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1    計量支持民生經濟發展的永續挑戰-糧食系統、新興能源、淨零製造 在淨零的趨勢下,民生經濟的永續發展有很多技術挑戰,計量能在其中扮演重要角色,為糧食系統、新興能源和淨零製造等議題提供助力。
糧食是人民生活的基本必須,在極端氣候的風險衝擊下,智慧農業需要計量基盤來支持,量測技術是取得數據的關鍵,可以幫助確定糧食的品質、數量和安全性,進而支持糧食系統的發展。例如測量土壤中的養分和濕度,確保農作物生長的環境符合標準,同時測量農作物的生長狀況和收成,確保糧食的品質和數量符合要求。此外,量測生產製造與儲存運輸過程中的溫度、濕度和氧氣含量,能確保糧食產輸儲環境符合標準、控管品質、防止損失和浪費。量測技術亦可分析食品中的營養成分和化學成分,甚至是污染物含量,例如農藥殘留和重金屬等化學污染物,或黴菌毒素等生物污染物,以確保食品安全。
新能源的開發和應用是邁向淨零永續的重要路徑,新興能源中的氫能,被視為能源轉型中的重要選項。氫氣是一種高度危險的氣體,其燃爆範圍極廣,需要精確的檢測和監測技術以保障氫氣的安全使用,這就需要研發高靈敏度、高精度的氫氣檢測儀器,能夠即時監測氫氣濃度、壓力、溫度等關鍵參數。另外氫氣在使用過程中需要與其他氣體或物質進行反應,需要對這些反應過程進行精確的量測和控制。而氫氣的儲存和運輸也需要量測技術的支持,例如壓縮儲氫、液化儲氫和吸附儲氫等,不同的儲存方式需要對氫氣的壓力、溫度、密度等參數進行不同的量測和控制,同時氫氣的運輸也需要精確的流量計、壓力傳感器等儀器進行監測,以確保氫氣的安全運輸。
在智慧製造方面,淨零永續的元素也愈來愈受到關注,為了實現淨零永續,我們需要採用更環保、節能、減廢的生產方式,並確保產品的品質和安全。量測技術可以幫助檢測產品的品質和產量,確保生產過程的品質和效率。例如使用高精度與智慧化的檢測設備來監控生產過程中的各類參數,可以幫助製造商精確地控制製程,從而提高生產效率和品質,同時減少能源和資源的消耗,甚至提高原物料循環使用率和再利用率,並在製造過程中減少溫室氣體排放。
在檢測設備領域已有許多自動化、智慧化的解決方案出現在各行各業中,以計量來控管品質、擷取數據,進而改善現有流程,往淨零永續的目標邁進。
標準、檢驗與計量 20230531
2 美國晶片制裁與地緣政治對半導體產業之影響 美中兩強科技戰對決,牽動全球半導體業競合,美國力求鞏固全球第一大半導體國的地位,近來汲汲營營欲聯合盟友抗中,期望成立國際前四大導體供應國美台韓日,共組聯盟防堵中國擴張。
近年來,因中國企圖在經濟以及軍事領域的擴張下,以美國為首的西方世界逐漸感受到印太區域的不安日益加深。美國政府開始不得不正視中國在先進技術取得來源是否符合全球貿易規範的前提,對中的政策也開始調整為「打壓政策」,在AI與半導體先進技術的政策已從國家安全的角度來進行政策修正,並同時祭出美國晶片與科學法案來推動未來科技新創。
量測資訊雙月刊(量測中心) 20230131
3 從ESG到AI+AOI,打造智慧製造的未來願景 隨著後疫情時代的來臨,從自動化及數位化逐步走向智慧應用,使人力逐漸被取代,不僅減少產線人員配置,也改善人力不足的問題,同時把疫情對製造產業的影響降到最低。AOI檢測系統透過光學檢測來取得傳統的目檢,導入AOI可以縮短產品檢測時間,進而降低人力成本。
儘管AOI可以取代人工檢測,但某些應用由於AOI的過殺率太高,人工覆判的情況仍是許多常見的做法。隨著AI技術突飛猛進,過往許多在AOI檢測系統無法克服的問題,藉由AI技術的導入,似乎看到一盞明燈,但AI真的如同想像中的美好,在導入AI到既有的AOI系統之中,存在的那些機會與挑戰?
量測資訊雙月刊(量測中心) 20230131
4 探討統計方法於離群值篩選與均勻性評估之應用 由於產品或物件的均勻程度,將影響其是否符合應用範圍與目的,如:參考物質生產機構所生產之參考物質,能力試驗執行機構所選用的能力試驗物件,為確保參考物質或物件具有一致特性或可比較性,應證明其具備一定的均勻程度。然而在進行均勻性評估前,需對產品或物件之特性進行量測,以取得足夠數量的量測值進行數據分析,但取得之數據,又可能存在離群值而影響數據分析與結果判讀,基於上述考量,本文將參考ASTM E178-16a:2016、ISO 5725-2:2019、ISO 13528:2022等標準,探討統計方法於離群值篩選與均勻性評估之應用,最後提醒方法使用之注意事項,以期讀者在實際分析時,可選擇適合的分析方法。 量測資訊雙月刊(量測中心) 20230731
5 量測系統之管制圖建構與評估 - 壓力校正實務案例 管制圖是監控量測系統穩定性,以及確保其量測結果有效性最常見的工具。在壓力校正領域,建構管制圖最被廣泛使用的方式,是將參考標準、查核標準或工作標準之量測數據,進行結果紀錄及趨勢分析。經由統計分析,將定期校正或查核標準之數據結果轉換為管制圖,可易於偵測壓力校正系統的異常值,並進而監控量測系統的品質。本文以壓力校正系統長期監控之實務案例,解析三種不同類型的量測系統查核管制圖,經由適當的統計分析,具有漂移趨勢的壓力量測數據,可使用建構合適的管制圖來進行量測結果有效性的監控。 NCSL International Workshop and Symposium 20230712
6 量測結果與不確定度表示之實務探討 量測不確定度是用以評定量測結果有效性與可靠度的量化參數,也是實驗室展現其技術能力的重要指標。本文以實務觀點探討符合ISO/IEC Guide 98-3:2008(GUM)的量測結果與不確定度之表示,介紹量測不確定度表示之相關標準、基本原則,以及相關規定,並藉由綜整實驗室認證評鑑實務常見問題與報告檢查重點,探討量測結果與不確定度的正確表達。希望藉由本文分享,讓校正與測試實驗室的相關人員,熟悉量測結果與不確定度之表示原則與規定,也對報告正確表達方式具有更清晰的概念,協助實驗室自我檢視並確認量測結果與量測不確定度表示符合GUM所述原則及ISO/IEC 17025:2017標準之要求。 量測資訊雙月刊(量測中心) 20231130
7 淺談以高/低軌衛星天線量測技術優化行動通訊品質 本文主要介紹高軌道及低軌道衛星的差異以及幾種衛星天線的量測方法,包含直接遠場天線量測、間接遠場天線量測以及近場天線量測方式與其優缺點。天線量測並沒有最好的量測方法,而是選擇最適合的。 標準、檢驗與計量 20230605
8 建置「高壓大容量短路試驗室」之可行性評估 我國高壓大容量短路試驗能量不足,長久以來國內電力業者需送國外試驗,除曠日廢時並要花費數百萬新台幣方能完成型式試驗。為配合國家能源政策與電業法修法,台電公司綜合研究所已展開高壓試驗設備與試驗能量的更新與擴建計畫。
本計畫為「36 kV 40 kA高壓大容量短路試驗室」建置工程的可行性評估研究,藉此針對台電公司綜合研究所之兩個所區(包含:樹林所區與深澳所區)用於建置國際級高壓大容量短路試驗室的可行性作廣泛地探討與比較。可行性評估主要項目包含:最適使用面積/位置、搬運道路限制、環境風險影響、試驗室營運模式、以及系衝分析等。
最終,計畫將針對台電公司綜合研究所之樹林所區與深澳所區完成各項可行性評估的完整比較與防制建議。
台電工程月刊 20230815
9 自校型溫度感測器的技術與應用介紹 面對全球工業4.0的智慧製造浪潮,智能化溫度感測器的應用與校正技術將成為未來的發展趨勢,並可實現遠端監控與線上校正的功能,並逐步取代實驗室校正與現場遊校冗長的作業程序。本文將介紹自校型溫度感測器的技術發展與設計,並說明如何線上即時修正溫度感測器的溫度漂移,以改善以往定期校正過程所造成的停機、拆裝、傳遞時間與校正費用的成本損失。同時,介紹自校型溫度感測器的應用前景,以滿足工業界能源的節能與產品良率的提升。 量測資訊雙月刊(量測中心) 20230928
10 亞太計量組織(APMP)之加速度領域有關電壓靈敏度的關鍵比對APMP.AUV.V-K3.1最終報告 本報告介紹了APMP在「振動」領域的比對結果,這裡指的是按照國際標準ISO 16063-11:1999中推薦的方法1或方法3設置的加速規標準的校正。參與者達成共識並考慮了最合適的方法,然後參考CCAUV.V-K3報告[1],針對這一特定比對評估了加權平均值和等效度。 關鍵加權平均值的計算符合CIPM關鍵比對指南[2]。應用“鏈接”程序來建立振動領域參與者的結果與CIPM比對結果 CCAUV.V K3之間的關係。只有一個主導實驗室(NIM)充當鏈接實驗室。 通過CCAUV.V-K3和APMP.AUV.V-K3.1中的NIM結果,將鏈接因子振幅和相位分別定義為比值及差值。 使用鏈接因子,將六名參與者的 RMO 結果直接與 CCAUV.V-K3 的結果進行比對。 Metrologia 20230920
11 基於聲音特徵訊號以機械學習進行風機葉片損傷偵測與分類 本研究是在不停機的狀況下,採用風機運轉的氣動聲音訊號,以短時傅立葉轉換對風機葉片轉動週期性的脈衝的訊號進行分析,由脈衝訊號的頻譜質心以及對應的三個葉片頻譜質心的變異為特徵訊號進行分析,利用頻譜質心峰值的均值和標準差建立高斯混合模型,經模型測試結果,準確度可達 98 %。另外由可視化的高斯混和分類模型中,可以得知葉片將進入損傷狀態的趨勢,提早進行維修保養,避免葉片損壞,以維持風機的穩定運轉。 Inter-Noise 2023 20230821
12 NIM和CMS實現ITS-90氬三相點的APMP.T-K3.6 比對報告 因之前APMP舉辦的比對活動,最低溫度只達汞三相點(-38.8344 ℃),並未涵蓋氬三相點(-189.3442 ℃),致使NML/CMS在CMC的溫度登錄下限僅能達汞三相點。反之因NIM可以參加CCT舉辦的氬定點比對,且又以不高的不確定度登錄在BIPM CMC資料庫,因此趁參加APMP活動時邀約NIM進行氬定點的雙邊比對。當時NIM要求比對所需的protocol由CMS負責撰寫,比對件也由CMS準備,但NIM自己要擔任pilot,為了能申請CMC就接受了條件,展開雙邊比對量測。幾經波折後,氬三相點比對報告最終獲得CCT審查通過。 Metrologia 20230801
13 圓柱形共振腔量測技術簡介 聲學氣體溫度量測技術係基於單原子氣體中的聲速與其熱力學溫度之間的基本關係而發展建立的,其中聲速是根據空腔的共振頻率所計算得出的,相關所需的空腔之尺寸或熱膨脹率也必須高準確度地同步量測產出[1]。 對於準球形腔體,使用微波共振是一種成功且經過驗證的尺寸量測技術,另一方面圓柱形共振設備的簡單性和經濟性,使其成為具有吸引力的準球型共振器的替代品,特別是對於高溫測溫而言。本文簡介圓柱形微波諧振器的基本理論,並描述從不同模態共振頻率獲得腔體尺寸與聲速的相關量測技術。 量測資訊雙月刊(量測中心) 20230901
14 自校型溫度感測器技術的開發 傳統溫度感測器受使用環境影響,內部材料性質會逐漸改變產生溫度漂移現象,因國內缺乏線上校正技術,熱加工期間品質難以掌控,而以往定期校正過程需停機、拆裝與後送溫度感測器至校正實驗室,造成校正時間與成本的損失。為了協助國內產業掌握製程品質與提升國際競爭力,量測中心研發自校型溫度感測器來滿足線上校正之需求。本研究將發展微型定點囊的技術來設計自校型溫度感測器,以取代傳統溫度感測器的比較校正方式,利用裝置在溫度感測器上微型定點囊內低溫合金相變化的熔點62 ℃,使溫度感測器發生特徵性的時間延遲作為溫度標準的參考點。實驗結果顯示,透過低溫合金(Bi/Sn/In)配置比例為(42/ 13.5/ 44.5) wt%時,其相變化溫度可在(62 ± 0.2) ℃,並維持足夠的相變化時間≥ 140 s,實現具溫度自我校正的功能。面對全球工業智慧製造浪潮,自校型溫度感測器未來將可應用在遠端溫度監控與線上校正功能,並逐步取代傳統校正方式的冗長作業程序。特別是在極端環境下的應用,如核電廠、航太元件、半導體設備、國防裝備儲存等的環境監控上。 中華民國力學學會全國力學會議 20231117
15 市售體表溫度測溫產品量測之管理研究 為瞭解廣泛使用於民生之體溫監控表面測溫計之量測有效性,本研究針對國內市占率高的市售用測體表溫度之測溫產品,進行適用性及功能性之初步研究,內容亦探討相關法規、政策、主管機關指引,並對市面上的產品進行抽測。該份研究可作為人體量測之準確性及管理方式之參考,期望能對目前市面上已裝設或是處於研發階段之溫度量測設備的性能進行量化與功能性評估,並研究可行的管理方法,使國內製造商或進口商對於產品上架販售要求有所依循,並確保國民在出入各項場所的權益。 中華民國力學學會全國力學會議 20231117
16 APMP先期研究比對-高霧度穿透 本論文主要是呈現APMP在高霧度穿透的先期研究比對結果,並針對各實驗室間的系統差異進行分析,這些結果上差異顯示著幾何條件設計以及積分球有效反射之乘積重要性 International Conference on New Development and Applications in Optical Radiometry 20230911
17 國家度量衡標準實驗室光偵測器式光度標準 國家度量衡標準實驗室之光度標準實現方式與追溯鍊近年於2022年完成更新。光強度與照度標準採用已知照度響應之視效函數光偵測器做為標準件,追溯至以低溫絕對輻射計做為原級標準件之低溫絕對輻射量測系統。本文介紹更新後之校正系統原理架構以及量測不確定度評估結果。 Proceedings of NEWRAD 20230911
18 用於EUV微影曝光劑量監測之分光響應校正 為了因應台灣半導體EUV微影先進製程技術發展,我方建立了EUV光偵測器分光響應校正技術。目前校正採用替代法原理,使用同步輻射光源做為參考光源,波長範圍涵蓋10 nm至15 nm,包含半導體業界最常使用之13.5 nm,其相對擴充不確定度為4.6 % (擴充係數k=2)。最終目標是研發簡易且可信之EUV曝光劑量現場監測技術。 Proceedings of NEWRAD 20230911
19 裝載式道路即時量測車之設計 永續的道路照明旨在減少能源消耗和減少碳排放,道路照明量測有助於評估照明系統的能源效率,包括選擇適當的照明設備、高效的燈具技術(如LED)和照明控制策略,並提出實施節能之措施。本研究提出了一種道路照明量測新技術,利用特殊設置的車輛在長距離照明道路上可高效快速的量測光度量,其中照度和亮度的量測範圍分別為(0.1 to 1000) lx和(0.1 to 100) cd/m2。設備配備的車輛定位分辨率小於1 cm。在以大約20 km/h的速度行駛時,取樣距離小於2 m,取樣率為每秒3次。為了評估系統的適用性,本研究使用的道路具有坡度和彎曲。結果顯示,新方法測得的照度分佈與傳統方法存在著很強的相關性,從而確認了這種創新方法的有效性。 sustainability 20230731
20 影像式亮度量測儀應用於乾燥與潮溼柏油路面之特性量測 本論文提出了一種新方法,應用亮度分布研究LED和高壓鈉燈照明下對於潮濕路面的反射特性分析。影像式亮度量測儀(ILMD),可放置在距離ROI較近的位置,可獲得較高的觀察角度之量測分析。對亮度分布進行分析,可得到了反射亮度隨入射角和觀察角度變化的分佈。此外,透過LED照亮的乾燥柏油路面的反射特性的研究,利用現場量測之亮度分布和照度分佈分析,可提供照明系統設計和減輕眩光和鏡面反射應用,對道路安全的不利影響提供了有價值的見解。 Optics Continuum 20230731
21 絕對直射計和室溫絕對輻射計室內比對 本篇文章主要是介紹室內絕對輻射計和直射計於室內實驗室的比對。室內方式不僅可以閉外戶外量測是受制於天候影響之因素,亦簡化了戶外量測過程中複雜的數據擷取過程。在室內比對中,入射光需經由是當設計使其正好在直射計與室溫絕對輻射計的均勻感測範圍。比對結果顯示兩者在室內實驗室的光源強度下依然有很好的一致性。 Proceedings of NEWRAD 20230914
22 以偵測器為標準校正紫外指數計及其不確定度分析 以偵測器為標準進行校正的紫外指數(UVI)響應度測量方法中,包括相對光譜輻射功率響應和絕對輻照度響應的測量。此方法關鍵因子在於能否覆蓋整個UVI儀表測量區域並提供足夠信噪比的均勻單色光束是準確測量。量測波長範圍在280 nm到400nm內進行測量和計算,以在320 nm處的響應度做為絕對值校正波長,不可忽視是320 nm區域並非水平響應,忽略此因子可能會導致顯著誤差。相對擴展不確定度估計為4.4%。本文還介紹了線性度和餘弦分佈的測量。 Proceedings of NEWRAD 20230914
23 高霧度量測之探討 -ASTM D1003 和雙光束法 目前穿透霧度(TH)量測規範通常只針對TH值低於40的樣品,然而商業市場上高霧度(TH>40) 的產品並不少見,在量測這類產品時,仍然需要使用現有的規範。本文將探討目前常用的標準 -ASTM D1003 於高霧度樣品所產生的誤差和修正方式。此外,業界也常以量測擴散反射之設備來量測霧度樣品,量測過程中另有一參考光束進入積分球應屬於雙光束方式,但是由於商用機器自動化設計,使用這類設備時量測步驟和 ASTM D1003 相同,本文也將對此量測方式進行分析和討論,並與 ASTM D1003 的結果進行比較。 量測資訊雙月刊(量測中心) 20231220
24 質量標準APMP關鍵比對之APMP.M.M-K5最終報告 本報告描述了APMP的19個參與成員對質量標準進行的關鍵比對APMP.M.M-K5。APMP.M.M-K5 比對是在第 13屆質量和相關量技術委員會 APMP-TCM 會議(2012 年)期間發起的。兩套不鏽鋼法碼具有5個標稱值: 2 kg、200 g、50 g、1 g 和 200 mg 作為傳遞標準,選擇這些標稱值是依據 CCM.M-K5 比對的標稱值,比對的目的是驗證 2 kg、200 g、50 g、1 g 和 200 mg 不鏽鋼質量標準在 APMP-TCM 成員之間的一致性。 Metrologia 20230120
25 在高頻負載下力量傳感器訊號輸出的動態效應 本研究透過國家度量衡標準實驗室所建置之動態力量校正系統進行力量傳感器的動態效應量測,系統之量測頻率範圍由10 Hz至2 kHz,施力範圍由89 N至1067 N。力量傳感器於靜態與動態之電壓輸出差異將導致設定的力量大小與實際反應的訊號失真,在動態模式下進行操作時,隨著施力振動頻率之升高,力量傳感器於靜態與動態之電壓輸出差異最高可達24 %。 Tthe 26th International Conference on Mechatronics Technology 20231018
26 28Si矽晶球實現新公斤定義 自 2019 年 5 月 20 日開始,質量單位公斤以普朗克常數 (the Planck
constant: h) 重新定義,其數值為 6.626 070 15×10-34 kg m2/s。台灣採用 X 光晶體
密度法(x-ray crystal density method; XRCDmethod),來實現新公斤的定義。考慮矽
晶球核組成之穩定性,而外部氧化物會隨保存環境與時間而逐漸改變,量測中心建
置了 XRF/XPS 表層質量分析系統針對表層氧化物來進行定量量測,並結合 PTB
校正之球核參數來完成矽晶球整體質量評估,相對擴充不確定度為 4.5×10-8。本篇
論文將在以下篇幅介紹以 28Si 矽晶球實現新公斤定義的原理,表層氧化物質量之
量測過程,以及矽晶球質量與不確定度評估之方法。
量測資訊雙月刊(量測中心) 20230901
27 X-ray tube操作條件對XCT之影響分析 近年來,X射線電腦斷層掃描(XCT)在工件內部幾何分析和缺陷檢查的應用逐漸增加。 根據需求,工研院量測中心參考VDI/VDE 2630建立工業用X射線電腦斷層掃描校正系統,工作包括參考標準件的設計並向使用者評估XCT影像的長度測量誤差。 參考標準件採用森林標準樣式,由多個由聚合物/合金桿支撐的紅寶石球組成。 為了確保參考標準件的設計適合工業XCT操作條件,準備了多個樣本進行影像分析,其中包括直徑3毫米至8毫米的紅寶石球、直徑3毫米的碳纖維桿和陶瓷桿。 相對於紅寶石球和陶瓷桿的吸收係數,紅寶石球和碳纖維桿的差異相當大。以上述樣品進行了 3 類實驗: (1) 在 X 射線管的固定電流下,分析 4 mm 紅寶石球與陶瓷或碳纖維桿之間的圖像對比度隨管電壓從 40 kV 至 110 變化的情況。。 (2) 在 X 射線管電壓固定下,分析 4 mm 紅寶石球與陶瓷或碳纖維桿之間管電流從 10 μA 到 140 μA 變化時的影像對比。 (3) 根據(1)和(2)的結果設定目標對比度,並更換不同直徑(3、5、6和8 mm)的紅寶石球,調節操作條件直至達到目標值。 實驗結果提供了不同材料、厚度和重疊面積隨操作條件變化的影像對比效果,並為工業XCT參考標準件的設計提供了經驗。 中國機械工程學會年會暨全國學術研討會 20231201
28 應用LaserTracer和反射鏡於旋轉台之幾何誤差量測方法 本文提出一種新穎且穩健的量測方法,透過使用 LaserTRACER和安裝在反射鏡治具上的反射鏡來獲得旋轉台的幾何誤差。對於加工精度,旋轉軸的六自由度(6-DOF)幾何誤差會交互影響精密工件在製造上的品質。因此,本文主開發一種無須額外架設量測儀器於線性軸上的旋轉台六自由度幾何誤差量測方法。此外,還考慮並分析反射鏡治具在安裝上的組裝誤差,以減少對旋轉軸之6自由度幾何誤差量測的影響。當每次轉動旋轉台進行幾何誤差量測過程,可獲得LaserTRACER的位置以及反射鏡與LaserTRACER之間的相對距離,並分析計算旋轉台的6自由度幾何誤差。此外,使用齊次轉換矩陣(HTM)、多線交會法和最小二乘法建立數學量測分析算法。此外,藉由實驗驗證以證明所提出的量測方法的準確性,從實驗和模擬驗證結果可觀察到六自由度幾何誤差的線性誤差和角度誤差的最大相對差異分別最多為3.25 %和2.30 %。 Applied Sciences 20230213
29 利用兩台自動視準儀量測方法校正環形編碼器及多邊規 在這篇文章中,我們提出新的兩台自動視準儀量測方法,可以同時量測所有多邊規角度誤差及環形編碼器角度誤差,此量測方法適用於任意數量面之多邊形,不管多邊規之面數量為多少,量測圈數皆為一圈。與傳統相互校正方法相比,傳統方法也可以同時量測所有多邊規角度誤差及環形編碼器角度誤差,然而,測量圈數取決於多邊形的面數,例如24面多邊形則需要量測圈數為24圈,在實驗上,我們使用兩台自動視準儀量測24面多邊形和SelfA環形編碼器,根據不確定度評估結果,擴充不確定度為0.46角秒,在95%信賴區間,涵蓋因子為2.00,為了驗證多邊規角度誤差量測結果,利用傳統相互校正方法,使用一台自動視準儀測量相同24面多邊形,差異值小於0.28角秒,最大En值為0.58,SelfA環形編碼器包含12個讀頭,且使用自我校正方法分析SelfA環形編碼器角度誤差,差異值小於0.27角秒,最大En值為0.59,由兩個En值顯示提出的兩台自動視準儀量測方法是可行的。 Applied Sciences 20230131
30 透過已校正孔板使用DCC格式對CMM進行幾何誤差參數化 使用已校正孔板的量測結果和管理性數據應用於數位校正證明(DCC)是本研究的目標。DCC包含規範和標準、結構以及作為交換格式的XML三個部分。在計量和統計領域中,DCC在數據互操作性、正確性和可追溯性的轉換和傳輸過程中扮演著重要角色。孔板是用於二維幾何誤差量測的長度標準。我們評估座標量測機(CMM)對孔板的量測精度,並將孔板的量測誤差結果與雷射干涉儀、自動視準儀和角尺的量測誤差結果進行比較。結果顯示線性誤差的最大差異為-0.30 μm,角度誤差的最大差異為-0.78”,垂直度誤差的最大差異為4.54”。 XML是一種專門提供機器讀取訊息的程式語言,透過PTB發佈的XML格式結構與XMLSpy 2022軟體進行建模和編輯。管理性數據和量測結果是以 PDF 格式呈現,該格式專為人類可讀性和方便性而設計。 總體而言,我們從孔板獲得的量測結果和管理性數據應用到 DCC 中。 Applied Sciences 20230522
31 基於質數的組合多步階量測方法用於真圓度誤差分離 此論文使用兩個質數進行組合多步階量測,用以分離真圓度誤差和真圓度量測儀器誤差,並透過傅里葉方法進行分析。可以透過更少的量測次數完成傅里葉方法進行誤差分離。組合多步階量測結合2步和5步直到第(2 × 5)個傅里葉分量才無法分離真圓度量測儀器誤差和真圓度誤差。與傳統的多步階量測方法比較,量測次數為(2 × 5)次,組合多步階量測方法量測次數為(2 + 5 - 1)即6次,組合多步階量測方法的真圓度誤差(RONt)為12.7 nm,而校正報告真圓度誤差(RONt)為11 nm。 euspen International Conference & Exhibition 20230614
32 高精度內螺紋攻牙製程監控與成品品質檢測技術 本文介紹一種具有即時監控功能的攻牙過程,並結合螺帽螺紋動力品質檢測系統,以改進攻牙的效率和品質,並符合高精度JIS I級螺紋分類的要求。透過固定式高剛性螺帽攻牙機的設計,可以提高攻牙的精度和穩定性。同時,設計自動螺紋線上檢測機,蒐集檢測過程中的鎖附扭矩與鎖入位移,透過以動力量測的方式量測幾何的問題,實現自動化檢測和螺紋品質數位化。實驗結果顯示,此兩機台能夠在製造過程中有效地監測螺紋的質量,提高螺帽品質的穩定性,並且能將螺紋品質進行數位化,達成降低製造成本和螺帽不良品率。 機械工業雜誌 20231001
33 查核件運用於座標量測儀之量測 本研究發展工具機量測技術,線性軸查核件由查核件底座、球柱座及標準球組成,以雷射干涉儀對快速查核件進行量測,取得快速查核件傳遞標準座標,再將查核件架設於座標量測儀進行實驗,量測路徑由座標量測儀軟體自動生成所有標準球量測路徑,再透過觸發式測頭進行量測查核件。將查核件標準值與CMM量測值進行比較,計算CMM之幾何誤差EXX、EYY及ECOY。 中華民國力學學會全國力學會議 20231117
34 直規用於精密量測中的變異探討 直規(或稱直定尺)是精密量測中可達微米精度等級的量具,常用於工具機組裝、半導體機台製造、光學元件製作等產業,作為真直度(Straightness)之組裝品管參數用,常見之材質有鑄鐵、花崗岩、陶瓷與鋁合金,這些材質皆各有其優缺點,如鋁合金之比重最小,因此同尺寸下之重量為最輕,方便使用者進行取用,當用於機台組裝過程時所進行之精密量測,特別是組裝精度要求達5微米以下,除量測面油墨清潔需注意外,本身結構變異扮演著關鍵的角色。本文主要探討使用具重量輕之優點的鋁合金直規時所應注意的架設方式,實驗中使用市售的直規,模擬了實際現場的使用情境,於座標量測儀上擺放兩種方式進行真直度量測,從量測結果得知,不同的擺放方式,對於量測面在上與量測面在側邊之量測結果,兩者最大差異達4 微米以上,從此次真實量測結果之呈現,期望讓業者於使用直規時盡量讓實際現場使用的架設方式貼近於校正或測試時所架設方式,器差才能被正確得修正,確保生產或組裝之產品品質一致性,因此量具架設方式對於精密量測結果影響至關重要,使用者需特別留意。 中華民國力學學會全國力學會議 20231117
35 工具機線性軸的幾何誤差量測發展與研究 本研究發展線性軸用查核件量測技術,利用校正後查核件的球直徑、雙球間距進行量測系統的建模與分析。利用五軸工具機上的3D量測測頭量測各個球的座標位置,計算理想快速查核件之球的座標位置與實際快速查核件之球的座標位置之間的差異,透過商用軟體建立查核件的三維模型後搭配有限元素法模擬經過不同的受力條件下進行變形量的分析,及針對工具機線性軸進行量測。 中國機械工程學會年會暨全國學術研討會 20231202
36 基於質數的組合多步階量測方法用於真圓度量測 本文使用兩個質數進行組合多步階量測方法實驗,將真圓度及真圓度量測儀器的誤差進行分離,並以傅立葉級數進行分析。可以透過較少的量測次數,利用傅立葉級數進行誤差分離。組合兩步階量測結果,分別為2 步階和5 步階,兩個數值皆為質數,直到第(2 × 5)個傅立葉級數分量才無法分離真圓度量測儀器誤差和真圓度。與傳統的量測方法比較,傳統方式量測次數為10 次,組合多步階量測方法量測次數為(2 + 5 -1)即6 次,此方法提供更少的量測次數即可分離真圓度和真圓度量測儀器誤差,量測結果顯示差異僅為1.7 nm 機械工業雜誌 20231006
37 計量數位化技術應用於工具機幾何誤差補償 本文結合工業技術研究院量測技術發展中心研發之二維尺寸標準件孔板 (hole plate) 及計量數位化技術,以工具機量測hole plate 進行幾何誤差校正,並將結果數位化以執行補償。我們參考德國聯邦物理技術研究所 (PTB) 建立的數位校正報告架構,以既有的SI 單位制度為基礎,將可延伸標記式語言 (Extensible Markup Language; XML) 作為共通數位資料交換格式,由執行量測至數據的收集分析皆使用可延伸標記式語言格式編寫,針對工具機需求開發出工具機線性軸補償人機介面,功能包括控制器連線功能確認、讀取XML 幾何誤差補償檔、補償檔格式轉換成NC 碼並執行幾何誤差補償檔上傳至控制器。 量測資訊雙月刊(量測中心) 20230614
38 工具機線性軸組裝之組裝品質分析 工具機是一種用來製造不同機械設備零件的機器,其主要功能是切削和加工各種金屬零件。因為它在製造業中的關鍵地位,所以被稱為「機械之母」。隨著製造業從傳統製造轉向精密機械並步入智慧製造的趨勢,為了有效提高生產成品的精確度,如何提升工具機品質精度是重要之議題。本文提出了工具機線性軸組裝品質模型,並探討組裝工藝對整體自身精度之影響。首先,利用雅可比旋量模型(Jacobian-Torsor Model)理論建立了線性軸滑軌的數學模型。該理論主要通過雅可比矩陣模型來表達各個零件之間的運動關係和藉由帶有約束的旋量來設定其模型公差區間範圍。最後,使用蒙特卡羅法模擬來生成隨機變數,以模擬組裝過程中各個零組件之間相關的小位移和扭矩的變化。藉由建構工具機線性軸的組裝品質模型,可以在實際現場產品組裝之前預測成品之組裝精度。 中國機械工程學會年會暨全國學術研討會 20231202
39 分子量反轉偶氮苯高分子之光異構化相轉變特性 本研究使用丙烯酸酯基偶氮苯(AzoAA)和 N,N-二甲基丙烯醯胺(DMA)組成的聚合物,poly(AzoAA-r-DMA),探討由光致異構化引起的相分離;我們發現高分子量的poly(AzoAA-r-DMA)在可見光照射下,產生順式-反式異構化發生相分離,反之,低分子量的poly(AzoAA-r-DMA)在紫外光照射下,產生反式-順式異構化發生相分離。結果指出,poly(AzoAA-r-DMA)的反式和順式異構化特性不是由非極性反式狀態和極性順式狀態之間的極性差異引起的,其相分離行為取決於poly(AzoAA-r-DMA)的分子量。 Macromolecular Rapid Communications 20230502
40 超細微氣膠粒子收集裝置開發及效率測試 空氣汙染議題隨著科技進步日益受到關注,其中,細懸浮微粒為一常見的空氣污染物,其對健康的傷害非常嚴重,會導致呼吸系統疾病、心血管疾病等。為了進一步了解細懸浮微粒粒子的形態、大小和組成等資訊,需要進行粒子採樣,並搭配離線操作的分析工具,如︰光學顯微鏡、掃描式電子顯微鏡(SEM)、全反射X射線螢光儀(TXRF)等等進行粒子分析。氣膠粒子必須收集到足夠具代表性的量且需均勻沉積在平板基材上來進行後續分析。因此,本研究開發一靜電粒子收集器用於收集氣膠粒子並評估其收集效率。靜電粒子收集器的工作原理是基於靜電吸附,當帶電粒子進入收集腔體後,透過施加高壓電於基材載台來吸引並收集帶電粒子於基材表面。本實驗利用高溫爐管燒結銀粉來產生銀奈米粒子,並透過微分電移動度分析儀(Differential Mobility Analyzer, DMA)篩分特定尺寸之帶電銀奈米粒子,再經由靜電粒子收集器將顆粒收集於晶圓表面,粒子收集器後方串接凝結粒子計數器(Condensation Particle Counter, CPC)用以確認顆粒收集狀況。實驗結果顯示,當晶圓載台未施加電壓時,CPC讀值不變;當晶圓載台施加電壓300V以上,CPC讀值會降至0,代表顆粒有收集至晶圓上。收集效率以CPC開電壓與不開電壓之讀值比值判定,而本研究所開發之靜電粒子收集器於粒徑5 nm-25 nm粒子的收集效率為100 %。除此之外,本研究更進一步使用原子力顯微鏡(AFM)與掃描式電子顯微鏡(SEM)確認不同粒徑之銀奈米粒子於晶圓表面的形貌。 環境分析化學研討會 20230517
41 半導體製程中超純水陰離子檢測方法 超純水(Ultrapure water, UPW)中離子的檢測對於半導體產業至關重要,當超純水中含有ppb至ppt等級的離子污染,都有可能導致晶圓表面的缺陷及重要製程設備的腐蝕,從而衍生晶圓再製的問題及昂貴的非計劃性機台維護。一般而言,超純水的製造通常需要經過多重過濾和反滲透等處理步驟,以確保超純水中的陰離子和陽離子濃度達到非常低的水準。另外,在半導體製程中還需要使用各種清洗劑和化學品來清洗和加工晶片,這些化學品也需要經過嚴格的篩選和處理,以確保它們的純度和適用性,並且在使用後需要使用超純水進行充分的清洗和處理,避免殘留和污染。隨著半導體製程的演進,對於超純水的潔淨度要求越來越高,如何確認超純水的潔淨度是重要的一環。
    離子層析儀(Ion Chromatography,IC)是一種常用於離子濃度量測的方法,其原理係透過待測離子與帶相反電荷固定相(stationary phase)之間的庫倫作用力來結合,再利用移動相(mobile phase)使目標離子分離出來。目前ASTM D5127-99對於電子或半導體產業用的超純水中陰離子濃度要求皆需在20 pg.mL-1,此也代表量測方法之偵測極限需小於20 pg.mL-1,才能有效定量超純水中的陰離子濃度。為了滿足半導體超純水陰離子之量測需求,本研究利用IC進行超純水中陰離子的量測,在實驗過程中,如何避免污染導入是非常重要的一環,包含樣品瓶的清洗、移液管的清洗、樣品量測時的環境、超純水水質等,除此之外,IC本身分析時的條件也需要調整以達最佳化參數,如︰流洗液濃度、樣品流速、抑制器溫度等,藉由上述參數之優化,本研究於超純水中陰離子量測方法的線性範圍為0 pg.mL-1至100 pg.mL-1,於F-, Cl-, Br-, NO2-, NO3-, SO42-, PO43-之偵測極限分別為0.38 pg.mL-1、1.46 pg.mL-1、0.16 pg.mL-1、9.37 pg.mL-1、0.97 pg.mL-1、0.41 pg.mL-1、1.99 ppg.mL-1,符合半導體產業之量測需求。
環境分析化學研討會 20230517
42 金屬奈米粒子粒徑校正技術 金屬奈米粒子因其獨特的物理性質和化學性質而被廣泛應用在各種領域,奈米粒子粒徑很小,一旦排放到環境中,要檢測到奈米粒子相當困難,若沒有適當的處理回收,將導致一些環境問題產生,所以環境中金屬奈米粒子的監控成為了重點分析的項目。由於奈米粒子獨有的特性與顆粒的大小有關,在奈米粒子的檢測中,奈米粒徑的校正尤為重要。掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope, SEM)作為一種-非破壞性的量測方法,可以檢測樣品的形貌以及粒徑大小,因此,本研究室建立一套金屬奈米粒子粒徑量測系統,提供奈米粒徑標準之追溯校正服務,奈米尺度標準之追溯與校正,係透過標準奈米粒徑傳遞。本校正系統的評估方法參考國際標準組織(ISO)發行的ISO/IEC Guide 98-3:2008, Uncertainty of measurement — Part 3: Guide to the expression of uncertainty in measurement (GUM:1995) 分析各誤差源及標準不確定度,並計算擴充不確定度。 環境分析化學研討會 20230517
43 利用單一粒子感應耦合電漿質譜儀定量金奈米粒子的濃度 奈米技術是一門快速發展的科學,通常用於生產和利用尺寸在 1 nm至100 nm 範圍內的物體,由於奈米材料 (Nanomaterial, NM)具有獨特的物化特性,因此被廣泛地應用於先進工業製造的創新產品中,提供巨大的商業和社會價值。出於監管目的,歐盟關於奈米材料定義的建議 (2011/696/EU) 指出,材料的尺寸分佈應表示為基於粒子濃度 (particle concentration) 的尺寸分佈 (size distribution),量測產品中的奈米粒子顆粒濃度將有助於優化及再現產品的配方。依據歐洲計量創新與研究 (European Metrology Programme for Innovation and Research (EMPIR)) 計畫編號 14IND12 Innanopart 中提到,單一粒子感應耦合電漿質譜儀(single particle inductively coupled plasma mass spectrometry, spICP-MS)可應用於顆粒濃度的量測,此方法可追溯至國際單位制 (International System of Units, SI),因此可作為顆粒濃度之原級方法。本實驗室針對SP-ICP-MS進行量測方法的開發及不確定的評估,以建立顆粒濃度之原級量測方法。
 SP-ICP-MS的原理係將顆粒懸浮液體(suspension)稀釋至極低濃度後再導入儀器中,可將多個粒子同時到達電漿的可能性降至最低,電漿將顆粒的成分原子化 (atomization) 和游離 (ionization),使用質譜的質荷比 (m/z) 來篩選目標離子,再依據離子脈衝訊號計算顆粒數量。spICP-MS 進行未知顆粒濃度量測時,需考慮被偵測到的顆粒數量、傳輸效率、樣品進樣流速及稀釋倍率,本實驗室參考英國政府化學家實驗室 (Laboratory of the Government Chemist, LGC) 作法,以動態質量流速法 (dynamic mass flow, DMF) 進行傳輸效率的確認,此法無需參考物質即可實現傳輸效率 (transportation efficiency, TE) 的測定。利用商用LGC金奈米顆粒濃度標準品進行方法驗證其金奈米粒子顆粒濃度,其量測結果評估En < 1,證實DMF搭配spICP-MS可準確量測顆粒濃度。
環境分析化學研討會 20230517
44 使用感應耦合電漿質譜儀搭配動態質量流速法進行天然氣中總硫分析 天然氣的品質直接影響其能源效益和使用價值。硫濃度是評估天然氣品質的重要指標之一。高硫含量的天然氣容易引起能源系統的問題,例如在燃燒過程中生成硫化物,污染空氣和設備,並對人類健康產生負面影響。因此現今已建立了許多方法來檢測各種樣品中的硫,包括庫侖滴定法、螢光光譜法、紫外光吸收光譜法與感應耦合電漿質譜法,這些方法保留了高靈敏度和低樣品消耗的優點,但樣品複雜的前處理,導致樣品通量低和消耗大量化學品。為能直接進行天然氣中硫化物量測,發展利用氣相層析儀搭配感應耦合電漿質譜儀量測技術方法,此方法能有效簡化前處理流程,但難以使用一般液態標準品進行定量。因此本研究首次利用感應耦合電漿質譜儀搭配動態質量流速法進行天然氣中總硫的直接定量,相較傳統方法,無須進行樣品前處理即可將天然氣直接導入感應耦合電漿質譜儀,並搭配動態流速量測法進行濃度標定。使用二氧化硫標準氣體鋼瓶進行方法驗證,其量測值與標準氣體鋼瓶濃度|En|< 1,證實本研究可對鋼瓶氣體進行硫濃度定量。並使用甲烷氣體鋼瓶與未純化之天然氣鋼瓶進行硫濃度分析,證實此量測技術可應用於天然氣中總硫分析。 台灣質譜學會學術研討會 20230704
45 氣膠採集方法 氣膠採集法是用來收集空氣中懸浮微粒 ( 氣膠 ) 的方法,其在環境監測、空氣品質檢測、疫情防控、工業衛生等領域都有廣泛的應用。通過對氣膠中微粒的種類、濃度、大小分布等參數的分析,可以了解到空氣中的污染程度,進而制定相應的監測和防控措施。本文針對兩種廣泛使用的氣膠粒子採集原理 – 衝擊法 (impingement) 及靜電法 (electrostatic method) 進行介紹,列舉影響採集效率的因素、提升採集效率的方法、以及兩種採集方法的參數優化後的最佳表現,並給予採集方法的選擇建議。 量測資訊雙月刊(量測中心) 20230731
46 掃描移動度粒徑分析儀於中分子尿毒素β2M分析 本研究應用掃描移動度粒徑分析儀於分子量11.8 kDa的中分子尿毒素β2-微球蛋白進行分析,除了建立β2-微球蛋白於分析儀的訊號位置,更配置不同濃度的β2-微球蛋白溶液、建立濃度檢量線,確認掃描移動度粒徑分析儀可測得β2-微球蛋白濃度的線性範圍;另外,我們也使用傳統的酶聯免疫吸附測定法,平行比對掃描移動度粒徑分析儀於β2-微球蛋白濃度的準確性。應用於臨床檢體,掃描移動度粒徑分析儀於各樣品β2-微球蛋白濃度量測結果與酶聯免疫吸附測定法呈現高關聯性,R=0.915,說明此技術於臨床檢體的潛力。 Advanced Nanotechnology and Nanomaterials 20231012
47 原子力顯微技術: 最新的技術發展以及於半導體關鍵尺寸量測之需求 原子力顯微技術提供材料表面形貌、多重性質等資訊,為奈米材料發展過程中不可或缺的量測技術之一;自1989年第一台商業化的原子力顯微鏡問世至今,原子力顯微技術於顯為影像的解析度、靈敏度、掃描速度等,均有大幅度的進步。於國家度量衡標準實驗室,原子力顯微技術於半導體產業關鍵尺寸如線距、線寬、階高、表面粗糙度等,提供校正及測試服務,扮演國內半導體產業計量與國際標準接軌的重要角色。統計2012年至2022年,國家度量衡標準實驗室的原子力顯微技術校正與測試件逐年增加,說明該技術於國內半導體產業的重要性以及該計量技術維持與精進的必要性。 13th Seminar on Quantitative Microscopy (QM) and 9th Seminar on Nanoscale Calibration, Standards and Methods Dimensional and related measurements in the micro- and nanometre range 20231010
48 從高深寬比奈米結構增強穿透式小角度X光散射技術訊號強度 穿透式小角度X光散射技術已被開發為關鍵尺寸測量的計量方法,其可促進積體電路 (IC) 晶片的製造。同步加速器X光源因其高亮度而被使用,且具高穿透力,可穿透標準後度為 0.7 mm的矽晶片進行透射測量。 tSAXS 在 IC 製造中廣泛應用的一個主要障礙是缺乏基於實驗室的高亮度 X 射線源。因此,本文將從高深寬比奈米結構增強穿透式小角度X光散射技術訊號強度進行討論。 Surface Topography-Metrology and Properties 20230621
49 使用感應耦合電漿質譜儀進行天然氣線上總硫分析 摘要
    天然氣中的總硫含量是天然氣品質檢測一個重要的指標。如何準確且快速的測定天然氣中總硫含量一直是一個挑戰。本研究通過優化感應耦合電漿質譜儀 (inductively coupled plasma mass spectrometry, ICP-MS) 分析方法,開發了一種適用於天然氣的線上總硫分析方法。在分析過程中,將天然氣樣品和液態標準品直接載入ICP-MS,通過測定硫的特徵質量,確定了天然氣中的總硫含量。此法具有高靈敏度和準確性優勢,能夠快速且可靠的測定天然氣中總硫含量,將有助於確保天然氣品質和環境保護,並為能源行業提供有效的分析工具。
量測資訊雙月刊(量測中心) 20230901
50 研究人工唾液和生理食鹽水滴粒大小對於 COVID-19 感染控制的準確性 人類說話或咳嗽飛沫的大小決定了它們的空氣傳播距離、壽命和病毒感染風險。我們調查了人工唾液和生理食鹽水滴粒大小的測量準確性,以更有效地控制 COVID-19 感染。我們使用噴霧發生器進行多分散飛沫生成,並設計了一個特殊的測量室進行飛沫測量。鹽水和人工唾液是通過重量法準備並用於生成飛沫。飛沫噴霧發生器和測試室在四個計量研究所(NMC、CMS/ITRI、NIM 和 KRISS)之間流通,用於測量飛沫大小並評估偏差。人工唾液的成分是通過測量無機離子的質量分數來確定的。通過其成分和每個非揮發性成分的密度來估計干燥人工唾液飛沫的密度。飛沫的體積等效直徑(VED)已通過空氣動力學粒度分析儀(APS)和光學粒度分析儀(OPSS)進行測量。作為對 COVID-19 大流行的回應,這是第一次在四個計量研究所之間進行比較研究,以評估唾液和生理食鹽水飛沫大小測量的準確性。對於 OPSS 測量的人工唾液飛沫,與參考 VED(約 4 微米)相比,偏差低於 5.3%。對於 APS 測量的生理食鹽水飛沫,與參考 VED 相比,偏差低於 10.0%。討論了潛在的飛沫大小測量誤差。這項工作強調了建立新的參考尺寸標準以提高唾液和生理食鹽水飛沫大小測量的準確性和建立可追溯性的必要性。 Aerosol Science and Engineering 20230722
51 淨零排放-建構氫能流量與品質 之計量追溯技術介紹 本文從國際氫能發展現況出發,說明需要突破的計量課題,最後介紹要達到氫能應用減碳,國際間投入的氫能流量與品質計量追溯技術。 標準、檢驗與計量 20230601
52 半導體高階晶片的基本功-驗證參考物質於原物料純度計量之重要性 有鑑於國內半導體高階晶片之奈米製程的高度需求,對製程中所使用試劑與氣體所含有之微量不純物的品管要求日漸嚴苛。NML依ISO 17034品質規範,建立國內半導體關鍵不純物驗證參考物質的供應技術,包括混合氣體與重金屬溶液等。驗證參考物質的在地生產有助於降低國際運費成本與運輸風險,並大幅縮減企業碳排量,除保障臺灣半導體產業交貨時程,更提高國際競爭力。 標準、檢驗與計量 20230605