計量比對中存在的問題

曹盛華/上海市浦東新區計量質量檢測所

0 引言

由于國內量值傳遞體系中相同準確度等級的各計量標準之間沒有量值的橫向比較，導致各計量標準無法判定其測量結果是否一致。2008年8月1日國家質量監督檢驗檢疫總局施行《計量比對管理辦法》，2010年12月10日實施JJF 1117-2010《計量比對》，計量比對得到了計量行政部門的高度重視。

上海市質量技術監督局近幾年為了更好地提升區級法定計量檢定機構技術能力，提高計量技術人員水平，推動各實驗室之間的技術交流，確保量值傳遞的準確、可靠和統一，大規模地開展了計量比對工作。為了更好地鍛煉各區法定計量檢定機構的技術隊伍，主導實驗室由各區法定計量檢定機構輪流承擔。各區法定計量檢定機構分別以主導實驗室和參比實驗室的身份參加了10多次計量比對，極大地提高了組織協調能力和技術能力。同時在計量比對過程中，無論是主導實驗室還是參比實驗室都存在著一些不足之處，本文將對這些問題進行探討。

1 主導實驗室問題探討

1.1 數據分析不透徹，比對結果無法令人信服

計量比對考核參比實驗室計量標準、環境條件、人員水平、測量方法、數據處理、管理能力等方面的實際水平和能力[1]。比對結果是實驗室能力的有效證明，因此主導實驗室對比對結果應做細致的分析 。如果主導實驗室數據分析不透徹，機械地套用公式得出的比對結果往往無法令人信服，甚至是錯誤的結果。

如某次千分尺量值比對結果數據見表1（數據摘錄自比對總結報告）。

表1 各參比實驗室上報的測量結果、測量值及比對期間主導實驗室穩定性數據

比對結果中實驗室C在21.50 mm比對點上值＞1，為不滿意結果。但是綜合分析比對路線和傳遞標準比對期間穩定性考核數據，可以看出實驗室C的測量結果和主導實驗室的穩定性考核數據基本一致，反而實驗室D和實驗室F的測量結果和主導實驗室的穩定性考核數據有顯著差異。在此情況下，主導實驗室還是按原比對方案的規定以各參比實驗室測量結果的算術平均值（）為參考值，從而得出實驗室C在21.50 mm比對點上的不滿意結果已缺乏合理性。根據JJF 117-2010D.3.1參考值確定方法的合理性中規定“根據比對實驗室的量值來源分析，檢驗選擇的確定參考值的方法的合理性；在分析實驗數據時，主導實驗室可以采取可能的多種參考值計算方法，比較計算過程及結果的差異，并嘗試分析其原因，從而確定或選擇更為合理的技術方法。”此時主導實驗室應加入高一級計量標準的測量結果作為參考值進行比較計算過程和結果。如果兩種方法的計算結果存在差異，應分析其原因，從而確定最為合理的比對技術。

1.2 傳遞標準在比對期間的穩定性評估不合理

確定測量點參考值的標準不確定度時，應評定傳遞標準在比對期間穩定性引起的標準不確定度ue。有部分主導實驗室評定不合理。

如某頂焦度量值比對總結報告中，主導實驗室直接用穩定性數據的極差值作為穩定性引起的標準擴展不確定度Ue，這種方法顯然是不符合JJF 1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》要求的。

又如某扭矩扳子量值比對總結報告中，主導實驗室認為傳遞標準在比對實施過程中穩定性的變化服從均勻分布，穩定性對測量結果引入的標準不確定度ue=，Δ為兩次測量差值的絕對值。在有測得值的情況下，采用B類評定的方法是不恰當的，在測量次數較少時，可采用A類評定方法中的極差法進行評定。

再如某外徑千分尺量值比對總結報告中，主導實驗室計算傳遞標準在比對期間穩定性引起的標準不確定度ue時采用極差法，但是公式采用錯誤[u(x)=]，導致評定結果錯誤。

合理的方法是，傳遞標準在比對期間不穩定性引起的標準不確定度ue采用極差法進行評定。例如進行鋼卷尺計量比對，比對期間對傳遞標準穩定性考核數據見表2。

表2 傳遞標準比對期間穩定性考核數據

單個測得值x的實驗標準差：s(x) =，式中：R——極差；

C——極差系數（本次穩定性考核了4次，查表得極差系數為2.06）

豎井掘進機在掘進過程中，易受到多種因素的影響而發生偏斜[2-4]。溜渣孔偏斜、復雜的地質地層條件、現場人為因素等，都會干擾豎井掘進機的掘進姿態，使機體運行軌跡曲線偏離設計軸線，產生位移和角度的偏斜，影響工程質量，嚴重的甚至會威脅豎井掘進機的安全運行。為了應對偏斜，應采取有效措施，對豎井掘進機進行實時糾偏。

穩定性引起的標準不確定度：

2 參比實驗室問題

2.1 對比對實施方案理解不透徹

比對實施方案是由主導實驗室起草，經參比實驗室討論，并報比對組織方批準后發放給參比實驗室的。比對實施方案是對計量比對工作從目標要求、工作內容、方式方法及工作步驟等做出全面、具體而又明確安排的技術文件。計量比對與日常的檢定或校準工作的性質是不同的。參比實驗室只有深刻理解比對實施方案，熟悉比對的具體規定，才能按要求順利完成計量比對，獲得滿意的比對結果。由于部分參比實驗室對比對實施方案解讀不透徹，出現了比對材料遞交不及時、不齊全、未按規定方法進行比對測量、未按規定要求提交比對結果等問題。

2.2 測量結果表述不規范

測量結果是計量比對中最重要的數據，因此在比對實施方案中都有詳細的表述要求。但是在計量比對中出現測量結果表述不規范的情況較多，主要有：

1）測量結果的有效位數不符合比對實施方案的要求；

2）測量結果的不確定度表示形式（絕對形式、相對形式）不符合比對實施方案的要求；

3）測量結果的末位與測量不確定度的末位不一致；

4）測量結果或測量不確定度缺少單位。

2.3 測量不確定度評定不規范

測量不確定度的評定是各參比實驗室對同一量的測量結果作有意義比較的基礎，因此測量不確定度的評定是計量比對的重點考察對象。測量不確定度評定合理與否與參比實驗室的比對結果息息相關。每次計量比對參比實驗室在測量不確定度評定中出現的問題都是最多的，主要有：

1）測量重復性引起的標準不確定度和分辨力引入的不確定度分量重復計算。合理的方法是取兩者之間數值較大者；

2）評定測量重復性引起的標準不確定度時，實驗標準偏差是否要除以，n取何值？經常會出現錯誤。根據JJF 1059.1-2012的規定，用算術平均值作為被測量的估計值時，實驗標準偏差要除以，n取何值取決于被測量的估計值取幾次測量結果的算術平均值。如果是以單次測量結果作為被測量的估計值，則實驗標準偏差不需要除以。

3）評定標準器引入的標準不確定度時，選擇用標準器的最大允許誤差還是用標準器的不確定度進行評定，兩種選擇混淆不清。合理的方法是標準器在使用中采用標稱值或示值，則評定時用標準器的最大允許誤差，標準器在使用中采用實際值，則評定時用標準器的不確定度。

3 結語

計量比對是對參比實驗室檢校能力和實際水平的考核。參比實驗室要正確對待比對結果，通過比對發現問題，找出差距，積極改進，從而不斷提高技術水平。