一、引言
低速离心机（通常转速在200～4 000 r/min范围）是实验室常用设备，广泛应用于细胞、亚细胞结构分离、血液成分分离等生物化学实验。为保证实验结果的准确性和重现性，必须对离心机的转速进行定期校准。本文将从校准原理、所需工具、操作步骤、数据处理与判定、注意事项及质量控制等六个方面，系统介绍低速离心机转速校准的方法。

二、校准原理

1. 转速与离心力的关系
   离心力G值与转速n（r/min）和半径r（cm）之间满足：

G = (1.118 × 10⁻⁵) × n² × r
因此，保证仪器显示转速准确，就是保证所给G值可靠。

1. 测量原理
   常见的校准方法包括：光学测速、霍尔传感器测速、动态扭矩测量等。其中光学测速因精度高、无接触、操作简便，是最常用方法。其基本思路是：在旋转轴上或转子上安装高反差标记，通过光电开关或激光测速仪记录标记通过频率，从而计算转速。

三、所需仪器与材料

1. 标准测速仪器

• 激光转速计：测量范围广，精度可达±0.01 r/min。

• 反射型光电开关：配合标记带使用，精度±0.1 r/min。

1. 标记材料

• 高反差反射贴纸或黑白交替标记带，宽度5–10 mm。

1. 配套工具

• 无绳钻机或手工贴标工具，保证标记牢固同心。

• 精密游标卡尺：测量转子中心到标记的半径。

• 支撑架与固定装置：保证测速仪器稳定，对准转子。

• 计时器或测频仪：用于辅助测量。

1. 校准记录表及统计软件

• 建议使用电子表格软件记录数据，并作差值分析、线性回归。

四、校准前准备

1. 清洁与检查

• 拆卸转子及转子头，检查是否有裂纹、变形、积垢，清洁并干燥。

• 检测转子平衡块、轴承及驱动皮带（若有），必要时更换。

1. 环境要求

• 室温20–25 ℃，相对湿度≤60%。

• 远离强磁场及震动源，地面平整稳固。

1. 仪器预热

• 空载运转5–10 min，使内部温度和润滑脂达到稳定状态。

1. 标定频率

• 确定待校转速点：最低、中点、最高转速，以及用户常用几档。例如：500、1 000、2 000、3 000、4 000 r/min。

五、校准操作步骤

1. 标记粘贴

• 在转子圆周上均匀贴上1–2条黑白相间反射带，确保对称分布，并与转子中心轴线同心。

• 测量标记到中心的半径R，记录至0.1 mm。

1. 测速仪器安装

• 将激光转速计或光电开关固定于支架上，使探测头与反射带在同一直线上，距离保持制造商推荐值（一般5–15 mm）。

• 调整焦距与光束角度，确保测速信号稳定清晰。

1. 数据采集

• 依次设定离心机显示转速为各待校档位，逐档空载运行至稳定（约1–2 min）。

• 同步记录离心机显示值N_disp和测速仪读数N_meas。每档测量3次以上，求平均值。

1. 半径修正

• 若测速仪基于光斑通光时间或切割频率计算G值，则需按实际反射带半径修正：

N_corrected = N_meas × √(R_ref/R_meas)
其中R_ref为制造商规定的标准测量半径，R_meas为实测半径。

1. 数据处理

• 绘制N_disp（横轴）与N_corrected（纵轴）散点图，进行线性回归，拟合方程：

N_corrected = a × N_disp + b

• 计算标称误差：

ΔN = N_corrected − N_disp
相对误差% = (ΔN/N_disp) × 100%

• 评估各档误差是否在允差范围内（通常±1%或±2%）。

六、判定与调校

1. 判定标准

• 若所有档位相对误差均在仪器说明书允差内，则判定合格。

• 若部分档位超出允差，需调校或送厂维修。

1. 调校方法

• 离心机一般在主控板或内部电子模块有微调旋钮或软件调节接口。

• 依据线性回归结果，调整增益系数a或偏置b：

• 增益过大：调低控制放大倍数；

• 偏置过高：调减基准偏移量。

• 每次微调后重复测量，直至各档误差满足要求。

1. 专业维修

• 若通过内部调节仍无法校正，可能为传感器故障或电机驱动模块失效，应联系厂家或授权维修点更换部件。

七、校准后工作与记录

1. 校准报告

• 包含校准日期、环境条件、仪器型号与编号、校准人员、测量数据及误差分析、判定结论、建议措施等。

• 报告应经负责人签字并归档保存。

1. 标签标识

• 在离心机面板上粘贴校准合格标签，注明校准日期、下次校准周期（建议半年或一年）。

1. 建立台帐

• 记录所有低速离心机的校准履历，包括每次校准结果与维修记录，以便质量追溯。

八、注意事项

1. 安全防护

• 测速时禁止打开离心机盖，避免眼睛直视激光；操作人员应佩戴防护眼镜。

• 标记贴附与测速支架安装要在断电或锁机状态下完成。

• 保持操作台面清洁，防止工件滚落或碰撞设备。

1. 重复性与可追溯性

• 每档测量至少3组数据，保证结果的重复性。

• 使用经国家或行业计量认证的标准测速仪器，确保测量可追溯。

1. 环境稳定性

• 避免在温度、湿度剧变的环境下校准。

• 若环境超出要求，应记录并在校准报告中注明。

九、质量控制与管理

1. 内部审核

• 实验室可组织技术人员定期审核校准流程、报告与仪器状态。

1. 参与比对

• 参加同类型仪器校准比对实验，验证本实验室校准能力。

1. 持续改进

• 综合校准数据与仪器使用状况，优化校准周期与流程，提高效率与准确性。

十、总结
低速离心机转速校准是保证实验可靠性的重要环节。通过选用高精度测速仪器、严格执行标记粘贴、数据采集、半径修正与误差分析等步骤，并依据线性回归结果进行内部调校，可实现对离心机显示转速的精确验证与调整。此外，完善的校准记录、标签管理及质量控制体系，能为实验室管理和设备维护提供坚实保障。定期校准、持续改进，将有助于实验数据的稳定性和一致性，不断提升科研与生产质量。