电容式浪高仪校准

1. 目的

规范电容式浪高仪的校准操作流程，确保仪器测量数据的准确性与可靠性，满足水文测验、波浪模拟实验及海洋工程监测的技术要求。

2. 适用范围

适用于基于电容感应原理的浪高测量设备（以下简称“浪高仪”）的实验室校准及现场比对校准。不适用于超声波、压力式等其他原理的浪高仪。

3. 校准依据

GB/T 12763.2-2007《海洋调查规范 第2部分：海洋水文观测》

JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》

设备制造商提供的技术手册及产品规格书。

4. 校准环境要求

环境温度：(20±5)℃，温度变化率不大于1℃/h。

环境湿度：相对湿度不大于85% RH，无凝露。

电磁环境：无强电磁干扰源，校准区域接地良好。

静置要求：浪高仪探头在校准环境中静置不少于30分钟，以达到热平衡。

5. 校准设备

标准位移发生装置：分辨率不低于0.01 mm，量程覆盖被测浪高仪量程，示值误差不超过±0.05 mm。

高精度数显表：用于监测浪高仪输出信号（电压或电流），精度等级不低于0.05级。

水平基准平台：表面平面度误差不大于0.02 mm/m²。

温度计：量程0~50℃，分度值0.1℃。

恒温水槽（可选）：用于温度系数校准，控温精度±0.1℃。

6. 校准前准备

外观检查：检查浪高仪探头表面是否光洁、无锈蚀、无附着物；电缆无破损；标识清晰。

电气连接：将浪高仪信号输出端接入高精度数显表，接通电源，预热15分钟。

初始零位设定：将探头垂直固定于水平基准平台，确保探头轴线与平台垂直。调整仪器输出至零点，记录初始零位读数。

7. 校准项目与操作步骤

7.1 静态线性度校准

通过标准位移发生装置，以满量程的10%为间隔，从零位开始逐点向上移动探头（或改变介质接触高度）。

依次记录标准位移值  L s 与浪高仪对应输出值  V o 。

达到满量程后，反向逐点下移，记录下行程数据。

每个校准点重复测量3次，取算术平均值作为该点的实测值。

根据输入输出数据拟合直线方程，计算线性度误差  δ L ：

δ L  =    L FS    ΔL max    ×  100%

式中： ΔL max 为各校准点与拟合直线的最大偏差； L FS 为满量程输出。

7.2 重复性校准

选取满量程的50%作为校准点。

连续进行10次全量程循环测量，记录每次的输出值。

按贝塞尔公式计算标准差  s，重复性误差  δ R 为：

δ R  =    L FS    3s   ×  100%

7.3 迟滞误差校准

利用静态线性度校准中获得的同一点上行与下行输出值。

计算各校准点上行与下行输出的最大差值  ΔH max 。

迟滞误差  δ H 为：

δ H  =    L FS    ΔH max    ×  100%

7.4 温度影响校准（可选）

将探头置于恒温水槽中，分别设定温度为10℃、20℃、30℃。

待温度稳定后，测量零位输出及满量程输出。

计算温度每变化10℃引起的零点漂移和灵敏度变化。

8. 数据处理与结果判定

所有原始数据应记入校准记录表。

根据公式计算各项技术指标。

合格判据：

线性度误差：≤ ±0.5% FS（具体指标参照设备说明书）。

重复性误差：≤ 0.2% FS。

迟滞误差：≤ 0.3% FS。

若任一项指标超出允许范围，判定为不合格，需进行维修或重新标定。

9. 校准周期

常规使用环境下，校准周期为12个月。若使用频率高、环境恶劣（如海水腐蚀、强振动），建议缩短至6个月。

10. 记录与证书

校准完成后，应出具校准证书或校准报告。内容至少包括：

设备名称、型号、编号、制造厂。

校准环境条件（温度、湿度）。

使用的标准器信息及证书编号。

校准数据、计算过程及不确定度分析。

校准结论及有效期。

校准人员、核验人员签字及日期。

11. 注意事项

校准介质（通常为洁净水或专用标定液）应与实际测量介质介电常数一致，否则需进行介电常数修正。

操作时避免手指直接接触探头感应面，防止油污影响介电常数。

校准结束后，应将探头清洗干净并妥善存放。