测量设备计量确认的方法

2017-04-06杨伟忠上海市青浦区计量质量检测所

上海计量测试 2017年4期

杨伟忠 / 上海市青浦区计量质量检测所

测量设备计量确认的方法

杨伟忠 / 上海市青浦区计量质量检测所

0 引言

不同的测量过程对测量设备有不同的计量要求，正确实施计量确认是企业保证测量设备满足规定计量要求的重要管理手段。在测量管理体系审核过程中，发现企业对IS010012:2003标准理解不透彻，对测量设备计量确认的方法存在误区。为此，笔者结合多年的工作经验和体会，谈谈不同管理性质的测量设备计量确认的方法。

按照管理性质分类，企业提供的测量设备有三种类型：最高计量标准、强检测量设备和非强检测量设备。下面就上述三种类型的测量设备计量确认的方法予以阐述。

1 最高计量标准的计量确认

最高计量标准包括计量标准器及主要配套设备，是严格按照计量检定规程或计量校准规范要求配置，经政府计量行政部门组织考核合格才能开展检定或校准工作。当计量标准器及主要配套设备以检定方式溯源时，由于其配置正确，符合规程或规范要求，因此只要检定结论合格，计量确认员可直接给出计量确认合格的结论。

1.1 实例一

某企业建立了测微量具校准装置，开展千分尺的校准工作。配备的主标准器是4等0～100 mm专用量块，经法定计量检定机构检定合格，则计量确认可直接判为合格。

当计量标准器及主要配套设备以校准方式溯源时，校准证书给出符合所依据文件条款的结论时，计量确认员也可以直接给出计量确认合格的结论；当校准证书不能给出符合所依据文件条款的结论时，应进行计量验证。根据规程或规范的规定导出计量要求，将测量设备的计量特性与计量要求相比较，符合要求的给出计量确认合格的结论。

1.2 实例二

该企业还配备了测力用的量仪测力仪作为配套设备，经有关计量技术机构溯源后出具了校准证书，给出了相应校准点示值误差，未给出符合与否的结论。根据JJG 21-2008《千分尺》检定规程规定：千分尺的测力应为5～10 N。根据测量要求，可导出计量要求：测量范围为0～15 N，最大允许误差为±0.2 N。校准证书给出的校准点覆盖0～15 N测量范围，各校准点最大示值误差为0.06 N，测量设备的计量特性满足计量要求，计量确认合格。

2 强检测量设备的计量确认

强检测量设备应当向当地县（市）级政府计量行政部门指定的计量检定机构申请强制检定。对于此类强检测量设备，只要配置符合有关法律、法规和规范的要求，计量要求未发生变化，检定合格，则认为其能满足计量要求，计量确认员可直接给出计量确认合格的结论。

例如，某企业生产500 g定量包装商品，根据JJF 1070-2005规定：定量包装商品净含量计量检验结果的扩展不确定度应不超过0.2T（T为允许短缺量），其置信水平为95%。企业在成品检验环节配备了3 kg/1 g，级电子秤，能满足0.2T计量要求。该电子秤经检定合格，计量确认员可直接给出计量确认合格的结论，直接投入使用就能够满足预期的使用要求。

3 非强检测量设备的计量确认

企业中有大量的用于工艺过程控制、原材料检验和产品质量检验等对测量准确度有一定要求的非强检测量设备。同样的测量设备用在不同的测量过程，计量要求就会不同，不能按照统一的要求进行合格与否的判断。对于此类测量设备的计量确认，是实施测量管理体系标准的重点和难点，企业必须按照计量确认定义完成全部过程。只有进行了计量验证，才能判断测量设备是否满足预期的使用要求。

3.1 导出计量要求

计量要求的导出是测量工作和测量管理体系的首要工作。不同的测量过程其预期的使用要求是不同的。预期的使用要求从顾客的要求、组织的要求和法律法规的要求导出，即从产品技术规范、合同书、技术标准、工艺文件、加工图纸、工序卡、检验规范等对测量的要求导出计量要求。计量要求可以是测量范围、最大允许误差、分辨力、稳定性、允许测量不确定度、环境条件、操作者技能要求等。可按照以下原则导出计量要求：

1）计量要求的测量范围应覆盖测量要求的量值或范围，鉴于测量准确性和安全性的考虑，一般采用按照余量（1.1～1.5）倍原则选取。

2）计量要求的最大允许误差为工艺控制允差的（1/3～1/10）之间，视被测量点的重要程度而定。如关键测量过程可选为（1/5～1/10），简单测量过程可选为（1/3～1/5）。

3.2 计量校准

按照计量校准规范或参照计量检定规程对测量设备校准，得到测量设备的计量特性。当前，企业对测量设备的校准存在的主要问题有：

1）该校准的参量未校准；

2）该校准的量值（量程）不全；

3）校准结果的测量不确定度不满足要求。

因此，企业应预先确定测量设备某一特定预期用途的特定要求，制定测量设备校准计划，明确校准的参量和量值，选择有资质的能满足客户要求的计量技术机构溯源，并在送检时提出校准的参量、量值、测量不确定度等预期用途的特殊要求。

3.3 计量验证

验证方法可选择但不限于：

1）测量设备的测量范围应覆盖测量设备的计量要求；

2）测量设备的最大误差应小于或等于测量设备计量要求的最大允许误差；

3）测量设备的准确度应高于或等于测量设备计量要求的准确度。

在验证过程中，应考虑示值误差的测量不确定度对计量验证的影响，这也是大多数企业容易忽略的地方。

1）示值误差的测量不确定度小到可忽略时的验证方法

当示值误差的测量不确定度U95与计量要求的最大允许误差的绝对值MPEV之比≤1/3时，测量不确定度对验证的影响可忽略不计。只要被验证的测量设备示值误差Δ在其计量要求的最大允许误差范围内，判为合格。

当U95≤MPEV/3时：

|Δ|≤MPEV判为合格

|Δ| ＞MPEV判为不合格

2）考虑了测量不确定度后测量设备验证方法

当示值误差的测量不确定度U95与计量要求的最大允许误差的绝对值MPEV之比＞1/3要求时，必须要考虑示值误差的测量不确定度对验证的影响。

当U95＞MPEV/3 时：

|Δ|≤MPEV-U95判为合格

|Δ|≥MPEV+U95判为不合格

MPEV-U95＜ |Δ| ＜MPEV+U95处于待定区

例如，用1级0～300 kN电子万能试验机测试螺栓抗拉强度，根据工艺文件规定导出计量要求：测量范围为9.5～11.0 kN，最大允许误差为±1.0%。电子万能试验机校准证书给出的校准点覆盖9.5～11.0 kN测量范围，各校准点最大示值误差为+0.7%，示值误差的测量不确定度U95= 0.4%，k= 2，则：

|Δ| = +0.7%，MPEV= 1.0%，U95= 0.4%

U95＞MPEV/3，所以要考虑示值误差的测量不确定度对验证的影响。

MPEV-U95= 1.0% - 0.4% = 0.6%

MPEV+U95= 1.0% + 0.4% = 1.4%

因为MPEV-U95＜ |Δ| ＜MPEV+U95，所以无法验证被校电子万能试验机是合格还是不合格。

当无法验证测量设备合格还是不合格时，可以采用准确度更高的测量仪器等措施，以降低评定的测量不确定度U95，使满足与计量要求的最大允许误差绝对值MPEV之比小于或等于1/3的要求，然后对测量设备的计量特性重新进行验证。

实际工作中，一些企业没有考虑示值误差的测量不确定度影响，直接判定电子万能试验机计量确认合格，显然这是不合理的。