计量要求导出在检测实验室中的应用

徐晓，关波

（陕西法士特汽车传动工程研究院，陕西 西安 710119）

引言

随着各行各业对各类管理体系的认知加深，现在有越来越多的企业借助于各类管理体系来加强和提升内部管理。比如对于实验室来说，可能要面对ISO9001 质量管理体系、ISO/IEC17025 实验室认可体系、ISO10012 测量管理体系等不同的体系。在这些体系的实施贯彻中，不可避免会产生一个问题对应多个标准要求的现象，这就需要我们对这些要求进行深层的探究，知其根源，从而更好地实现各体系的融合，简化管理。本文以计量确认为出发点，探讨其在ISO10012测量管理体系和ISO/IEC17025 实验室认可体系中的差异和统一应用。

1 计量要求

众所周知，ISO10012 测量管理体系主要针对测量过程和测量设备计量确认的管理，体系主要目的是为确保满足规定的计量要求。ISO/IEC17025 实验室认可体系主要针对检测/校准实验室的能力、公正性及一致运作的管理，其中设备管理中也提到了要对测量设备进行计量确认的要求。

计量确认是为确保测量设备符合预期使用要求所需的一组操作，确认的过程通常包括校准和验证、各种必要的调整或维修及随后的再校准、与设备预期使用的计量要求相对比较。计量确认的难点通常并不在于确认的过程，而在于明确设备设预期使用的计量要求，包括测量设备的要求和测量过程的要求。

ISO10012:2003 中提到，计量要求即为满足被测对象量值的测量而提出的要求。计量要求与产品要求不同，并不在产品要求中规定，但是可以从顾客的产品要求、组织的要求、法律法规的测量要求等中导出。

对于实验室测量设备来说，计量要求可以表示为最大允许误差、允许不确定度、测量范围、稳定性、分辨力等。测量设备的计量要求可以从产品的规定要求或被校准、验证和确认的设备和规定要求中导出。

2 测量能力指数

设备的计量要求与测量能力密切相关，测量能力指数可以反映测量能力满足被测对象准确度要求的程度。测量能力指数的计算公式如下：

其中，T——误差范围，σ——总体标准偏差，δ允——允差，U——测量过程扩展不确定度，U1——设备测量不确定度。

对于实验室设备测量参数，可根据其用途对进行分类。一类是用于试验条件的控制，其被测参数往往是确定的，如干燥箱温度控制在（70±2）℃，试验电压控制在(24±1)V等，属于条件控制类；另一类是用于结果测量，其被测量是往往是不确定的，仅有测量准确度的要求，如某静扭试验要求扭矩测量偏差在±0.5%以内，转速波动大于1%等，属于参数测量类。

对于这两类参数，其测量能力与测量能力指数的对应关系不同，见表1 所列。一般第一类参数可选取Mcp 值为2，第二类参数选取Mcp 值为1.33。根据公式（1）可得：

一类参数：

二类参数：

表1 测量能力与测量能力指数Mcp 对应关系

3 计量要求导出及确认实例

例：在某类变速器传动效率试验中，要求输入轴转速（1450±5）r/min，试验油温（90±2）℃，测量扭矩偏差在±0.5%之内，请据此导出计量要求。

对于试验涉及的三个参数，显然转速和油温属于第一类条件控制参数，扭矩属于第二类结果测量参数。分别由公式（2）和（3）计算可得：

转速：U1=2*5/6≈1.67 r/min，U=2*5/4=2.5 r/min

油温：U1=2*2/6≈0.67 ℃，U=2*2/4=1℃

扭矩：U1=(2*0.5%)/4=0.25%

由此可知，该试验所使用的转速测量设备不确定度（即计量要求，下同）应小于1.67 r/min，转速测量系统的测量不确定度应小于2.5 r/min；所使用的温度测量设备不确定度应小于0.67℃，温度测量系统的测量不确定度应小于1℃；所使用的扭矩测量设备不确定度（或允差）应小于0.25%。

在进行计量确认时，可根据测量设备的校准数据与计算导出的设备计量要求进行对比，以此判定测量设备是否满足预期用途。上述实例的计量导出比较简单，限于单台设备对参数的控制和测量，而实际检测活动中很多参数往往需要多台设备共同完成控制或测量，对设备计量要求的导出就需要再进一步的计算。

在上述实例中假设使用了铂热电阻PT100 对油温进行监测控制，那么除了要考虑PT100 的测量不确定度Up外，还要考虑测量通道的测量不确定度Ut带来的影响，U1应该为热电阻和测量通道的合成不确定度，即：

当选取温度通道的测量不确定度为Ut=0.3℃时，计算可得：

即为确保满足测量要求，所选用的PT100 其测量不确定度应确保在0.6℃以内。

4 总结

本文以测量管理体系及实验室认可体系要求的计量确认为引入点，通过实例分析，提供了计量要求导出在检测实验室应用的一种方法和思路，供大家参考与探讨。