计量比对中存在的问题

曹盛华/上海市浦东新区计量质量检测所

0 引言

由于国内量值传递体系中相同准确度等级的各计量标准之间没有量值的横向比较，导致各计量标准无法判定其测量结果是否一致。2008年8月1日国家质量监督检验检疫总局施行《计量比对管理办法》，2010年12月10日实施JJF 1117-2010《计量比对》，计量比对得到了计量行政部门的高度重视。

上海市质量技术监督局近几年为了更好地提升区级法定计量检定机构技术能力，提高计量技术人员水平，推动各实验室之间的技术交流，确保量值传递的准确、可靠和统一，大规模地开展了计量比对工作。为了更好地锻炼各区法定计量检定机构的技术队伍，主导实验室由各区法定计量检定机构轮流承担。各区法定计量检定机构分别以主导实验室和参比实验室的身份参加了10多次计量比对，极大地提高了组织协调能力和技术能力。同时在计量比对过程中，无论是主导实验室还是参比实验室都存在着一些不足之处，本文将对这些问题进行探讨。

1 主导实验室问题探讨

1.1 数据分析不透彻，比对结果无法令人信服

计量比对考核参比实验室计量标准、环境条件、人员水平、测量方法、数据处理、管理能力等方面的实际水平和能力[1]。比对结果是实验室能力的有效证明，因此主导实验室对比对结果应做细致的分析 。如果主导实验室数据分析不透彻，机械地套用公式得出的比对结果往往无法令人信服，甚至是错误的结果。

如某次千分尺量值比对结果数据见表1（数据摘录自比对总结报告）。

表1 各参比实验室上报的测量结果、测量值及比对期间主导实验室稳定性数据

比对结果中实验室C在21.50 mm比对点上值＞1，为不满意结果。但是综合分析比对路线和传递标准比对期间稳定性考核数据，可以看出实验室C的测量结果和主导实验室的稳定性考核数据基本一致，反而实验室D和实验室F的测量结果和主导实验室的稳定性考核数据有显著差异。在此情况下，主导实验室还是按原比对方案的规定以各参比实验室测量结果的算术平均值（）为参考值，从而得出实验室C在21.50 mm比对点上的不满意结果已缺乏合理性。根据JJF 117-2010D.3.1参考值确定方法的合理性中规定“根据比对实验室的量值来源分析，检验选择的确定参考值的方法的合理性；在分析实验数据时，主导实验室可以采取可能的多种参考值计算方法，比较计算过程及结果的差异，并尝试分析其原因，从而确定或选择更为合理的技术方法。”此时主导实验室应加入高一级计量标准的测量结果作为参考值进行比较计算过程和结果。如果两种方法的计算结果存在差异，应分析其原因，从而确定最为合理的比对技术。

1.2 传递标准在比对期间的稳定性评估不合理

确定测量点参考值的标准不确定度时，应评定传递标准在比对期间稳定性引起的标准不确定度ue。有部分主导实验室评定不合理。

如某顶焦度量值比对总结报告中，主导实验室直接用稳定性数据的极差值作为稳定性引起的标准扩展不确定度Ue，这种方法显然是不符合JJF 1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》要求的。

又如某扭矩扳子量值比对总结报告中，主导实验室认为传递标准在比对实施过程中稳定性的变化服从均匀分布，稳定性对测量结果引入的标准不确定度ue=，Δ为两次测量差值的绝对值。在有测得值的情况下，采用B类评定的方法是不恰当的，在测量次数较少时，可采用A类评定方法中的极差法进行评定。

再如某外径千分尺量值比对总结报告中，主导实验室计算传递标准在比对期间稳定性引起的标准不确定度ue时采用极差法，但是公式采用错误[u(x)=]，导致评定结果错误。

合理的方法是，传递标准在比对期间不稳定性引起的标准不确定度ue采用极差法进行评定。例如进行钢卷尺计量比对，比对期间对传递标准稳定性考核数据见表2。

表2 传递标准比对期间稳定性考核数据

单个测得值x的实验标准差：s(x) =，式中：R——极差；

C——极差系数（本次稳定性考核了4次，查表得极差系数为2.06）

竖井掘进机在掘进过程中，易受到多种因素的影响而发生偏斜[2-4]。溜渣孔偏斜、复杂的地质地层条件、现场人为因素等，都会干扰竖井掘进机的掘进姿态，使机体运行轨迹曲线偏离设计轴线，产生位移和角度的偏斜，影响工程质量，严重的甚至会威胁竖井掘进机的安全运行。为了应对偏斜，应采取有效措施，对竖井掘进机进行实时纠偏。

稳定性引起的标准不确定度：

2 参比实验室问题

2.1 对比对实施方案理解不透彻

比对实施方案是由主导实验室起草，经参比实验室讨论，并报比对组织方批准后发放给参比实验室的。比对实施方案是对计量比对工作从目标要求、工作内容、方式方法及工作步骤等做出全面、具体而又明确安排的技术文件。计量比对与日常的检定或校准工作的性质是不同的。参比实验室只有深刻理解比对实施方案，熟悉比对的具体规定，才能按要求顺利完成计量比对，获得满意的比对结果。由于部分参比实验室对比对实施方案解读不透彻，出现了比对材料递交不及时、不齐全、未按规定方法进行比对测量、未按规定要求提交比对结果等问题。

2.2 测量结果表述不规范

测量结果是计量比对中最重要的数据，因此在比对实施方案中都有详细的表述要求。但是在计量比对中出现测量结果表述不规范的情况较多，主要有：

1）测量结果的有效位数不符合比对实施方案的要求；

2）测量结果的不确定度表示形式（绝对形式、相对形式）不符合比对实施方案的要求；

3）测量结果的末位与测量不确定度的末位不一致；

4）测量结果或测量不确定度缺少单位。

2.3 测量不确定度评定不规范

测量不确定度的评定是各参比实验室对同一量的测量结果作有意义比较的基础，因此测量不确定度的评定是计量比对的重点考察对象。测量不确定度评定合理与否与参比实验室的比对结果息息相关。每次计量比对参比实验室在测量不确定度评定中出现的问题都是最多的，主要有：

1）测量重复性引起的标准不确定度和分辨力引入的不确定度分量重复计算。合理的方法是取两者之间数值较大者；

2）评定测量重复性引起的标准不确定度时，实验标准偏差是否要除以，n取何值？经常会出现错误。根据JJF 1059.1-2012的规定，用算术平均值作为被测量的估计值时，实验标准偏差要除以，n取何值取决于被测量的估计值取几次测量结果的算术平均值。如果是以单次测量结果作为被测量的估计值，则实验标准偏差不需要除以。

3）评定标准器引入的标准不确定度时，选择用标准器的最大允许误差还是用标准器的不确定度进行评定，两种选择混淆不清。合理的方法是标准器在使用中采用标称值或示值，则评定时用标准器的最大允许误差，标准器在使用中采用实际值，则评定时用标准器的不确定度。

3 结语

计量比对是对参比实验室检校能力和实际水平的考核。参比实验室要正确对待比对结果，通过比对发现问题，找出差距，积极改进，从而不断提高技术水平。