測量設備計量驗證方法探討

許敏華

（中國石化上海石油化工股份有限公司統計中心，上海 200540）

0 引言

GB/T 19022—2003《測量管理體系測量過程和測量設備的要求》明確指出，一個有效的測量管理體系確保測量設備和測量過程適應預期用途，它對實現質量目標和管理不正確測量結果風險是重要的。因此，應設計并實施計量確認，以確保測量設備計量特性滿足測量過程計量要求，計量確認包括測量設備檢定/校準、測量設備計量驗證以及隨后的采取措施［1］。

對于很多在企業從事計量工作的人來說，在計量確認工作中，做到測量設備定期檢定/校準并不難，難的是如何根據檢定/校準證書給出的結果，對測量設備進行驗證并評價驗證結果是否滿足測量過程計量要求，這也是本文著重要解決的問題。

1 計量驗證步驟

測量設備計量驗證前提條件是，測量設備應經檢定/校準并獲得相應的證書報告。但獲得的證書報告不一定都符合要求，因此，計量驗證的第一步是對獲得的測量設備檢定/校準證書的有效性進行檢查，內容為：（1）證書上的測量設備名稱、規格型號及器具編號是否與被驗證的測量設備名稱、規格型號及器具編號一致。（2）證書是否在有效期內。（3）出具證書的檢定/校準機構資質能力。（4）證書上的檢定/校準依據是否為現行有效版本、是否適合被校準測量設備。（5）證書上的本次檢定/校準所使用的計量標準是否在有效期內，測量范圍是否滿足要求。第二步是根據給出的檢定/校準結果，按照不同的驗證方法進行驗證，將得出的驗證結果與被驗證測量設備的計量特性進行比較，評價測量設備是否滿足要求，同時，做好驗證記錄備查。第三步是根據驗證評價結果，采取相應措施，在被驗證測量設備上標識計量確認狀態，如在被驗證測量設備上黏貼計量確認狀態標識等。

校準證書一般不會給出測量結果合格與否判定，通常情況下只給出某幾個校準點的測量示值誤差及其對應的測量不確定度，使用人員應對校準后的示值誤差符合性進行評定。

一般情況下，對測量設備校準證書的計量驗證，可采用傳遞比較法進行驗證，即滿足|Δ |≤ MPEV2+U2（注：MPEV表示測量設備（或測量系統）最大允許誤差的絕對值。 | Δ|表示校準證書

2 計量驗證方法及驗證結果評定

一般而言，測量設備計量驗證，是根據測量設備提供的證書不同，其驗證方法和驗證結果的評價會有不同。同樣，對單一測量設備計量驗證和對由多個單一測量設備組成的測量系統計量驗證，其驗證方法和驗證結果評價也是不同的。

2.1 單一測量設備檢定證書計量驗證方法及驗證結果評定

計量檢定證書是通過計量檢定形式獲得的，是嚴格按照計量檢定規程要求執行，證書給出的檢定結論已經考慮到了各種不確定因素的影響，因此，可直接根據檢定結論進行計量驗證。檢定不合格測量設備可直接給出計量驗證不合格，檢定合格測量設備，檢定結論有兩種情況，即“合格”和“XX等/級合格”，對檢定結論是“合格”，可直接給出計量驗證合格，對檢定結論是“XX等/級合格”，不能直接給予驗證合格，判定需將檢定結論與該測量設備原有準確度等級相比較，來判定測量設備是否滿足預期使用要求，對檢定結論給出的等級要求不能滿足測量設備原有準確度等級要求，則該測量設備計量驗證不合格，反之，則合格。

2.2 單一測量設備校準證書計量驗證方法及驗證結果評定

給出的最大示值誤差的絕對值。U表示校準證書給出的示值誤差的測量不確定度）。校準證書給出的示值誤差對應測量不確定度U存在兩種狀態，即：

2.3 多個單一測量設備組成測量系統計量驗證方法及驗證結果評定

對一個測量過程來說，影響最終測量結果的因素，主要是人（操作者）、機（測量系統）、料（被測對象）、法（測量方法）、環（環境因素）5個方面因素，其中最重要的影響因素就是機——測量系統，因此，對測量過程提出測量要求，在很大程度上都會轉化成對測量系統提出計量要求，如測量范圍、最大允許誤差/允許不確定度、準確度等級等，若測量系統是單一測量設備，則這些計量要求就等同于對測量設備計量要求；若測量系統是由多個單一測量設備組成的測量系統，則這些計量要求就是對測量系統的計量要求，是由多個單一測量設備合成的。如一個測水流量測量過程，對測量系統提出的計量要求是要滿足±1.5%最大允許誤差，如果配置的是一臺電磁流量計，則±1.5%最大允許誤差就等同于電磁流量計的示值最大允許誤差，查電磁流量計檢定規程可知1.5級準確度等級要求的電磁流量計就滿足要求，但如果配置是由電磁流量計、壓力變送器、積算儀等多個單一測量設備組成的測量系統，則±1.5%最大允許誤差就變成了電磁流量計最大允許誤差、壓力變送器最大允許誤差和積算儀最大允許誤差合成的測量系統總誤差要求，此時的電磁流量計準確度等級可能是1.0級甚至更高。由此可見，對于由多個單一測量設備組成的測量系統計量驗證，若是檢定證書，則組成測量系統的每個測量設備，必須檢定合格且符合自身原有準確度等級要求，該測量系統計量驗證合格，反之，則驗證不合格。若是校準證書，則組成測量系統的每個測量設備，先按單個測量設備校準證書計量驗證方法驗證合格后，再將所有測量設備校準獲得誤差合成總的測量系統誤差與測量過程對測量系統提出的誤差要求進行比對，驗證其符合程度［3］。

3 實例

一臺用于氮氣貿易交接的規格型號為DY015等級為1.0級渦街流量計，出廠編號是DY1807508，測量范圍0～500 Nm3/h，送上海市計量測試技術研究院校準，獲得校準信息如表1所示。要求驗證該渦街流量計示值誤差是否符合要求。

驗證如下：依據《渦街流量計》檢定規程獲得的信息，1.0級渦街流量計最大允許誤差MPE有兩個選擇，即當qt≤q＜qmax時，MPE=±1.0%，當qmin≤q＜qt時，MPE=±2.0%。由于校準證書提供的校準流量范圍0.4～4.0 m3/h，小于流量計使用的分界流量qt=0.2×500=100 m3/h，因此MPEV=2.0%。校準證書提供的MPEV，由于校準證書沒有提供流量計相對示值誤差，只提供了平均儀表系數K，根據《渦街流量計》檢定規程中脈沖輸出流量計K系數計算公式得K并根據脈沖輸出流量計相對示值誤差計算公式得：×100%=0.38%不用考慮測量不確定度帶來的影響，所以，經驗證該渦街流量計符合1.0級要求［4］。

表1 鑒定校準信息

4 結語

測量設備計量驗證工作，是計量確認工作中重要一環，只有在測量設備做好檢定/校準工作前提下，充分利用證書報告提供的相關信息，熟悉相關法律法規要求，靈活運用計量驗證的方式方法，才能做好測量設備計量驗證工作。