浅谈计量标准的稳定性考核

2013-12-10马艳阚红秀

计测技术 2013年1期

马艳，阚红秀

(西安航空动力控制科技有限公司计量中心，陕西西安710077)

0 引言

计量标准的稳定性考核是计量标准考核中的一个重要环节，也是编写《计量标准技术报告》中的一个重要篇幅，是建标的一项准备工作。计量标准从建立到撰写《计量标准技术报告》，准备申请标准考核之前的“试运行”期间，必须进行稳定性考核。这个试运行期间，通常是指经过半年以上的稳定性考核，以证明计量标准所复现的量值是否稳定可靠。若试运行结果表明稳定性不合格，则不能够申请对该标准进行考核。即便在“标准考核”通过后，到申请“计量复查”期间，每年仍然要继续进行稳定性的评定。由此可见，计量标准的稳定性考核至关重要，应采取合适的方法进行考核以正确评价计量标准性能。

1 计量标准的稳定性概念的理解

稳定性可以理解为不变性。比如，对于数字表，用标准源发出某一点信号，观察数字表的变化，数字表持续不发生变化的时间，也就体现了数字表的稳定性。数字表显示出的数据恒定的时间越长，证明其稳定性越好，反之，则越差。或者，用标准源发出某一点信号后，观测者在一固定的时间内记下数字表的变化，变化越小，则稳定性越好，反之，则越差。值得一提的是，虽然稳定性是属于计量标准的一种能力，但可以用几种方式定量地表示出来。比如，用计量特性变化某个规定的量所经过的时间来表示或是用计量特性经规定的时间所发生的变化来表示。

2 评价计量标准稳定性考虑的因素

评价计量标准稳定性要考虑多种因素，主要包括考核时间及被测对象本身。

①时间:计量标准的稳定性与所考虑的时间长短有关，实验过程中，测量稳定性的周期越长，则越能真实地体现计量标准的稳定性;②被测对象:在稳定性考核的过程中，被测对象的选取也是一重要因素。选取的被测对象本身应具有极佳的稳定性，否则，在整个测量过程中，测量者将无法判定不稳定因素是因为计量标准本身不稳定还是因为被测对象自身不稳定造成的。

3 如何考核计量标准的稳定性

3.1 核查标准的选取

在实际计量工作中我们知道，并非所有的计量标准都必须进行稳定性考核工作。稳定性考核的前提是存在一“合适”的核查标准，核查标准本身的准确度等级并无要求，但强调它的稳定性。“合适”即稳定性一定要好，如果选取的核查标准自身稳定性都不好，那么很难说整个测量过程到底是计量标准不稳定，还是核查标准本身不稳定。核查标准的选取大致上有以下几种情况:

1)对于实物量具类的被测对象，可用低一等级的实物量具作为核查标准。比如，对于二等量块这一标准，它用来传递三等量块，当然，这套三等量块不可作为测量工作使用，而只用做核查用以保持它自身的稳定性。

2)当计量标准是实物量具时，如果被测对象为测量仪器，实物量具的精度等级及稳定性等通常都优于测量仪器。测量中无法找到可以对实物量具进行稳定性核查的核查标准。因此，我们认为不必进行稳定性考核。

3)数显类的计量标准器的稳定性考核时核查标准的选取:我们在实际的工作中，大多数无法对数显类标准器的稳定性进行考核，主要是因为目前数显类计量标准器的显示位数较高，比如，5 位半、6 位半等，以常用的6 位半为例，如果选用相同位数即6 位半的仪器来对标准进行稳定性考核，测量结果必定是跳动的，这样可能造成因核查标准不稳定而判定计量标准的稳定性不合格，同时，选用同位数的核查标准会造成成本过高。如果选用5 位半的核查标准来对6 位半标准进行稳定性考核，核查标准的显示位数很可能没有变化，这样，也不能说明标准器稳定性的变化情况。所以，对于数显类的测量仪器，难以获得可靠的核查标准，可不进行稳定性考核，

此外，对于一次性使用的标准物质可以不进行稳定性考核。比如，各种硬度块，在日常校准/检定工作中属于消耗品，当使用周期满后即换用新的硬度块。因此，不必进行稳定性考核。

3.2 稳定性的数据采集及计算

1)以往采用的方法

以往在数据采集后，采用贝塞尔公式进行结果的计算，即

2)JJG1033 规定的新方法

新的方法不再采用贝塞尔公式进行计算。即新的计量标准在申请考核前，必须每隔一段时间(大于一个月)，采取用新的计量标准对核查标准进行m 组重复测量(每组n 次)的方法，建立数据信息，尽可能进行多组及多次，可由测量者根据经验确定组数和次数。每组的算术平均值作为一次测量结果。那么就会产生m 个测量结果，再取其中的最大值和最小值，对两者进行差值计算，作为该计量标准在该时间段内的稳定性。用公式表示为