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浅谈计量特性的符合性评定

日期:2011-5-10 9:37:39 人气: 时间:2017-01-03 10:02 来源:未知 作者:styqjc

   摘要:本文针对测量仪器计量特性符合性评定的一些主要问题进行了探讨,着重从保证测量结果准确可靠、检定和校准如何进行符合性评定、示值误差
的符合性评定以及测量仪器的选型,安装和现场使用对符合性评定的影响等进行了讨论,寻求现场测量技术和方法在技术规范中得到更多的应用。
关键词:测量仪器;计量特性;符合性评定;现场使用
0引言
仪器检定和仪器校准是测量仪器计量特性评定最常见的两种形式,在JJFl094—2002《测量仪器特性评定》国家计量技术规范中,列出测量仪器的主要计量特性包括:示值误差、重复性、准确度、响应特性、灵敏度、鉴别力、分辨力、稳定性、漂移、响应时间等。无论检定或校准,计量特性评定可能不包括以上所有的特性,也可能不限于以上特性,评定的依据可以是相应的检定规程、校准规范以及其他技术文件。这些特性都可以通过技术规范规定的测量结果来定量表达,进而可以按照相关依据判定其是否符合要求。根据实际工作经验,笔者认为计量特性符合性评定中,除了严格执行有关技术规范的要求以外,还有很多细节问题需要引起足够的关注,归纳为以下几个方面。
1保证测量结果的准确可靠
按照JJFl001—201 1《通用计量术语及定义》,测量结果最新定义为:与其它有用的相关信息一起赋予被测量的一组量值。测量结果通常表示为单个测得的量值和一个测量不确定度,所有的计量特性都可以通过测量得到量值及其不确定度来定量表达,因此测量结果的准确可靠是我们一切工作的基础,其重要性不言而喻。获得测量结果除了按照规定方法进行正确操作之外,应该还要注意三个方面的问题:
(1)要区分测量结果与测得值的关系,只有当测量不确定度可以忽略不计时,测量结果可以用测得值单独表示。而作为结果的测得值通常是一组独立的测得值计算得到的,如平均值或中位值,测得值本身往往还需要考虑其修正值,修正因子等因素,特别是校准时要仔细参考被测仪器说明书,合理评定测量不确定度,才能得到正确的测量结果。
(2)测量结果或测得值其实是通过近似数修约和计算得到的,所以要保证近似数的正确读取和计算,特别是要根据指针式仪器的分辨力,按规范进行估读;要按照近似数运算的基本原则,即考虑加减运算时保留小数点后位数、乘除运算时保留有效位数和最终修约位数等问题。‘为了符合性评定的需要,一般应该保留比允许界限多一位的近似数作为结果。
(3)测量仪器按照等或级使用应分别注意,一般按照等别使用时其示值要加上修正值,而按级别时可直接使用其示值。
2检定和校准符合性评定的区别
无论检定或是校准都具有溯源性,根据检定或校准的结果,实际上都要达到判断测量仪器能否在规定的条件下使用的目的。检定严格执行计量检定规程,按照检定系统表进行量值传递,根据检定结果按规程要求进行符合性评定;校准是将测量方法,测量条件(设备),环境条件和溯源方式等作为证据,给出不同参数的测得值并据此确定测量不确定度。测量方法往往在校准规范或校准方法中统一规定,有时也可按照规定自行制定。目前由于国家校准规范覆盖面较窄,各地计量技术机构进行校准时,大多直接依据检定规程,似乎不够完善,一般来说规程并无测量不确定度评定的内容,而且容易造成概念上的混淆。所以如果没有制订相应的地方校准规范,至少应按程序制订本技术机构的校准大纲,或针对具体校准项目制订作业指导书,对相应校准方法进行描述,包括测量不确定度要进行预评估。另外校准一般只对校准
数据的可靠性负责,不涉及复校周期和符合性的判定,由客户根据使用情况和使用条件自行确定,但是这一计量确认过程中的验证环节完全可以经用户的委托转移到校准实验室来进行,在实际工作中常常遇到有用户提出这类要求,不应一概拒绝,特别是没有国家统一制定的校准规范时,符合性评定可以按照双方约定的依据和条款进行,既能充分服务客户,也有进一步稳定技术机构业务的好处。
3示值误差的符合性评定
测量仪器计量特性中,示值误差及准确度的评定无疑是最为常见和普遍的,往往是测量仪器符合性评定的一个重要依据,JJFl094规定为以下几种情况:
(1)对测量仪器示值误差特性进行符合性评定时,若评定示值误差的不确定度满足下面要求,则可不考虑测量不确定度影响。即评定示值误差的不确定度U95与被评定测量仪器的最大允许误差的绝对值MPEV之比,应小于或等于1:3。即U95≤1/3·MPEV时,被评定测量仪
器的示值误差△在其最大允许误差限内时,可判为合格,即I△l≤MPEV为合格;被评定测量仪器的示值误差超出其最大允许误差时,可判为不合格,即l△l>MPEV为不合格。
(2)考虑示值误差评定的测量不确定度影响时测量仪器示值误差符合性评定原则。当测量仪器示值误差落在[一lVlPEV+‰,MPEV一‰]区间内,即f△I≤MPEV—u时,认为被评定测量仪器的示值误差符合合格判据。当测量仪器示值误差落在[一∞,一MPEV—U95]或[MPEV+U95,∞]区间内,即l△I≥MPEV+u95,认为被评定测量仪器的示值误差符合不合格判据。当测量仪器示值误差落在(一MPEV一魄,一MPEV+魄)或(MPEV一‰,MPEV+U95)区间内,即MPEV—U95<I△I<MPEV+魄时,认为被评定测量仪器的示值误差既不符合合格判据又不符合不合格判据,处于待定区。
这里着重讨论的不是待定区怎么办的问题,JFl094已经有了%≤1/3·MPEV的原则,但是我们可以以此来反面验证测量不确定度评定的正确性,更重要的是我们可以验证校准规范或检定规程制定的正确性和合理性,特别是量值溯源的比较链是否符合不确定度的传播律。过去有种传统观念也许是错误的,即标准器的准确度满足被检仪器的1/3即可进行量传,这里假定以准确度1级来传递3级的测量仪器,其测得量值的不确定度仅考虑标准器的影响(其他人员,环境影响暂不考虑),则U=2*1/1.732(%),而此时对3级被测仪器:1/3·MPEV=
1%,显然Ur>1/3·MPEV,并不满足JFl094符合性判定的原则。
因此,如果有规程规定的标准器类似上述情况时应质疑规程的合理性,至少在进行符合性判定时必须考虑测量不确定度的因素。
4测量仪器的选型。安装以及现场使用对符合性评定的影响
测量仪器的准确度等计量特性一般都是在实验室确定的,现场使用时受各种因素的影响往往会导致其准确度等计量性能下降。所以检定合格的计量器具在现场使用中常常提供着不合格的数据。这应该成为计量技术服务的一个新方向,要尽可能多地了解测量仪器的原理及使用方法,合理选型,正确安装。在贸易结算的计量交接中,由于对测量仪器设计参数、安装条件、使用状态、修正方法等的理解不一致,常常导致计量纠纷的发生。现行的国家计量检定规程普遍缺少对安装条件影响的试验条款,需要通过高效、快速的现场检测技术手段进行完善,利用计量技术的综合知识评定计量器具现场使用的准确度和其他计量特性,以此判定是否适用于特定的场合。
如果需要进行数据采集和远程传输,还要考虑传输方式及各种干扰对测量准确度的影响,虽然现场的检定规程或校准规范正在陆续出现,但是仍然有很多空白,特别是工业用测量仪器,仅仅依据工艺设计目的等一般性要求,就进行计量器具的选择是远远不够的,只有通过工业计量的现场检测工作,很容易发现常见的问题所在,因此,对使用场合进行详细了解是正确选型的第一步,当然,还必须充分依靠相关专业的计量技术知识,正确应用各种类型计量器具特有的技术优势,尽可能多地了解测量仪器的原理及使用方法,可以为客户提出更经济,更准确的配备方案,合理选型,正确安装,更好的为客户服务。
5结束语
测量仪器特性评定中,示值误差和准确度等级的符合性评定是核心,因为任何测量的目的都是为了得到准确可靠的测量结果,而随着对测量结果特别是测量不确定度的理解不断深入,要求我们充分重视检定或校准工作的每一个环节以及对测量结果的正确表示;另外,特别
需要关注的是现场使用条件,受各种因素的影响往往会导致其准确度等计量性能下降造成实验室符合性评定的误判,国家计量检定规程或校准规范应进一步加强对安装条件影响试验项目的制修订,利用现代快速发展的先进测量技术,增加高效、快速的现场试验项目进行完善,技术人员要更多地利用计量技术的综合知识评定计量器具现场使用的准确度和其他计量特性,以此判定是否适用于各种特定的场合。