計量確認中有關計量驗證的探討

計量確認中有關計量驗證的探討

南車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司  王旭芳

    為了確保測量設備的計量特性持續地滿足測量過程的計量要求，對測量設備應進行計量確認。GB/T19022-2003《測量管理體系?搖測量過程和測量設備的要求》(IDT ISO10012:2003)中對“計量確認”的定義為:“為確保測量設備符合預期使用要求所需要的一組操作。”同時給出的注釋明確指出:計量確認通常包括校準、驗證和各種必要的調整或維修及隨后的再校準、所要求的封印和標簽。
    由此可見，計量確認的核心部分是校準和驗證，校準是大家都已熟悉的，而驗證是新增加的，因此本文只想對驗證中的有關問題進行探討。
   

一、問題的提出

    計量確認過程認為:“顧客的計量要求與測量設備的計量特性的直接比較，常常被稱為驗證”。驗證是計量確認的一個重要過程。計量驗證就是將被測測量設備經校準得出的實際具體量值或示值誤差及其技術參數與該測量設備預期使用的計量要求進行比較。
    驗證過程的輸入為測量過程設計時根據顧客的、產品的、法律法規規定的測量要求導出的計量要求和測量設備校準后的計量特性，輸出是驗證結論，活動是將計量要求與計量特性比較，資源是驗證人員、方法、文件。對于資源中驗證人員一項，一般都認為應是計量人員，但筆者卻有不同看法。
    在實際生產中，企業測量設備少則幾千件，多則上萬件，每批次的校準也要上百件，每件測量設備用于什么產品、具體要求是什么，計量人員通常是無法完全清楚的，而要從產品、生產安全、環保、貿易等要求導出計量要求需要具有很高的產品、生產技術知識，僅靠計量人員的計量學知識是很難完成的。更何況有些量具、儀表在一個檢定周期內會用于不同的測量過程，其導出的計量要求也是不同的，若僅在周期檢定時由計量人員進行一次計量確認是不科學的。因此，筆者認為計量驗證工作應根據不同情況分別由計量人員、測量設備使用人員、產品生產工藝人員共同完成。
   

二、驗證過程

    1.預期使用的計量要求
    測量設備的計量要求可表示為:最大允許誤差、允許不確定度、測量范圍、穩定性、分辨力、環境條件或操作者技能要求。計量要求是根據顧客、組織和法律法規的要求確定的。顧客的計量要求是通過對產品的要求，以產品技術規范、合同書和技術標準的形式提出。組織的計量要求往往是通過對企業生產控制、監視、物料交接、能源計量等需求提出。法律法規的計量要求是通過對企業生產安全、環境保護、貿易結算等需求提出。因此，計量要求可以由產品合同、設計圖紙、制造規范、工藝文件、工序卡、檢驗規范、國家計量檢定規程、技術規范導出。另外，測量設備的計量要求也可參考國家公布的測量設備制造標準以及生產廠家提供的測量設備使用說明書或相應的計量校準規范確定。
    當計量要求是根據法律法規、國家計量技術規范的要求確定時，計量要求則由計量人員導出，也就是說:由計量部門發出的計量確認一般是將測量設備的計量特性與國家計量檢定規程、校準規范相比較進行確認的。
    當計量要求是根據顧客、組織的要求提出時，計量要求應由測量設備的使用人員或產品生產的工藝人員負責導出。
    2.測量設備的計量特性
    測量設備的計量特性是由校準決定的，計量部門根據測量設備、測量標準和說明、環境條件，對測量設備用一個可參考的測量標準及其配套裝置和工具，測出被測測量設備的實際量值及其技術參數。并將測量設備所指示或代表的量值按照標準器溯源到測量標準所復現的量值。計量特性包括:測量范圍、偏移、重復性、穩定性、滯后、漂移、影響量、分辨力、鑒別力、誤差、死區等。校準可以確定測量設備的示值誤差，并對示值加以修正。校準是量值溯源的產物，是企業為確保量值統一和準確可靠的自愿溯源行為，是一種純技術性工作。校準的技術依據是校準規范。校準規范可由國家統一規定，也可由企業自行制定。校準工作是由計量人員完成的。
    3.驗證過程的實施
    在測量過程設計時，通過對測量過程所選配的測量設備計量特性與測量過程的計量要求評審比較予以驗證。對于一般的測量過程和已經存在成熟的同種類型(類似準確度、類似范圍、方法和環境的)測量過程采用一般控制程序，只作校準，校準后由計量人員根據法律法規、國家計量技術規范的要求認可一般的測量過程為計量確認驗證過程。
    當計量確認過程驗證范圍為高度控制的測量過程時，應填寫相應的計量確認過程驗證記錄表，測量設備校準后，應由測量設備的使用人員或產品生產的工藝人員將計量特性與產品的要求相比較完成其計量確認驗證過程。
    4.驗證過程的特例
    JJF1001-1998《通用計量術語及定義解釋》中對“檢定”的定義為:“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。”由此可知，只有在唯一一種情況下，即當“計量要求”須根據法律法規的要求確定時，“計量確認”才等于“檢定”，也就是檢定合格的測量設備已完成了計量驗證過程。國家規定的強制檢定的計量器具，是依據國家計量檢定規程所規定的計量特性和技術要求進行檢定的，檢定合格后就完成了計量確認。
   

三、驗證舉例

    1.從產品測量過程導出的計量要求
    產品測量過程為對某一主動齒輪進行跨3齒公法線長度測量，技術要求為47.04mm，允許誤差為(-0.16～-0.08)mm。
    由此導出的計量要求為:測量設備為公法線千分尺，測量范圍為(25～50)mm，允許誤差為±0.008mm。
    而某一編號的公法線千分尺，通過調整、校準后得到其計量特性為:測量范圍為(25～50)mm，最大允許誤差為+0.006mm。
    此公法線千分尺的計量特性能滿足產品測量要求，計量驗證合格。
    2.從國家計量檢定規程導出計量要求
    根據JJG82-1998《公法線類千分尺》檢定規程，測量范圍為(25～50)mm的公法線千分尺，允許誤差為±0.005mm。
    同樣是上述編號的公法線千分尺，通過調整、校準后得到其計量特性為:測量范圍為(25～50)mm，最大允許誤差為+0.006mm。
    此公法線千分尺的計量特性無法滿足預期的計量要求，計量驗證為不合格。
    由此可知，經校準后的同一把公法線千分尺按照不同的計量要求作驗證，驗證結果是不一樣的。
   

四、結束語

    建議對于一般企業測量設備的計量確認，首先由本企業的計量部門按照本企業考核合格的計量標準器項目開展校準，沒有建立計量標準器的項目應委托省市級計量檢定部門校準。
    校準后的測量設備，首先將其計量特性與國家有關檢定規程、校準規范進行比較驗證，滿足要求的為驗證合格。
    若驗證后不能滿足要求，調整后也不能滿足要求，應與測量設備使用部門溝通，考慮此測量設備所應用的產品測量過程，再與產品測量過程導出的計量要求相比較進行驗證。
    需注意的是:以國家有關檢定規程、校準規范為計量要求進行驗證合格的測量設備，在使用該測量設備時一般用其允許誤差代替其校準得出的誤差，而根據某一指定產品測量參數為預期計量要求驗證合格的測量設備，該測量設備的誤差必須用其校準后的實際誤差值。

謝謝分享！

材料中三、驗證舉例  2.從國家計量檢定規程導出計量要求與GB19022的要求不符，標準中要與計量驗證校準或檢定結果與使用要求進行比較，也就是舉例中的第一種情況“從產品測量過程導出的計量要求”。所以此文件不符合標準要求。

學習了學習了謝謝樓主