居里温度），在蒸汽就地灭菌循环期间，该基准在特定的居里温度下会发生突然的铁磁变化。能够最终靠电子方式检测到特性变化，在达到居里温度时触发自动过程值检查点。

  虽然流量计没办法实现自校准技术，但许多别的技术进步正在简化校准和验证程序，并提高测量的完整性。这些进步包括：

  当今的许多仪表具有诊断问题、执行验证和生成可审计报告的内置功能，简化了校准和验证相关任务，并减少了手动干预和工厂停机要求。当在线校准不可行时，更少、更快的离线校准能大大的提升设备的整体效率。

  这些智能仪表使工厂人员可以在一定程度上完成最大的正常运行时间，同时保持合规性并维护顶配水平的安全性。从某一些程度来说，企业的竞争优势取决于准确的测量和高效的生产，通过优化校准程序和尽可能使用在线验证，工厂人能确保盈利、合规和安全运行。

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