計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)期間核查的有關(guān)問(wèn)題

/呼和浩特鐵路局計(jì)量所

0 引言

期間核查是指為減少檢定或校準(zhǔn)周期帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，而對(duì)測(cè)量?jī)x器示值（或其修正值或修正因子）在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)是否保持其在檢定或校準(zhǔn)狀態(tài)的置信度的一種核查。其實(shí)質(zhì)就是核查在兩次檢定或校準(zhǔn)之間的時(shí)間間隔期內(nèi)系統(tǒng)效應(yīng)對(duì)測(cè)量?jī)x器示值的影響是否有大的變化，以保持測(cè)量?jī)x器檢定或校準(zhǔn)狀態(tài)的可信度。

1 實(shí)施期間核查的意義

期間核查對(duì)于計(jì)量機(jī)構(gòu)保證其檢定質(zhì)量具有重要意義

（1）檢定或校準(zhǔn)的間隔是按照經(jīng)驗(yàn)而定的，在兩次檢定或校準(zhǔn)的間隔期內(nèi)可能會(huì)由于設(shè)備故障或其他因素使測(cè)量設(shè)備失準(zhǔn)，有時(shí)這種變化是緩慢的或者是不很直觀的，如果不對(duì)這樣的設(shè)備進(jìn)行期間核查，反而繼續(xù)使用其進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量就會(huì)難以保證。如果等到下次檢定或校準(zhǔn)才發(fā)現(xiàn)設(shè)備失準(zhǔn)，在此期間出具的數(shù)據(jù)是有風(fēng)險(xiǎn)的。

（2）實(shí)施檢定或校準(zhǔn)，通常需要向上一級(jí)計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)送檢標(biāo)準(zhǔn)器，經(jīng)上級(jí)檢定合格的標(biāo)準(zhǔn)器在取回的過(guò)程中有可能因?yàn)檫\(yùn)輸原因?qū)е缕溆?jì)量性能變化，此時(shí)如果不進(jìn)行期間核查，此標(biāo)準(zhǔn)器給出的數(shù)據(jù)有可能是錯(cuò)誤的。

（3）通過(guò)經(jīng)常性地期間核查，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)量設(shè)備的變化，及時(shí)把這種變化控制在允許范圍之內(nèi)，從而能夠?qū)崟r(shí)連續(xù)地控制測(cè)量設(shè)備的質(zhì)量。

（4）通過(guò)對(duì)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的期間核查，可以對(duì)使用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的檢定或校準(zhǔn)過(guò)程進(jìn)行控制，以保證檢定結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

2 核查對(duì)象和核查標(biāo)準(zhǔn)的選擇

2.1 核查對(duì)象

并不是所有的測(cè)量設(shè)備都需要進(jìn)行期間核查，在檢測(cè)中使用的采樣、制樣、抽樣的設(shè)備，沒有量值要求的設(shè)備，計(jì)算機(jī)及其外設(shè)等設(shè)備，以及無(wú)法找到穩(wěn)定的核查標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量設(shè)備或是其本身就十分穩(wěn)定的實(shí)物量具都無(wú)需單獨(dú)進(jìn)行期間核查。根據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)以下設(shè)備要考慮進(jìn)行期間核查：

（1）對(duì)測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量有重要影響的關(guān)鍵測(cè)量設(shè)備的關(guān)鍵量值；

（2）不夠穩(wěn)定、易漂移、易老化且使用頻繁的測(cè)量設(shè)備；

（3）經(jīng)常需要攜帶到現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的工作標(biāo)準(zhǔn)或測(cè)量?jī)x器；

（4）使用頻次較高的和使用環(huán)境惡劣的檢測(cè)設(shè)備；

（5）曾經(jīng)過(guò)載或被懷疑出現(xiàn)問(wèn)題的測(cè)量設(shè)備；（6）有特殊規(guī)定的或儀器使用中有要求的；（7）計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定性考核結(jié)果已表明其檢定或校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)超出其穩(wěn)定性允許誤差范圍的測(cè)量設(shè)備。

2.2 核查標(biāo)準(zhǔn)

核查標(biāo)準(zhǔn)就是與通過(guò)受控測(cè)量過(guò)程進(jìn)行測(cè)量的被測(cè)物相似的某種裝置。核查標(biāo)準(zhǔn)選擇有以下幾個(gè)原則：

（1）核查標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)具有核查對(duì)象所需的參數(shù)，能由被核查儀器或計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行測(cè)量；

（2）核查標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性，某些儀器的核查還要求核查標(biāo)準(zhǔn)具有足夠的分辨力和良好的重復(fù)性，以便進(jìn)行期間核查時(shí)能觀察到被核查儀器及計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的變化。

（3）核查標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)可以提供指示，以便再次使用時(shí)可以重復(fù)前次核查實(shí)驗(yàn)時(shí)的條件，如環(huán)規(guī)使用刻線標(biāo)示測(cè)量直徑的方向。

（4）核查標(biāo)準(zhǔn)主要是用來(lái)觀察測(cè)量結(jié)果的變化，因此不一定要求其提供的量值準(zhǔn)確。

（5）一些僅用于量傳的最高標(biāo)準(zhǔn)，其準(zhǔn)確度等級(jí)很高，平時(shí)很少使用，一旦損壞損失很大，這樣的儀器就不適于作為核查標(biāo)準(zhǔn)使用。比如用作最高標(biāo)準(zhǔn)的量塊，一般僅用作量值傳遞，而不用于期間核查。這是因?yàn)轭l繁的核查磨損了量塊，重新配置費(fèi)用較高，而且標(biāo)準(zhǔn)器的穩(wěn)定性數(shù)據(jù)將全部失效，這樣會(huì)帶來(lái)很大損失。

3 選擇期間核查的方法

3.1 常用的方法

選取穩(wěn)定性好的被測(cè)對(duì)象作為核查標(biāo)準(zhǔn)，在測(cè)量設(shè)備經(jīng)高一等級(jí)檢定或校準(zhǔn)后，立即對(duì)核查標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行一組n次重復(fù)測(cè)量，測(cè)量所得到的算術(shù)平均值為，由儀器的檢定或校準(zhǔn)證書上查的相應(yīng)點(diǎn)的示值誤差為δ，將初值ys=-δ（減去示值誤差等于加修正值）賦予核查標(biāo)準(zhǔn)。按照預(yù)定的核查間隔（一般大于一個(gè)月）對(duì)核查標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行m次核查，記錄每次核查的ki次（ki可以各不相同）測(cè)量的算術(shù)平均值。若被核查測(cè)量設(shè)備在使用中采用標(biāo)稱值或示值（不加修正值使用），則以被核查的測(cè)量設(shè)備的最大允許誤差Δ作為核查控制的上、下限；若被核查測(cè)量設(shè)備在使用中采用實(shí)際值（加修正值使用），則以該點(diǎn)修正值的擴(kuò)展不確定度U作為核查控制的上、下限。核查曲線的參考圖如圖1所示。

該圖以核查標(biāo)準(zhǔn)初值ys為坐標(biāo)原點(diǎn)，以[ys-Δ,ys+Δ ]或者[ys-U，ys+U]為下、上控制限，只要測(cè)量數(shù)據(jù)折線不超過(guò)上、下控制限，就認(rèn)為該測(cè)量設(shè)備的狀態(tài)是正常的。當(dāng)然，也可以用MPE或來(lái)判斷。這種方法適用于對(duì)測(cè)量?jī)x器正常狀態(tài)要求不高，是一種要求比較寬松的判定方法。如果被核查測(cè)量設(shè)備在使用中采用實(shí)際值（加修正值使用）而又未給出擴(kuò)展不確定度U時(shí)，控制限為±2sp,其中sp為賦初值時(shí)測(cè)出的和第m次核查值的合并樣本標(biāo)準(zhǔn)差。

3.2 比對(duì)法

比對(duì)法就是利用不同檢定周期的同一類測(cè)量設(shè)備進(jìn)行比對(duì)測(cè)量。利用n(n≥3)臺(tái)具有相同準(zhǔn)確度等級(jí)的測(cè)量設(shè)備（其中之一就是核查對(duì)象），對(duì)同一穩(wěn)定的被測(cè)對(duì)象進(jìn)行測(cè)量，各個(gè)測(cè)量設(shè)備的測(cè)量結(jié)果的平均值作為被測(cè)對(duì)象的參考值，核查對(duì)象的測(cè)量結(jié)果為yc，其測(cè)量擴(kuò)展不確定度為U，則判定原則為。這種方法適用于各測(cè)量設(shè)備的測(cè)量結(jié)果的方差的平均值與核查對(duì)象的測(cè)量結(jié)果的方差相差不大而且各測(cè)量設(shè)備的不確定度包含因子均相同的情況。這種方法不具有溯源性，n應(yīng)盡量大。

3.3 傳遞比較法

用核查對(duì)象測(cè)量一穩(wěn)定的被測(cè)對(duì)象，然后將該被測(cè)對(duì)象用準(zhǔn)確度等級(jí)更高的測(cè)量設(shè)備進(jìn)行測(cè)量，核查對(duì)象測(cè)得值的平均值為，其測(cè)量擴(kuò)展不確定度為U；高等級(jí)的測(cè)量設(shè)備測(cè)得值的平均值為，該設(shè)備的擴(kuò)展不確定度為U0，如果U與U0的包含因子相近（如果不相近，要換算成相近包含因子時(shí)的擴(kuò)展不確定度），則判定原則為。這種方法適用于存在高一等級(jí)的測(cè)量設(shè)備的情況，比如次級(jí)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目中計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器和測(cè)量設(shè)備的期間核查就可以采用這種方法。

圖1 核查曲線控制圖

核查對(duì)象進(jìn)行檢定后，選擇合適的核查標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行一組n次測(cè)量，測(cè)得參考值的最佳估計(jì)值，在一定的核查間隔后，再用核查對(duì)象測(cè)量核查標(biāo)準(zhǔn)，得測(cè)得值的平均值。因?yàn)闇y(cè)量結(jié)果與參考值都是采用同一核查對(duì)象測(cè)得的，所以在擴(kuò)展不確定度中應(yīng)扣除由系統(tǒng)效應(yīng)引起的測(cè)量不確定度分量，設(shè)擴(kuò)展不確定度為U，則扣除由系統(tǒng)效應(yīng)引入的不確定度分量后的擴(kuò)展不確定度為U′,則判定原則為：′。扣除系統(tǒng)效應(yīng)引入的不確定度分量，取測(cè)量過(guò)程的合并樣本標(biāo)準(zhǔn)差sp來(lái)代替，則有

4 結(jié)語(yǔ)

期間核查的方法不僅僅就上文提到的幾種，各實(shí)驗(yàn)室可以根據(jù)對(duì)于測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量要求、對(duì)測(cè)量結(jié)果擴(kuò)展不確定度要求以及客戶的要求，從質(zhì)量活動(dòng)的成本和風(fēng)險(xiǎn)、設(shè)備或標(biāo)準(zhǔn)的重要程度以及實(shí)驗(yàn)室資源和能力等因素綜合考慮，確定合適的期間核查的方法。