广东仪器仪表计量校准检测认证机构天溯与您探讨关于计量标准稳定性考核中有关技术问题

- 2020-05-08-

一、验证标准的选择方法


在测量标准稳定性评价过程中,为了最大限度地减小被测物对稳定性测量的影响,需要选择测量值稳定的被测物作为验证标准。因此,测量标准稳定性评价的前提是有一个测量值稳定的验证标准。  


接下来,根据我实验室每年进行计量标准稳定性评价的实际情况,进一步探索检定标准的选择方法(本文讨论了计量标准稳定性评价中的技术问题,不考虑计量标准是否在简化考核的计量标准项目中)。


1、检定或校准的对象是物理测量工具  


在这种情况下,可以选择性能稳定的固体量具作为验证标准。


2、测量标准仅由物理测量工具组成,检定或校准的对象是非物理测量工具的测量工具


物理测量工具的稳定性一般要比非物理测量工具好得多,在这种情况下不需要进行稳定性评估。


我院衡器实验室非自动衡器检定装置由M1、M12、F2三组砝码组成,分别对天平、模拟指示天平、数字指示天平和非自指示天平进行检定。长度试验室角尺检定装置由一套二级角尺、刀口直尺、刀口角尺、岩石平板和表面粗糙度对比试块组成,对万能角尺进行检定。这两个测量标准仅由物理测量工具组成,不需要进行稳定性评价。  


压力实验室0.05级活塞式压力计标准装置包括(-0.1-0.25)MPa、(0.04-0.6)MPa、(0.1-6)MPa和(1-60)MPa四套不同量程的0.05级活塞式压力计,用于一般压力计和精密压力计的检定。活塞压力计由活塞系统、特殊重量和校准器组成。活塞系统结构简单,性能稳定,使用寿命长。特殊重量与活塞压力计产生的压力相匹配,属于物理测量工具。校准器是具有压力制造功能的压力源。活塞式压力表与物理测量工具具有相同的稳定性,因此整套标准装置的稳定性较高,无需进行稳定性评价。  


根据JJG59-2007《活塞式压力计检定规程》,0.05级活塞式压力计的活塞有效面积周期变化率不大于0.015%。  


在计量标准履历表第四项“计量标准稳定性评价表”中,有“计量标准稳定性评价记录表”和“计量标准稳定性曲线图”,主要用于年稳定度(或周期率)的计量标准稳定性评价(变更)检定规程或校准规范中的技术要求,并由计量标准提供记录所提供的标准量值随时间变化的情况。年稳定度记录数据的绝对形式,周期变化率记录数据的相对形式,均为以绝对值表示的非负数。这里的“测量标准稳定性评价”不同于测量标准评价中所要求的“测量标准稳定性评价”,两者之间存在着“装置”的区别。前者以“上级法定计量检定机构检定数据或自比数据”为依据。要求记录检定值(或比较值)前后的算术变化,间隔为检定周期或检定间隔(一般为一年)。“计量标准稳定性曲线图”以时间(一般为一年)为横轴,以以前的检定数据或自比较数据为纵轴笛卡尔图。根据计量标准的实际情况,可选择一种或两种“计量标准稳定性评价记录表”和“计量标准稳定性评价表”。对于能够测量多个参数的测量标准,每一个参数都应有其“测量标准稳定性评价记录”和(或)“测量标准稳定性曲线”。 


 在我院0.05活塞式压力计标准装置计量标准履历表中,根据历年活塞式压力计检定证书检定数据,在《计量标准稳定性评定记录表》中填写历年活塞式压力计有效面积检定值,绘制“测量标准稳定曲线”。


3、测量标准和校准或校准对象是非物理测量仪器  


(1) 如果有与被测参数相对应的合适的物理测量工具,可以作为验证标准。  我院压力实验室精密压力表标准装置的测量范围为0-60Mpa,以10个不同量程的0.25级精密压力表为测量标准。配套设备是各种介质和量程的校验仪,用于对一般压力表进行校验。0.05级数字压力表标准装置的量程为(-0.1-40)MPa,由12个不同量程的0.05级智能数字压力模块组成。其配套设备是各种介质和量程的校验仪和压力校验仪,用于通用压力表、轮胎压力表、精密压力表、压力变送器和数字压力表的校验。校准器具有加压功能,为检测提供所需的压力。它对已实施项目的测量结果的准确性没有贡献,也不需要检查其稳定性。压力校准器是显示压力模块指示的仪器。由于其示值的准确度会影响到所进行工程测量结果的准确度,所以将其与压力模块一起用于测量稳定性。  


活塞式压力计标准装置的测量范围涵盖了这两种测量标准的测量范围,活塞式压力计的特殊重量属于物理测量工具,也在压力实验室,非常适合作为检定标准。因此,在对这两种测量标准进行稳定性评价时,选用0.05级活塞式压力计标准装置中的特殊重量作为验证标准。评定时,将待评定的测量标准安装在活塞压力计上,并加载能产生相应压力值的特殊重量。当压力平衡时,读取测量标准的指示。  


只有当验证标准的稳定性不低于待评价的测量标准时,稳定性评价的测量数据才能真实反映测量标准稳定性的变化;否则,如果验证标准的稳定性低于待评价的测量标准,例如,本项目的计量器具采用计量标准进行检定,由于计量器具的稳定性,定性分析远不如计量标准稳定,因此,测量数据的变化并不能反映测量标准的稳定性,只能反映被测仪器的稳定性。这种稳定性评价方法是不正确的。  


JJG875-2005《数字压力表检定规程》规定,0.05级及以上数字压力表的年稳定性不应大于其最大允许误差的绝对值,因此0.05级数字压力表标准装置的12个智能数字压力模块也应为根据年度检定证书核图检定数据,作为“计量标准履历表”中计量标准的稳定性试验。  


(2) 没有与被测参数相对应的物理量具作为验证标准的,可以不进行稳定性评价。  


在这种情况下,如果检定规程或校准规范中对测量标准的年稳定性(或周期变化率)有技术要求,填写“测量标准稳定性评定记录表”和或在《计量标准》根据计量标准的实际情况。  


在我院汽车检测实验室的汽车前照灯检测仪检定装置中,测量标准为汽车前照灯高、近光校准器,配套设备包括电子经纬仪、数字测角尺,用钢卷尺和电子秒表对汽车前照灯检测仪进行检定。由于支护设备的稳定性会影响本工程测量结果的准确性,因此应将测量标准和支护设备作为一个整体进行稳定性评价。由于测量标准中没有合适的物理测量工具作为验证标准,因此不能进行稳定性评价。然而,对于该测量标准,光学测量仪器更适合作为验证标准-尽管照度计不是物理测量工具,但其性能稳定。通过“距离平方反比”的数学公式,将照度计换算成与测量参数相对应的发光强度。可作为整套标准装置稳定性评价的验证标准。  


JJG1033-2008《计量标准评定规程》附录c.2.3规定,检定标准的选择只能是实物测量工具,这是对检定标准的狭隘理解。JJF1001-2011《通用测量术语和定义》8.10对检定标准进行了宽泛的定义:检定装置是用来检定测量仪器或测量系统性能的装置,有时也称检定标准。我认为我们应该从广义上理解验证标准的概念,这样更有利于测量标准的稳定性评估。随着科学技术的不断发展,一些测量仪器的稳定性已经相当于甚至超过了物理测量工具,如频率标准、仪表型直流电压标准等,如果测量仪器的稳定性不低于被测标准,对应于测得的参数,可选用该仪器作为稳定性评价的验证标准。


二、计量标准稳定性评价综述  


1、计量标准稳定性评价的前提是有一个稳定的计量值验证标准。  


2、测量标准通常是由测量标准和配套设备组成的一套装置(或系统)。因此,测量标准的稳定性包括测量标准和配套设备的稳定性。测量标准的稳定性评价是对整套装置(或系统)的评价。如果测量标准中有一个以上的测量标准,则测量标准的稳定性评估应包括所有测量标准的稳定性测量。当支护设备的稳定性对本工程测量结果的准确性有影响时,应将测量标准和支护设备作为一个整体进行稳定性评价。评估数据是由测量标准和配套设备共同参与的验证标准的测量结果。如果配套设备对工程测量结果的准确性没有贡献,则无需检查其稳定性。此时,测量标准的稳定性仅取决于测量标准的稳定性变化。  


3、验证标准用于观察测量标准的稳定性测量结果的变化。要求测量值必须稳定,但其提供的测量值精度不一定高。  


4、只有当验证标准的稳定性不低于被测标准时,稳定性评价的测量数据才能真实地反映测量标准稳定性的变化。  


5、在选择检定标准时,应广义理解,不能仅限于使用物理测量工具作为检定标准。只要测量仪器的稳定性不低于被测标准并与被测参数相对应,就可以选择该测量仪器作为稳定性评价的验证标准。  


6、检定规程或校准规范对计量标准的年稳定性(或周期变化率)有技术要求的,简历中应选择“计量标准稳定性评定记录表”和“计量标准稳定性评定表”中的一项或两项根据计量标准的实际情况,检查计量标准状态的稳定性。如果检定规程或校准规范对测量标准的年稳定性(或周期变化率)没有要求,因为“测量标准稳定性评定记录”中的“允许变化”未知,则没有“结论”(合格与否)的依据,在这种情况下,只要计量标准的检定证书(或检定证书)的检定结论(或检定数据)符合检定规程的技术要求,就可以免除《计量标准履历表》中的“计量标准稳定性评定表”项目的(或校准规范)。


相关行业知识