探讨计量标准稳定性考核方法

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[摘 要]计量标准的稳定性是计量标准的一个重要特性。介绍了如何正确理解计量标准稳定性及其常用的考核方法。

[摘 要]计量标准；计量特性；稳定性；考核方法；核查标准

中图分类号：TM930 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）34-0165-01

一、概念

计量标准的稳定性是指计量标准保持其计量特性随时间恒定的能力。在计量标准考核中，计量标准的稳定性是指用该计量标准在规定的时间间隔内测量稳定的被测对象时，计量标准提供的量值所发生的变化来表示。计量标准通常由计量标准器和配套设备组成，因此，计量标准的稳定性应包括计量标准器的稳定性和配套设备的稳定性。

二、计量标准及被检对象的特点

根据组成计量标准的计量标准器及其被检对象分别属于实物量具、标准物质或非实物量具的划分， 计量稳定性考核中的计量标准及被检对象的特点分为以下四种情况：

①无论计量标准是不是实物量具，被检定或被校准的对象是实物量具；

②计量标准仅由实物量具组成，而被检定或被校准的对象为非实物量具的测量仪器；

③计量标准和被检定或被校准的对象均为非实物量具的测量仪器；

④计量标准为一次性使用的标准物质。

所谓实物量具是指使用时以固定形态复现或提供给定量的一个或多个已知值的器具，有时也简称“量具”。它的主要特性是能够复现或提供某个量的已知量值。例：砝码，量器（单值或多值、带或不带标尺的），标准电阻，量块，标准信号发生器。因此，作为实物量具其重要的计量学特点是量值具有很好的稳定性。

而天平、玻璃水银温度计、压力表、电流表等，由于它们本身不能提供测量所需的参考量值，所以属于非实物量具的测量仪器。而非实物量具的测量仪器量值是变化的，根据变化值的大小又有相对稳定的和相对不稳定性二种，如一般压力表属于前者、精密压力表属于后者。

三、如何理解计量标准稳定性考核方法

JJF1033-2008《计量标准考核规范》规定：对于新建计量标准，“每隔一段时间（大于1个月），用该计量标准对核查标准进行一组n 次的重复测量，取其算术平均值作为该组的测量结果。共观测m组（m≥4）。取m个测量结果中的最大值和最小值之差，作为新建计量标准在该时间段内的稳定性”。但在事实上情况会是怎样呢，我们来看看以下例子（例一见图1）。

如图1所示y1、y2、y3和y4的4组结果，取最大值和最小值之差（y1-y3）作为计量标准在该时间段内的稳定性，若按照JJF1033-2008之C.2.4.2，“若计量标准在使用中采用标称值或示值（即不加修正值作用），则测得的稳定性应小于计量标准的最大允许误差的绝对值（以下约定用|Δ|表示），如加修正值使用，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）”的判别原则，即（y1-y3）

再看如果测量了如图1所示y5、y6、y7、y8的4组结果，尽管所有测量值都在最大允许误差（或扩展不确定度）规定的区间内，但若简单按照JJF1033-2008之C.2.4.2的判别原则，取最大值和最小值之差（y6-y8）作为计量标准在该时间段内的稳定性，即（y6-y8）>|Δ|，稳定性考核结果仍为不合格。显然，这种判别是不合理的。

综上分析，笔者认为采用以下的方法进行稳定性考核，会更完善。

①对于新建计量标准稳定性，应同时采用：①观测计量标准试运行时段的测量值是否始终处于规定区域内；②观测量结果中的最大值和最小值之差是否小于计量标准最大允许误差的绝对值（或扩展不确定度）；③观测测量曲线是否有超出规定区域的走势等三种的方法进行考核。

②对于已建计量标准稳定性，应同时采用：①观测《计量标准考核证书》有效期内（4年）或更长时间内计量标准每年的测量结果是否处于规定区域内；②观测相邻两年的测量结果之差的大小是否小于计量标准最大允许误差的绝对值（或扩展不确定度）；③观测测量值是否呈逐年连续单边上升（或下降）的趋势等三种方法进行考核。

四、如何实施计量标准稳定性考核

对于被检定或被校准的对象是实物量具，可选择一性能比较稳定的实物量具作为核查标准并确定参考值。稳定性考核的关键是首先必须确定参考值（实际值或校准值，以下用ys表示）。以下两种方法可以确定参考值（实际值或校准值）ys。

①如果核查标准经检定或校准，可以直接从证书中获知其参考值（实际值或校准值）ys。

②如果核查标准的参考值（实际值或校准值）ys未知时，可以用高一级的计量标准将参考值（实际值或校准值）ys赋予核查标准。具体方法是：被考核计量标准经高一级计量标准检定（或校准）后，立即对核查标准进行1组附加测量，将参考值（实际值或校准值）ys赋予核查标准。由检定（或校准）证书查找相应的示值误差δ。用式（1）确定参考值（实际值或校准值）ys：

参考文献

[1] JJF1033-2008.计量标准考核规范[S].北京：中国计量出版社，2008.

[2] 陈成仁，王永泉.计量标准的稳定性考核和实验室认可的期间核查[J]. 中国计量，2009（1）.