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期间核查常见错误解析

2021-10-07乔新愚

焦作大学学报 2021年3期
关键词:示值核查仪器

乔新愚

(工业和信息化部电子第五研究所计量检测中心,广东 广州 510610)

期间核查是实验室为了维持仪器设备在计量周期内校准状态的可信度,保证测量数据准确可靠而实施的内部质量控制手段。CNAS—CL01:2018《检测和校准实验室能力认可准则》规定:当需要利用期间核查以保持对设备性能的信心时,应按程序进行核查[1]。至于具体采用什么方法核查、如何判断核查结果是否满足要求,到目前为止我国还没有正式出台相应的技术规范,只有一些书籍或者论文提出了一些诸如核查标准法、比对法、传递测量法和控制图法等[2]。由于没有正式的技术规范作依据,加上各方理解不同,导致很多检测校准机构和企业内部实验室在实施期间核查过程中出现各种理解偏差和缺陷。下面以大家最常用的核查标准法为例进行分析。

1.核查标准法实施现状

核查标准法对实验室的硬件条件要求相对较低,容易操作且成本较低,只需要找到一个量值比较稳定的核查对象(称作核查标准)即可,核查标准关键在于量值稳定,其量值是否准确不影响核查效果[3]。通常,被核查仪器经过上级计量机构检定或校准后立即进行期间核查(这是期间核查的最佳时机),记录测量结果。一般是经过多次测量得到平均值,作为核查标准的参考值。然后按照期间核查计划(如每月或每季度或半年),再次测量核查标准同一参数,得到测量结果,,…,,…,将每次测得的与进行比较,从而判定被核查仪器是否处于稳定可靠状态。

目前,很多书籍、论文以及大多数实验室是按照公式(1)或者(2)进行判定的[4-5]:

那么,这样判定仪器期间核查合格(稳定可靠,满足预期使用要求)合理吗?

2.公式(1)的缺陷分析

若某数字多用表在某测量点的最大允差为±1mV,上级计量机构校准时发现其示值误差为0.5 mV,即=0.5 mV( 为上级计量机构校准时示值;为校准时标准值),在最大允许误差范围之内,仪器满足使用要求。校准之后立即进行期间核查,得到测量值,假设此时示值误差保持不变,依然是0.5 mV,即=0.5 mV。一个季度以后再次测量,得到,假设该仪器经过三个月的使用,误差持续变大,示值误差变成了1.1 mV,即=1.1 mV,显然,此时已经超出了最大允差±1 mV的范围,用该仪器进行测量已不能满足准确度要求[6-7]。但若按照公式(1)进行判断:

则判定该仪器核查结果合格。

公式(1)是以核查期间示值变化是否超过最大允许误差作为核查结果满意与否的依据,但没有考虑被核查仪器在校准时已经存在示值误差的情况(做过校准的人都有经验,这种情况不是偶然出现的,而是经常存在的),从而导致误判。即按照公式(1)判定核查合格的仪器,其示值误差也可能已经超过了最大允许误差的限制。

为了避免这种误判,就要考虑被核查仪器最近一次校准时的示值误差δ(该示值误差可以从校准证书上查到),公式(1)应该改为:

3.公式(2)的缺陷分析

为单次测量合成标准不确定度。

两边同时乘以包含因子,得到扩展不确定度:

4.示例

以电阻箱期间核查为例,校准后立即进行核查,得到测量值(单位:Ω):

100.003,100.002,100.005,100.005,100.003,100.004,100.004,100.003,100.003,100.004,均值=100.0033

两个月后,进行第二次核查,得到测量值:

100.004,100.005,100.005,100.003,100.004,100.004,100.005,100.004,100.005,100.003,均值=100.0042

测量不确定度来源主要包括6个分量,见表1。

表1 测量不确定度分量汇总表

其中,标准电阻值RS、标准电阻自上次校准以来的漂移δRS、比较仪偏差δBS属于系统效应引入的测量不确定度分量,它们之差的影响相互抵消,对的测量不确定度不起作用。根据上文讨论,应扣除这些分量对测量不确定度的影响,只考虑温度差对电阻影响与读数重复性两个因素:

5.结论

期间核查的最终目的是判断仪器校准状态是否保持,其准确度是否满足预期的使用要求[12]。因此,在实施期间核查的过程中,具体采取哪些步骤,依据什么样的判定公式,都应围绕着核查仪器的准确度是否能够满足预期使用要求这一宗旨,防止不求甚解和生搬硬套。另一方面,呼吁国家计量行政部门早日出台相关的计量技术文件,以便统一、规范期间核查工作。

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