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【摘要】jjf1033-2008《计量标准考核规范》加强计量标准的管理,是保障国家计量单位制的统一和量值传递的一致性和准确定的法制要求,本文对计量标准考核规范的技术性问题中计量标准的稳定性考核、重复性试验和检定或校准结果的验证谈了自己的几点看法。
【关键词】计量标准;考核规范;技术性问题
计量标准处于国家量值传递(溯源)体系的中间环节,起承上启下的作用,通过对计量标准的考核,加强计量标准的管理,是保障国家计量单位制的统一和量值传递的一致性和准确定的法制要求,也是实施《中华人民共和国计量法》的重要技术基础。在计量标准建标考核中,其管理性的要求内容一般容易理解,主要的难度在计量标准考核中的技术性问题。本文对JJF1033-2008《计量标准考核规范》中的技术性问题谈谈自己的几点看法。
一、计量标准的稳定性考核
计量标准的稳定性是计量标准保持其计量特性随时间恒定的能力,从定义上讲,计量标准应在检定周期内保持其恒定的计量特性,从实际运作上讲,就是定期对计量标准进行稳定性检查。检查的方法分两种,一种是对新建计量标准。先选择一个稳定性好的核查标准,每隔一个时间段,用计量标准对选定的核查标准进行一组n次的重复测量,取其算数平均值作为该组的测量结果,观测m组,得到m组数据(m≥4),计算m组数据中最大值与最小值之差,作为新建计量标准在该时间段内的稳定性测量结果。
从判定上讲,对于计量标准在使用中采用标称值或示值,则测得的稳定性结果应小于最大允许误差的绝对值,如果加修正值使用,则测得的稳定性应小于该修正值的扩展不确定度(U,k=2或U95).
这和计量标准的准确度等级的定义是相符的。当计量标准是按照“等”来划分准确度等级的,则测量值是加修正值的,计量标准的稳定性判定应用该修正值的扩展不确定度(U,k=2或U95)来判定;当计量标准是按照“级”来划分准确度等级的,则测量值是不加修正值的,计量标准的稳定性判定应小于该计量标准的最大允许误差的绝对值。
在理解计量标准的稳定性考核内容时,应结合计量标准的稳定性和准确度等级定义、在对测量不确定度的理解上考虑。计量标准的稳定性考核中,以计量标准的最大允许误差的绝对值作为稳定性判定依据容易理解,那是因为影响测量结果的各个因素在对总的不确定度贡献率都足够小的情况下,用测量标准检定或校准低等级的计量器具所得测量值该与计量标准之差与测量标准从用高一级的计量标准校准得到的约定值与测量标准之差相比,小于该被评定的低等级的计量器具的最大允许误差时,即可判定该计量器具为合格。以计量标准的扩展不确定度来作为稳定性判定依据时,新建计量标准考核合格后的有效期是4年,在这4年中,每年应做一次稳定性测试,对于以“等”划分准确度等级的计量标准,稳定性结果的判定应以新建计量标准时的测量不确定度报告上的扩展不确定度值来作为判定依据,计量标准的稳定性测试结果应小于新建计量标准时的不确定度报告上的扩展不确定度值。这是对计量标准在新建后的4年检定或校准使用中的一种工作状态的检查。检查的目的,主要是为了验证计量标准设备在工作时的状态是否符合该计量标准的测量不确定度的要求,同时反映出影响该计量标准的稳定性因素对测量结果的影响程度是否控制在可控的范围之内。
二、计量标准的重复性试验
计量标准的重复性是指在相同条件下,重复测量同一被测量,计量标准提供相近示值的能力,用测量结果的分散性来表示,即用标准差来表示,反应重复性试验各测得值的分散性,是测量结果的不确定度来源之一。对于新建计量标准,按照要求进行重复性试验即可,对于已建计量标准,应每年进行一次重复性试验,重复性试验结果应小于新建计量标准的重复性结果,如果重复性试验结果大于新建计量标准的重复性结果时,就要重新进行检定或校准结果的测量不确定度评定,这说明计量标准在相同条件下提供相近示值的能力发生了变化,这种变化有可能是多个方面,最重要是计量标准的稳定性已经改变,作为计量标准测量结果不确定度的分量,导致计量标准的测量不确定度的值发生变化,因此就要重新进行检定或校准结果的测量不确定度评定。
笔者认为,既然计量标准的重复性试验的测量结果是测量不确定度的分量,对于已建计量标准每年的重复性试验结果不仅仅是要小于新建计量标准时的重复性试验结果,还应考虑当大于新建计量标准时的重复性试验结果时,也应与新建计量标准的测量不确定度进行比较,如果大于新建计量标准的测量不确定度结果,就不应该重新进行检定或校准结果的测量不确定度评定,而是要对这个计量标准设备进行计量性能特性的重新评价,检查造成这个结果的各个因素,以证明该计量标准的工作状态是否能满足计量检定或校准的要求,对于后一种情况,也应对选定的测量对象进行检查,因为被测对象的不稳定也会对重复性试验结果产生影响。
被测仪器的分辨率对计量标准的重复性试验结果也是有影响的,当计量标准的重复性试验结果大于被测仪器的分辨率所引入的不确定度分量时,可以不考虑分辨率引入的不确定度分量,但若是小于,则应由被测仪器的分辨率所引入的不确定度分量代替重复性分量。
三、检定或校准结果的验证
检定或校准结果验证的目的是对给出的检定或校准结果的不确定度是否合理进行验证。其验证方法是对给出的检定或校准结果的可信程度进行实验验证。实验验证的方法有两种,一种是具有溯源性的传递比较法,另一种是不具有溯源性的比对法。传递比较法是指用被考核的计量标准测量一稳定的被测对象,然后将被测对象用另一更高级的计量标准进行测量,被测对象两次测量结果之差的绝对值小于等于被考核计量标准和高一级计量标准的方和根之值。这种方法的缺点一是要获得更高一级计量标准的扩展不确定度实有难度,如果计量标准多的话,费用也会较高;缺点之二是这种稳定的被测对象不容易确定。对于县一级的法定计量检定机构,计量标准检定或校准结果的验证用这一方法费用高而且难以达到满意的结果。
比对法是在具有相同准确度等级的几个实验室之间,每个实验室对选定的稳定的被测对象进行测量,将各实验室测量结果的平均值作为被测量对象的最佳估计值。各实验室检测结果与测量对象的最佳估计值之差的绝对值应小于等于本实验室该计量标准扩展不确定度的倍。对于比对法来讲,虽然其不具备溯源性,但是在实际操作中更容易实现。其问题是各实验室的测量结果如果差异过大,则这个作为被测量对象的最佳估计值的可信度无法考证,那么对该计量标准检定或校准结果的验证最终判定结果的意义就不大,所以,在选择相同准确度等级的几个实验室时应该考虑这个问题。
本文对计量标准考核规范的技术性问题中计量标准的稳定性考核、重复性试验和检定或校准结果的验证谈了自己的几点看法,个人认为要掌握计量标准的技术性要求,应加强对测量不确定的评定知识和计量术语的学习,理解评定测量不确定度的意义,才能真正做好计量标准考核的各项工作。
参考文献
[1]JJF1033-2008《计量标准考核规范》实施指南.
[2]JJF1001-2011《通用计量术语及定义》,2012.
作者简介
缪云,女,1969年1月出,2001年国家注册棉检师、2004年国家注册质量工程师、2011年国家一级注册计量师.