量測資訊第206期：智慧機械、軌道安全與品質

前言

計量標準是國家重要基礎建設，與民生經濟、高科技產業、環境與健康等議題息息相關。在經濟部標準檢驗局指導下，國家度量衡標準實驗室致力於發展多項量測技術，滿足各種產業需求，本刊特別列舉部分成果，介紹計量標準對國家社會之貢獻。半導體產業是我國經濟命脈，以領先全球的製造良率獨樹一格，隨著製程不斷縮小至奈米等級，污染監控更具挑戰。「奈米粒子分析暨標準技術」介紹國家度量衡標準實驗室於奈米粒子粒徑的量測方法及標準系統，能鑑別奈米元件物化特性，讓使用者得以判斷材料特性、功能及效率，進一步在研究開發與製程品管取得突破。而「多通道表面溫度記錄器製作及其溫度準確度校正介紹」提供了溫度量測的新穎解決方案，可裨益產線上的機台監測以及可靠度評估，為良率提升再添利器。

隨著淨零碳排議題熱度持續提升，能源與民生用電的相關法定計量也必須與時俱進，兼備對環境永續的考量。「氣油比檢測儀檢定檢查技術建置與評估」、「電動機車電池 Ah ( 安培 ‧ 時 ) 計量機制研究」、「單相交流電力原級系統之量測不確定度評估」、「電子式電度表型式認證技術規範草案研究」等油電相關篇章從民生需求切入，串聯科學技術與法定規範，闡述計量標準作為民生經濟綱常的脈絡。「物量基本單位 ( 莫耳 )之標準的演變與實現」、「ISO 17034 與 ISO/ IEC 17025 差異分析」則從環境面切入，以計量標準與實驗室規範的落實，說明氣體計量在污染防治與環保的貢獻。

研究發展的突破、工業量產的良率、以及環境永續與民生經濟，背後都需要精準、堅持的計量標準作為科學支柱，確保公平與可信度。有特別需求、希望能更了解我國計量技術發展所能提供之服務，均可與國家度量衡標準實驗室聯繫，共同交流探討，一齊追求更高的品質！

目錄介紹

篇名：奈米粒子分析暨標準技術

摘要：奈米材料因為具備尺寸小、比表面積高及獨特之物理化學性質，而被廣泛應用於半導體、生醫、能源等領域的先進發展。奈米材料的特性與其表面結構、尺寸變化、形貌等息息相關，因此，建立關鍵的量測技術來支持奈米材料的製造、性能和可靠性的研究至關重要。本文將介紹國家度量衡標準實驗室(National Measurement Laboratory; NML) 於奈米粒子粒徑的量測方法及標準系統，包括掃描式電子顯微鏡(Scanning Electronic Microscopy; SEM)、微分電移動度分析法(Differential Mobility Analysis; DMA) 及動態光散射法 (Dynamic Light Scattering; DLS) 等量測系統。

篇名：多通道表面溫度記錄器製作及其溫度準確度校正介紹

摘要：表面溫度記錄器已廣泛應用於實驗室及工廠，主因是品保人員須定期監控儀器設備的溫升狀況，以確保產品在儀器設備最佳的條件下生產。目前，就國內溫度標準而言，在製造和產品認證上有一共同的品質要求，即須確保量測設備及監測儀器有完成計量標準的追溯，以期能保證量測結果的正確性。而本自製多通道表面溫度記錄器可提供精準量測之溫控爐機台溫度及同時多點監測記錄溫度曲線，並可依預先設定排程時序自動記錄溫度，方便人員操作，可充分節省人力並提供製程上溫度品保之統計資料。該多通道表面溫度記錄器之量測範圍為 30 ℃至200 ℃，解析度為0.1 ℃，各通道間於90 ℃量測時之溫度差異可小於0.1 ℃。

篇名：氣油比檢測儀檢定檢查技術建置與評估

摘要：行政院環境保護署為確保加油站油氣回收設施能符合環保要求，訂定加油站氣油比檢測頻率為每年兩次及地方主管機關執行加油站加油槍之氣油比稽查檢測機制。110 年度因應公務檢測用氣油比檢測儀納為須檢定之法定度量衡器的工作需要，工業技術研究院量測技術發展中心與經濟部標準檢驗局完成氣油比檢測儀檢定檢查技術規範CNMV 206 研擬與公告，並據此規範規劃容積式氣油比檢測儀所需功能設計檢定設備、建置與評估，完備檢定流程與管理架構。

篇名：電動機車電池安培‧ 時計量研究

摘要：國內電動機車電池充電模式主要可以分成「充電型」與「換電型」兩種的電力補充型式。「充電型」為利用家中 110 V 插座或選擇充電站作為電池電力補充方式。另外，「換電型」為利用換電站交換電池，在國內接受度高。然而，此「換電型」方式尚須評估電池電力管理技術及電量計價方式，例如:Ah ( 安培‧ 時，ampere-hour) 等因素。此外，未來國內電動機車大規模採安培‧ 時計量計價運作時，安培‧ 時計量標準追溯變會成為一個重要課題，應提早進行相關規劃，以因應未來電動機車產業逐年成長的趨勢，保障消費者權益。因此，本文將先介紹國際上對電動車電池安培‧ 時計量相關量測方法，另外再針對電動機車電池安培‧ 時量測的準確度評估進行研究與探討。

篇名：單相交流電力原級系統之量測不確定度評估

摘要：為完備我國電力計量標準的自我追溯，國家度量衡標準實驗室(National Measurement Laboratory; NML) 於2021 年已完成單相交流電力原級系統的精進，其核心內容以建立電力訊號數位取樣技術為基礎，包含電壓訊號與電流訊號的同步數位取樣技術建立、LabVIEW 量測平台之各種電力參數的演算法建置。本系統有效電功率量測不確定度為80 μW/VA，無效電功率量測不確定度為80 μvar/VA，電壓諧波量測不確定度為0.22 mV/V，電流諧波量測不確定度為0.20 mA/A。

篇名：電子式電度表型式認證技術規範草案研究

摘要：電度表為家用三表之一，亦為用電戶繳納電費的依據，必須講究準確度與信賴度，其準確與否對於確保公平交易扮演著非常重要的角色。然而，因國情因素，我國用戶端收費量測用電表皆為台電專屬表，因此造成我國常年無制定電度表型式認證，此情況也造就我國成為亞太區中極少數尚未實施電度表型式認證的國家。本文針對電子式電度表型式認證，列出一經產官學界討論後之型式認證技術規範草案之試驗項目，提供經濟部標準檢驗局於未來制定全國性電子式電度表型式認證技術規範之依據，以確保電子式電度表計量的一致和準確性。

篇名：物量基本單位( 莫耳) 之標準的演變與實現

摘要：SI 基本單位中的物量(amount of substance) 單位- 莫耳(mol)，其定義從12 g 的12C 所含之原子數目，即亞佛加厥常數(Avogadro constant: N_A)，更新為一共識值6.022 140 76 × 10²³。
本文介紹莫耳定義的演進，以及利用X 光晶體密度法(X-ray-crystal density: XRCD) 計算高豐度²⁸Si 矽晶球之原子數，以量測亞佛加厥常數，即實現莫耳。國家度量衡標準實驗室以多接收器感應耦合電漿質譜儀(multicollector inductively coupled plasma mass spectrometry: MC-ICPMS)量測矽晶球裁切原料中同位素(²⁸Si、²⁹Si、³⁰Si) 含量，求得矽晶球之矽莫耳質量，再整合矽晶球其他物理參數包括質量、體積及晶格長度，計算出亞佛加厥常數，獲得與國際頂尖國家實驗室等同的結果，並建立同位素比例量測系統。

篇名：ISO 17034 與ISO/IEC 17025差異分析

摘要：在2020 年3 月本刊透過介紹韓國國家標準與科學研究院（Korea Research Institute of Standards and Science; KRISS），為大家說明氣體濃度標準的發展與應用，此篇文章我們將接續深入討論如何運用標準氣體確保氣體濃度分析結果滿足計量追溯性。討論的重點在於標準氣體品質管理的對應規範ISO 17034。
在2016 之前，標準氣體的品質管理還是沿用ISO/IEC 17025 的觀念進行管理，自從國際標準組織公告ISO 17034 之後，驗證參考物質或參考物質的運用與要求就逐步的落實在產業與政府的相關採購案或法制規範中，本篇文章主要分析兩種標準的差異，以利產業與政府相關單位可正確運用，尤其是在氣體濃度的計量領域。