摘要:计量标准考核是国家主管部门对计量标准测量能力的评定和利用该标准开展量值传递的资格的确认。被考核的计量标准不仅要满足相应的技术要求,还必须满足国家法制管理的有关要求。
关键词 计量标准 计量标准考核 计量标准的稳定性 计量标准的重复性
引言:计量标准是准确度低于计量基准,用于检定或校准其他计量标准,或者工作计量器具的计量器具。它处于量值传递(溯源)体系的中间环节,起着承上启下的作用。量值一旦失准,它所传递的其他计量标准或工作计量器具的量值都将失准,结果影响各个方面,严重的会影响到全国量值的一致性和国家量值传递(溯源)体系的安全。为了保障国家计量单位制的统一和量值传递的一致性、准确性,为国民经济发展以及计量监督管理提供公正、准确的检定、校准数据或结果,国家对一些重要的计量标准实行考核制度。
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。计量标准的重复性:在一组重复性测量条件下的测量精密度。下面就考核工作中计量标准的稳定性和重复性考核加以探讨。
一、计量标准的稳定性考核
在计量标准考核中计量标准的稳定性用计量特性在规定时间间隔内发生的变化量表示。新建的计量标准一般应当经过半年以上的稳定性考核,证明其所复现的量值稳定可靠后,方可申请计量标准考核;已建计量标准一般每年至少进行一次稳定性考核,并通过历年的稳定性考核记录数据比较,证明其计量特性的持续稳定。有证标准物质有效期内,可以不进行稳定性考核。计量标准的稳定性应当包括计量标准器的稳定性和配套设备的稳定性。
稳定性的考核应当根据计量标准的具体情况选用适当的考核方法,方法有五种。a、采用核查标准进行考核。b、采用高等级的计量标准进行考核。c、用控制图法进行考核。d、采用计量检定规程或计量技术规范规定的方法进行考核。e、采用计量标准器的稳定性考核结果进行考核。核查标准或核查装置是指用于日常验证测量仪器或测量系统性能的装置。在进行计量标准的稳定性考核时,测得的稳定性除与被考核的计量标准有关外,还会引入核查标准本身对稳定性测量的影响。所以为了让影响尽可能的小,必须选择量值稳定的特别是长期稳定性好的核查标准。应当优先采用核查标准进行考核,若被考核的计量标准试件标单位的次级计量标准时,也可以选择高等级的计量标准进行考核。控制图的方法仅适用于满足以下条件的计量标准:准确度等级较高且重要的计量标准;存在量值稳定的核查标准,要求其同时具有良好的短期稳定性和长期稳定性;比较容易进行多次重复测量。若有关计量检定规程或计量技术规范,计量标准的稳定性考核方法有明确规定时,可以按其规定进行考核。上述方法都不适用时。方可采用计量标准气的稳定性考核结果进行考核。
1、采用核查标准进行考核
优先采用的稳定性考核方法,选择量值稳定的,特别是长期稳定性好的核查标准,否则测得的稳定性可能来源于核查标准的不稳定。新建计量标准,每隔一段时间(大于一个月),用该计量标准对核查标准进行一组n次的重复测量,取其算术平均值为该组测得值,共测m组(m大于4),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。对于已建计量标准,每年至少一次用被考核的计量标准对核查标准进行一组n次的重复性测量,取其算术平均值作为测得值。相邻两年测得值之差作为该时间段内计量标准的稳定性。
2、采用高等级的计量标准进行稳定性考核
被考核的计量标准是建标单位的次级计量标准,或方便送上级计量技术机构进行检定或校准,可采用此方法。
对于新建计量标准,每隔一段时间(大于一个月),用高等级的计量标准对新建计量标准进行一组重复测量,共测m组(m大于4),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。对于已建计量标准,每年至少一次用高等级的计量标准对被考核的计量标准进行测量,,相邻两年测得值之差作为该时间段内计量标准的稳定性。
3、采用控制图方法进行稳定性考核
控制图是对测量过程是否处于统计控制状态的一种图形记录。采用这种方法的前提必须存在量值稳定的核查标准,同时具有良好的短期稳定性和长期稳定性。进行考核时,用被考核的计量标准对选定的核查标准作连续的定期观测,并根据定期观测结果计算得到的统计控制量(例如平均值、标准偏差、极差等)的变化情况,判断计量标准所复现的标准量值是否处于统计控制状态。采用控制图方法要求定期(例如每周或每两周等)对选定的核查标准进行测量,同时还要求被测量接近于正态分布,每个测量点均必须是多次重复测量结果的平均值,因此耗费时间较多。对核查标准的稳定性要求比较高。
4、采用计量检定规程或计量技术规范规定的方法进行考核
当相关的计量检定规程或计量技术规范对计量标准的稳定性考核方法有明确规定时,可以按其规定的方法进行计量标准的稳定性考核。
5、采用计量标准器的稳定性考核结果进行考核
当以上方法都不适用时,可用此方法。将计量标准器的溯源数据,即每年的检定或校准数据,制成计量标准器的稳定性考核记录表或曲线图,作为证明计量标准量值稳定的依据。但是此种方法有缺点,就是仅考虑了计量标准中计量标准器的稳定性,而没有包括配套设备的稳定性。
计量标准考核对稳定性的要求:若计量标准在使用中采用标称值或示值,即不加修正值使用,则计量标准的稳定性应当小于计量标准的最大允许误差的绝对值;若计量标准需要加修正值使用,则计量标准的稳定性应当小于修正值的扩展不确定度。当相应的计量检定规程或计量技术规范对计量标准的稳定性有具体规定时,则可以依据其规定判断稳定性是否合格。
二、重复性的考核
计量标准考核要求进行重复性试验,其目的是要给出在检定或校准过程中所有的随机效应对检定或校准结果的影响,因为它一节就是检定或校准结果的一个不确定度来源。检定或校准结果的重复性是指在重复测量条件下,用被考核的计量标准对常规的被测对象重复测量所得示值或测得值之间的一致程度。重复性中必须要包括被测对象的影响。方法是在重复性测量条件下,用被考核的计量标准对常规的被测对象进行n次独立重复测量,重复性的按下列公式计算:。
重复性的测量条件是指相同的测量程序、相同操作者、相同测量系统、相同操作条件和相同地点,并在短时间内对同一或相类似被测对象重复测量的一组测量条件。是指在重复性测量条件下得到的精密度,表示测量过程中所有的随机效应对测量值的影响。为了确保评定得到的不确定度将来可以用在所有同类测量中,重复性试验所用的测量对象必须是其性能是大多数的同类测量对象都能达到的常规的测量对象。
新建的计量标准测得的重复性应当直接作为一个不确定度来源用于检定或校准结果的不确定度评定中。评定的测量结果的不确定度满足要求,表明重复性也满足要求。对已建的计量标准要求每年至少进行一次重复性测量,如果测得的重复性不大于新建计量标准时测得的重复性,则重复性符合要求;如果测得的重复性大于新建计量标准时测得的重复性,则应当根据新测得的重复性重新进行测量结果的不确定度评定,如果评定结果仍满足所开展的检定或校准项目的要求,则重复性合格,并将新测得的重复性作为下次重复性试验是否合格的判定依据;如果评定结果不满足所开展的检定或校准项目要求,则重复性试验不符合要求。
结束语:计量标准考核是一项技术性很强的工作。理解和掌握考核中的知识和方法,提高计量标准考评员的专业素质十分重要,使计量标准考核规范化法制化。
参考文献:JJG1033—2016 计量标准考核规范
《计量标准考核规范》实施指南