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计量标准技术监督检查的重点关注项目及典型问题分析

2021-11-19张红上海市计量测试技术研究院

上海计量测试 2021年5期
关键词:量值重复性计量

张红 / 上海市计量测试技术研究院

0 引言

计量标准准确度低于计量基准,是日常统一量值的重要依据,在量值传递体系中起着承上启下的重要作用。计量标准考核,标准名称为计量标准器具核准,是市场监督管理部门的一项行政许可工作。2020年至今,国家市场监督管理总局密集出台和修订了《计量标准考核办法》(2020年国家市场监督管理总局第31号令)、《全国计量标准专项监督检查方案》(市监计量发〔2021〕18号)、《计量标准考评员管理规定》(市监计量发〔2021〕22号)等制度,加强了对计量标准工作的指导、监督和管理。不仅要求各建标单位全面开展自查,还要求各级市场监管部门进行计量标准运行的现场监督检查行动。本文关注计量标准技术监督的重点项目,结合考核实践,对计量标准考核实施中出现的典型问题进行分析并提出解决措施和建议。

1 计量标准的量值溯源制度

全国各单位建立的各级计量标准的量值,都要溯源于国家计量基准或社会公用计量标准或国家有证标准物质。量值传递通过对测量仪器的校准或检定,将国家测量标准所实现的单位量值通过各等级的测量标准传递到工作测量仪器的活动,以保证测量所得的量值准确一致。图1为全国量值溯源路径。

图1 全国量值溯源路径

最高计量标准的认定应当按照该计量标准在与其“计量学特性”相应的国家计量检定系统表中的位置是否最高来判断。最高计量标准的认定不能仅按照能否在本地区、本部门或本单位内部进行量值溯源来判断。例如:流量计量标准,其计量学特性是一个组合导出单位,其量值需溯源至质量和时间等物理量。如果依据流量检定系统表认定其在表中位置为最高,无论其是否能够在本单位进行量值溯源,都应当判定它属于最高计量标准。

2 计量标准技术监督重点关注项目及其典型问题处理

2.1 计量标准器和配套设备

计量标准器及配套设备在内的计量标准,测量能力持续维持和后续管理应重点关注其是否符合计量技术规范的要求,其溯源数据是否能够证明计量标准处于合格状态,以及是否按要求覆盖测量参数、测量范围和量程范围。

计量标准器及主要配套设备的溯源证书都必须包含法定计量检定机构证书。计量检定证书或校准证书出具的检定或校准结果依据必须为国家计量检定规程或技术规范。

2.1.1 计量标准器和配套设备要求定期溯源至计量基准或社会公用计量标准,其溯源性证明材料,一般有以下几种形式。

1)计量检定证书。计量标准器和配套设备有相对应的国家计量检定规程的,应当按照规程进行检定,并以检定方式溯源,不能以校准方式溯源。

用于强制检定计量器具的计量标准、检定装置,其主标准器必须有检定证书。

2)计量校准证书。计量标准器及主要配套设备没有对应的计量检定规程或计量检定规程不能覆盖其测量范围的,应依据国家校准规范或计量检定规程进行校准,可以以校准方式溯源。

3)标准物质作为主要标准器,应该采用具有国家有证标准物质证书,即GBW或GBW(E)证书的有证标准物质。

4)如计量标准器和配套设备无相对应的国家计量校准规范,应当依据有效的校准方法进行校准,校准的项目和主要技术指标应当满足其开展检定或校准工作的需要,并确定合理的复校时间间隔。

5)当不可能采用计量检定或校准方式溯源时,应当通过比对的方式,参加实验室间的比对,采取定期的计量比对,确保计量标准量值的可靠性和一致性。

2.2 稳定性考核

2.2.1 计量标准稳定性

计量标准稳定性即计量标准的复现值随时间的变化,它对检定和校准结果的影响,一般无法体现在计量标准器或相关配套设备量值溯源时的“合格”结果之中,所以,需要采取合适的方法进行考核[1]。

一般情况下,计量标准通常是由计量标准器和配套设备组成的一套装置(或系统),因此,计量标准的稳定性包括计量标准器的稳定性和配套设备的稳定性,计量标准的稳定性考核是对整套装置(或系统)进行考核。

2.2.2 核查标准

计量标准的稳定性考核与重复性考核的不同之处在于,计量标准稳定性考核需要找一个稳定的被测对象,而重复性考核则需要找一个常规的被测对象,这两者对应的被测不能混淆。

计量标准稳定性考核要求是选用合理的考核方法,对计量标准关键参数的稳定性测量数据和结论进行判定。前提是已有量值稳定的核查标准,并尽可能减小被测对象对稳定性测量的影响。只有当核查标准的稳定性不低于被考核的计量标准时,稳定性考核的测量数据才能真实体现计量标准的稳定性变化情况[2]。

2.2.3 计量标准稳定性与计量标准器稳定性的区别

部分计量标准在检定规程或校准规范中,对计量标准器的年稳定性(或周期变化率)有相应的技术要求,由此应选择《计量标准履历书》中的“计量标准器稳定性考核记录表”和“计量标准器稳定性考核图”中的一种或两种,进行计量标准器的稳定性状态考查。计量标准器与计量标准的稳定性不能混淆,相应考核记录表见图2。

图2 计量标准稳定性和计量标准器稳定性的区别

2.3 重复性试验

2.3.1 新旧版本变化

2016版《计量标准考核规范》中用“检定或校准结果的重复性”代替了“计量标准的重复性”。重复性考核不仅包括了计量标准装置带来的影响,也包括了被测对象本身以及环境、人员等因素带来的影响,其目的为给出在检定或校准过程中所有随机效应对检定或校准结果的影响因素。

2.3.2 重复性试验作为一个不确定度来源

检定或校准结果的重复性可直接作为一个不确定度来源,是在相同条件下,短时间内,重复观测被测量示值的变化,而随机效应引入的不确定度分量,即现场实验过程中各种随机效应带来的影响[3]。

对于新建计量标准,测量值的重复性应当作为不确定度分量,用于测量值的不确定度评定,测量值的不确定度需满足检定或校准项目的要求。

对于已建计量标准,每年至少进行1次重复性试验,其结果须小于等于新建计量标准时测得的重复性,反之,如果重复性测得结果大于新建计量标准时测得的重复性,则应当用新的重复性测得值作为不确定度分量,重新对检定或校准结果的测量不确定度进行评定。如果评定结果仍满足检定或校准项目的要求,则重复性符合要求,并将新的重复性测得值作为下一次重复性考核的判定标准;如果评定结果不符合检定或校准项目要求,则重复性不符合要求。

2.3.3 测量对象

不同于稳定性考核中稳定被测对象的核查标准,重复性考核中被测对象为“常规被检定或校准对象”,即使被检定或校准对象为实物量具,稳定性考核和重复性考核的做法也有区别,检定或校准结果的每次重复性试验的被测对象可能不同,而稳定性考核中的稳定被测对象则应为专用且不变的。

2.3.4 分辨力的影响

被检定或校准仪器的分辨力也会影响检定或校准结果的重复性。

对于显示装置为模拟式的被检定或校准仪器,在测量不确定度评定中,当检定或校准结果的重复性引入的不确定度分量大于被检定或被校准仪器测量时估读所引入的不确定度分量,此时,重复性中已经包含估读对测得值的影响,故不应再考虑估读所引入的不确定度分量。

当检定或校准结果的重复性引入的不确定度分量小于被检定或被校准仪器测量时估读所引入的不确定度分量,应当用估读引入的不确定度分量代替检定或校准结果的重复性引入的不确定度分量,对于模拟式仪器,其分度值引入的不确定度分量为δy/3,δy为仪器分度值。

对于显示装置为数字式的被检定或标准仪器,在测量不确定度评定中,应单独考虑分辨力引入的不确定度分量 0.289δx,δx为显示装置的分辨力[4]。

2.4 计量标准的命名

计量标准的名称有两种:“标准装置”和“检定/校准装置”,在实际使用中容易混淆,汇总各类情况,可以按照下列情况加以判断[5]。

2.4.1 使用“标准装置”

1)以主标准器或参量为标识;

2)当主标准器仅由实物量具构成;

3)用于同一计量标准装置可以检定或校准多种计量器具,如数字功率表标准装置;

4)用于计量标准中计量标准器与被检或被校计量器具名称一致,如:二等量块标准装置。

2.4.2 使用“检定/校准装置”

1)以被检计量器具或参量为标识的;

2) 用于被检计量器具单一或被校计量器具的“参量”较多,需要多个主标及配套检定或校准的场合,如压力表检定装置。

2.5 人员管理

从2006年实施注册计量师制度以来,广大计量技术专业工作者通过取得注册计量师职业资格证书并注册,提升了计量专业技术的能力和水平。对于人员能力证明,《中华人民共和国计量法》《计量法实施细则》《注册计量师职业资格制度规定》等多项制度表明国家对法定计量检定机构人员资质的要求较高,而对其他的技术机构只要确保具有从事检定或校准工作的相应能力即可,不再要求提供计量师注册证或计量检定员证。

2.5.1 法定计量检定机构

依法设置和依法授权的法定计量检定机构执行检定、测试的人员,需经考试取得注册计量师资格证书和计量师注册证,或原计量检定员证、或“计量专业项目考核合格证明”(过渡期期间),授权后持有证件才可从事规定范围内的计量技术工作。

2.5.2 其他企事业单位的专业技术人员

对于其他企事业单位的检定或校准人员,不要求必须持有政府计量行政部门颁发的计量检定人员证件,如检定员证或计量师注册证,但应当经过计量专业理论和实际操作培训并考核合格,确保具有从事检定或校准工作的相应能力和具备相应能力证明,如培训合格证明或本单位上岗证,以及其他能够证明具有相应能力的计量证件[5]。

实际的计量标准技术监督中,还发现诸如计量标准的测量范围与溯源证书不一致、依据多个计量技术规范开展工作、未按照最严格的要求填写或控制工作环境条件、参数表述不规范等问题,且在计量标准运行中较常见,需要在计量标准自查和技术监督工作中加以整改。

3 结语

通过对计量标准的标准器、稳定性、重复性以及人员等重点关注项目的技术监督检查,可以有效监督计量标准的规范运行,指导计量标准测量能力的后续管理,保持计量标准高水平的建设和运行要求。计量标准技术能力的持续维持,可以为社会及企事业单位提供有效的计量技术保障,确保量值的准确可靠。

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