計量論壇

標題: 檢定規程和校準規范 -1 [打印本頁]

作者: yfcl 時間: 2008-7-23 22:55
標題: 檢定規程和校準規范 -1
隨著市場經濟的發展，計量校準正逐漸被國內更多的用戶所接受。校準在國內計量技術機構開展的計量活動中的比重正在逐步加大，已經作為一種新型的計量活動與檢定相提并論。因此，正確認識校準與檢定的關系，正確開展檢定和校準活動，正確利用檢定和校準結果，最終實現量值統一，保證社會生產活動的正常進行就顯得尤為重要。

一、檢定、校準和計量確認
1.檢定和校準
在JJF1001-1998《通用計量術語及定義》中校準(calibration)的定義是:在規定條件下，為確定測量儀器或測量系統所指示的量值，或實物量具或參考物質所代表的量值，與對應的由標準所復現的量值之間關系的一組操作。
測量儀器、測量系統、實物量具或參考物質，有時統稱為計量器具，本文統稱為測量設備。這樣，校準可以歸結為將測量設備與測量標準進行技術比較，確定被校測量設備的量值及其不確定度的一組操作。校準的目的是確定測量設備示值誤差的大小，并通過測量標準將測量設備的量值與整個量值溯源體系相聯系，使測量設備的量值具有溯源性。
在JJF1001-1998中檢定(verification)的定義是:查明和確認計量器具是否符合法定要求的程序，它包括檢查、加標記和(或)出具檢定證書。
計量檢定過程中的檢查既包括了測量設備與測量標準的技術比較(即校準的過程)，又包括將校準結果與計量要求進行比較，判斷是否符合規定的準確度等級；對于符合某準確度等級的測量設備加標記和(或)出具檢定證書。
2.校準與計量確認
GB/T19022-2003《測量管理體系測量過程和測量設備的要求》是由國際標準ISO10012:2003轉化而來的。該標準是ISO9000系列標準的支撐性標準，對如何通過合理的測量管理保證產品的質量進行了規定。該標準的核心是:
(1)測量活動根據產品質量要求進行安排，即測量結果的準確度應符合產品質量控制要求。
(2)測量的準確度取決于測量過程的控制，受測量過程中的各種因素的影響。
(3)測量儀器是測量過程中的一個關鍵因素，其量值通過校準活動進行溯源，通過計量確認判斷儀器是否符合測量過程的要求。
根據定義，計量確認是“為確保測量設備處于滿足預期使用要求的狀態所需要的一組操作。”從定義可知，計量確認的前提是已經明確預期的使用要求，是根據測量設備的使用目的，在測量設備的使用要求已經明確的基礎上進行的活動。通過計量確認，可以確定該測量設備是否符合預期的使用要求。而為了實現這個判斷，計量確認包括校準和計量驗證兩個部分。
校準是計量確認中的一個部分，是計量確認的第一個階段。校準將測量設備與測量標準進行技術比較，目的是確定測量設備示值誤差的大小。同時，校準通過測量標準將測量設備的量值與整個量值溯源體系相聯系，使測量設備的量值具有溯源性。
計量驗證是計量確認的第二個階段，通常包括使用校準結果與計量要求進行比較，判定該測量設備是否符合預期的使用要求。當校準結果表明測量設備準確度不滿足計量要求時，進行必要的調整或維修及隨后的再校準；而當測量設備的準確度滿足設備預期使用的計量要求時，出具計量確認報告或文件，按照要求進行適當的標識，如進行封印和(或)貼標簽。
因此，校準是計量確認的技術基礎，計量驗證是將校準結果與計量要求比較的過程。計量要求與測量設備的預期使用目的有關。明確的計量要求與合理的校準結果進行比較，才能完成計量確認，確定該測量設備是否適合用于特定的應用。從這個意義上說，校準則不需要判斷是否合格。尤其是對于為社會提供服務的校準機構，其客戶千差萬別，同樣的儀器用在不同場合，計量要求就會不同，校準機構無法按照統一的要求進行合格性判斷。但是，當用戶明確告知使用目的，或給出了計量要求時，校準機構就可以根據已知的計量要求或相關標準判斷被校測量設備合格與否。這個判斷是協助企業完成計量驗證工作，包含了合格性判斷的校準證書，具有計量確認報告的功能。
3.計量工作
在JJF1001-1998中計量(metrology)的定義是:實現單位統一、量值準確可靠的活動。實現單位統一，通過規定單位的大小和保持單位基準的穩定得以實現。而量值準確可靠則不僅需要統一定義的計量單位，還需要在測量活動中控制各種影響因素，包括儀器的溯源性和測量方法、影響量的控制等，實現測量結果統一。
通過對計量確認的分析可知，計量確認是為了保證測量設備的示值準確度符合生產中產品的相關量值一致的需要，最終保持產品與不同來源產品的相應量值實現互換。因此，計量確認是計量工作的一種形式。
通過比較檢定與計量確認可發現，二者所包含的操作內容是相同的:檢定與計量確認均包含校準和合格性判斷兩個組成部分。檢定作為法制計量管理工作，對特定領域中使用的測量設備進行管理；計量確認是適用于對其他領域中使用的測量設備進行管理的一種模式。
通過以上分析可知，校準是計量活動中不可缺少的技術組成部分。校準作為計量檢定和計量確認的一部分，對測量設備的計量特性進行評定，是保證測量設備單位統一、量值準確可靠的關鍵技術環節之一。

二、校準規范與檢定規程的異同
根據以上討論我們可以知道，校準與檢定是有區別的:校準是測量設備管理過程中的一個技術環節，而檢定是一個完整的測量設備管理過程。因此校準規范與檢定規程必然也有差別。
校準規范是經過特定組織制定并批準頒布，在一定范圍內施行，作為校準時依據的技術文件。因此校準規范必須定義下列內容:
適用范圍:明確校準規范所適用的被校準測量設備。
描述測量設備測量能力的計量特性。
校準各計量特性使用的參考標準。
標準的值。
校準條件。
校準方法和程序:如何操作(獲得被校值、數據處理、結果處理)。
通過這些內容的定義，我們才能確定:
該規范是否適用于某個特定的測量設備。
通過哪些計量特性評價該測量設備的測量性能。
這些計量特性的具體含義。
校準規范規定的內容，主要是為了保證不同實驗室的校準結果具有可比性。
檢定規程是由政府計量管理部門制定并批準頒布，在管轄范圍內施行，作為檢定時依據的技術文件。
校準是檢定的技術組成部分，檢定規程除了校準規范必須包含的上述內容外，還需要規定被檢測量設備的準確度等級劃分、相應計量特性的計量要求、檢定周期、是否經過型式批準(獲得CMC標志)等內容。
由于檢定規程對被檢測量設備規定了準確度等級以及各等級測量設備的計量要求，因此檢定規程還詳細規定了標準測量設備、測量方法和測量條件，以保證在嚴格遵守檢定規程時，檢定結果的不確定度優于計量要求的1/3，不明顯影響測量設備的合格性判定。

三、檢定規程的編制
編制檢定規程應執行JJF1002-1998《國家計量檢定規程編寫規則》。
檢定規程中技術部分的編制與校準規范一致(詳見四、校準規范的編制)。但是，檢定規程中還要包括測量設備準確度等級的劃分、測量設備不同準確度等級對應的計量要求、檢定使用的標準測量設備及其要求、檢定的環境要求、檢定的程序、合格性判斷的準則、檢定周期、檢定證書或檢定結果通知書的格式等。
編制檢定規程時也需要進行不確定度分析，并且以檢定規程中規定的標準測量設備、環境要求、檢定程序為基礎，分析不確定度來源。試驗報告是通過試驗驗證不確定度分析的正確性。

作者: yfcl 時間: 2008-7-23 22:55
標題: 檢定規程和校準規范 -2
四、校準規范的編制

編制校準規范應執行JJF1071-2000《國家計量校準規范編寫規則》。
1.在范圍和概述中定義被校準儀器
在校準規范的范圍部分，指明哪種測量設備的校準可以使用本規范，有時還要增加其他限制條件，例如測量范圍和特定功能的限制。
范圍中規定的測量設備不是指一個特定型號的測量設備，而是針對同一類儀器或系統。這種測量設備的具體特點和應用應該在概述中簡單描述，并可以通過典型儀器進行說明。說明時主要針對儀器的計量原理和特點，而不是儀器的結構。
同一類測量設備指設備的測量原理相同、基本組成相同、被校參數相同、數據處理方法相同。其差別一般不是關鍵性的，例如游標卡尺與數顯卡尺，只是輸出方式不同；百分表和千分表，只是放大倍數和準確度不同。
2.規定計量特性和校準方法
任何測量設備的計量特性，最關鍵的是示值的準確度。對于定值標準器，校準結果是其示值；對于多值測量設備，校準結果是其示值誤差的變化范圍，或對最大允許示值誤差的驗證。
由于使用環境中或測量設備本身的一些因素可能對儀器示值產生影響，需要確定這些因素造成的儀器示值變化范圍——儀器的示值重復性。
由于示值的規定和測量設備使用中復現值之間可能存在差異，例如量塊示值的定義為其中心長度，而使用時使用位置可能偏離量塊測量面的中心。因此，校準中還需要確定其他可能的影響量對示值的影響。
對于每個計量特性，評價時使用的標準器、測量方法(如測量的點數和次序)，可能造成計量特性評定結果的差異。為了減小這個差異，校準規范必須明確規定測量方法和測量程序。
統一校準參數和含義的目的是為了保證測量設備的量值統一。
3.測量不確定度評估示例
校準規范編制應該提供一個測量不確定度評估示例。通過該示例，為校準規范的使用者提供不確定度來源的參考。
示例中應包含被校儀器計量特性的典型計量要求，符合該校準規范規定的標準儀器，測量過程和數據處理過程的簡單描述。
示例中應列出可能影響校準結果不確定度的主要不確定度來源，包括測量環境、測量設備的參考標準器、測量設備、附件的選擇、軟件和計算、測量人員、測量設備的特性、測量設備特性的定義、測量程序、物理常數和換算因子。
針對被校計量特性的計量要求，確定相應的測量條件和設備等條件，分析不確定度以確定這些規定可以滿足校準過程的準確度要求。
4.試驗報告
試驗報告是驗證上述不確定度分析的試驗結果報告。試驗中采用了不確定度評估示例中使用的各種條件，試驗結果與標準結果比較，證明上述分析是正確的。
通過測量不確定度分析示例和試驗報告，可以提供一個典型的校準過程控制范例，供校準規范審定者進行分析，也可以供校準規范使用者參考。校準規范的使用者并不需要完全按照示例裝備實驗室，但可以參考示例對自己的實驗室校準能力進行評估。

五、檢定規程和校準規范的執行

1.正確選擇
根據發布組織的權威性，校準規范的嚴謹性會有所不同。使用權威的校準規范，校準結果可以被更廣泛地接受。因此首先選擇最權威組織發布的校準規范。當沒有權威組織發布的校準規范時，校準實驗室可以自行編制校準規范，以使校準過程和校準結果可以復現。
檢定規程必須選擇上級計量管理部門制定的。即首先執行國家計量檢定規程，沒有時執行行業或地方計量檢定規程。
由于校準規范中沒有規定執行校準規范必須達到的不確定度，實驗室必須根據自己在校準市場的定位決定目標不確定度。適當的市場定位可以保證實驗室獲得最佳的經濟效益。校準實驗室根據目標不確定度配備標準測量儀器、控制校準條件，在經濟合理的條件下保證實驗室目標不確定度的實現。測量結果的不確定度評估可以參照文獻，通過比對或測量審核等活動進行能力驗證。經過驗證的校準實驗室能力，是測量設備用戶選擇校準實驗室的根據。
開展檢定工作的實驗室必須按照檢定規程建標，考核批準后，按照批準的準確度等級開展檢定工作。
2.正確執行
正確執行校準規范的目的是保證校準結果符合規范規定，減小測量原理造成的校準實驗室間量值差異。
正確執行校準規范包括了解被校測量設備。編制校準規范時，考慮到通用性，可能對同類測量設備的各種功能加以考慮，規定的參數可能多于某臺特定測量設備的需要。校準時，首先需要確定校準規范中適用于被校測量設備的計量特性。
校準規范中規定的計量特性取舍不是隨意的。評定的計量特性必須覆蓋被校測量設備的使用要求。
選擇可以產生規定量值的計量標準，控制相關的測量條件，按照規定程序進行校準測量。
校準規范主要保證校準參數一致且不出現歧義，而對于校準中各種不確定度來源的控制不進行詳細規定。因此，各實驗室應該根據本實驗室的目標不確定度配備標準設備和設施，控制各種不確定度來源的大?
由于上述原因，各校準實驗室應該起草作業指導書，規定本實驗室的目標不確定度，以及配備的校準設備和設施、各種不確定度來源的控制要求等。當校準規范中規定的校準程序還不夠詳細時，實驗室可以根據配備的設備，對校準程序的細節作進一步的規定。
開展檢定工作，必須嚴格執行檢定規程，包括:
(1)按照規定檢定各檢定項目，以保證全面評價測量設備。
(2)按照檢定規程規定的標準測量設備、檢定環境、檢定方法、檢定程序進行檢定，以保證測量不確定度。
3.正確利用檢定和校準結果
檢定規程根據預期的需要對測量設備的計量特性劃分了準確度等級。按照特定準確度等級檢定合格的測量設備，可以投入使用。
校準是評價測量設備計量性能的技術過程，而確認測量設備是否適用，需要測量設備用戶利用校準結果與計量要求進行比較，并進行計量驗證。
為了保證測量設備的計量確認，用戶必須通過生產過程管理和測量過程管理，提出測量設備的計量要求。委托有能力的實驗室進行計量校準，獲得具有足夠準確度的校準結果。校準實驗室聲稱的校準測量能力是用戶選擇實驗室的依據，校準報告中的測量不確定度是用戶對測量設備進行計量確認，使用測量設備時評估測量結果不確定度的重要依據。因此，校準必須給出測量不確定度。
受傳統的影響，少數測量設備用戶不分析自己的計量需求，將測量設備按照檢定規程送檢，拿到檢定證書后即投入使用；或者將測量設備送校后，不進行計量驗證，往往造成超差儀器的誤用，影響產品的質量。這些現象說明用戶沒有掌握計量概念，無法通過計量活動保證產品質量，其質量活動是失控的。

六、結論
正確理解檢定和校準活動，正確編制、執行檢定規程和校準規范，才能夠真正滿足客戶需求、保證量值統一。同時，作為檢定或校準服務的用戶，只有正確理解檢定和校準結果，才能判斷測量設備是否滿足使用要求，滿足法制管理的需要或實現質量管理的目標

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