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        計量標準考核中的建標報告

        發(fā)布時(shí)間:2008-12-05 作者:蘇新雅 來(lái)源:www.jlbjb.com 瀏覽:4135

        中國計量科學(xué)研究院行蘇新雅


          新建計量標準申報的資料中一定要有“計量標準技術(shù)報告”,通常稱(chēng)為建標報告。這是建標考核材料中的核心部分。   

          一、計量標準的名稱(chēng)

          目前,國內所建立的計量標準基本上有兩種名稱(chēng):“××標準裝置”和“××檢定裝置”。極少數稱(chēng)“××標準器組”。
          命名“標準裝置”或“檢定裝置”沒(méi)有本質(zhì)上的區別。從被檢的設備來(lái)看,前者范圍比較廣泛,后者比較單一;從被檢的參數來(lái)看,前者又比較單一,而后者可能較多。
          按JJF1022-1991《計量標準命名規范》:
          “標準裝置”的前綴應為主標準器或選用的標準參量,如“一等量塊標準裝置”、“直流電壓標準裝置”、“銫原子頻率標準裝置”等。也可用主標準器所復現的參量命名,如“電阻標準裝置”、“衰減標準裝置”等。
          “檢定裝置”的前綴加被檢的計量?jì)x器名稱(chēng),如“量塊檢定裝置”、“直流電壓表檢定裝置”、“通用電子計數器檢定裝置”等。這些檢定裝置也都具有主標準器,其準確度等級或不確定度按所檢儀器相應配置。
          計量標準的命名還要符合JJG1022-1991中的“計量標準分類(lèi)目錄”及其給定的代碼。   

          二、計量標準的工作原理及其組成

          任何一項計量標準都包含標準器和配套設備兩部分。大部分標準器只有一個(gè)。這里要求描述的不是標準器本身或每一個(gè)配套設備本身的工作原理,而是兩者組合后的工作原理。
          技術(shù)報告中這一部分最好用方框圖示意說(shuō)明。如果只進(jìn)行單項檢定,畫(huà)一組方框圖;如果能進(jìn)行多項檢定,至少畫(huà)兩個(gè)項目的檢定框圖。簡(jiǎn)單定性地敘述工作原理:對于被檢的是測量?jì)x器,要說(shuō)明計量標準是如何給定準確已知標準量值;對于被檢的是提供標準量值的儀器,要說(shuō)明已建標準如何測量被檢的量值,并簡(jiǎn)單描述所使用的測量方法。   

          三、計量標準器及主要配套設備

          計量標準器一般是一個(gè),也有的是多個(gè)。標準器分兩種:第一種可簡(jiǎn)稱(chēng)發(fā)生器,第二種可簡(jiǎn)稱(chēng)測量?jì)x。發(fā)生器是給出標準量值,如標準電池、標準電阻、標準量塊、原子頻標、頻率合成器等。在“測量范圍”一欄,對于發(fā)生器要填寫(xiě)能給出的量值范圍,下一欄要標明的是這些量值的不確定度或標準器的準確度等級。不確定度的值要給k=2的擴展不確定度,用大寫(xiě)字母U表示。

          測量?jì)x的標準器可能是一臺或多臺,也可能一臺測量?jì)x能測多個(gè)參數,在“測量范圍”一欄要寫(xiě)明所測參數及其范圍。下一欄只能填寫(xiě)“最大允許誤差”。當有些測量?jì)x的測量誤差與被測量值的大小有關(guān)時(shí),要給出誤差估算公式,并注明公式中符號的含義。

          最后一欄,關(guān)于檢定證書(shū),標準器一定要經(jīng)過(guò)上一級計量部門(mén)檢定,并且上述的一些技術(shù)指標也一定是上一級計量部門(mén)檢定后的結果。

          配套設備相應各欄的填寫(xiě)可按標準器的填寫(xiě)原則進(jìn)行。不同的是對配套設備的檢定,如能滿(mǎn)足檢定規程要求,可自行檢定。   

          四、計量標準的主要技術(shù)指標

          這里要填寫(xiě)的不是計量標準器的技術(shù)指標,而是與配套組合使用時(shí)整體的技術(shù)指標,包括測量參數。每一參數的測量范圍,測量結果引入的不確定度或最大允許誤差、準確度等級都是對單一設備的;當幾臺組合使用,無(wú)法確切給出組合后的準確度等級時(shí),要選用每一等級所對應的最大允許誤差或不確定度,并對這些具體數值進(jìn)行合成,給出組合后的最大允許誤差或不確定度。

          計量標準器若為發(fā)生器,且能給出多個(gè)參數,則應分別給出每個(gè)參數的一套技術(shù)指標。如“數字多用表檢定裝置”,一般用標準源法,即備有標準的電壓源、電流源和電阻。此時(shí)要分別給出電壓、電流、電阻的量值范圍和相應的不確定度。

          計量標準若為一組測量?jì)x器,可以測量多個(gè)參數,則應分別給出每個(gè)參數測量的最大允許誤差。如果測量誤差還與測量范圍有關(guān),則也應指明在不同范圍內的相應指標。   

          五、計量標準的量值溯源和傳遞框圖

          此欄目填寫(xiě)分上一級、本級及下一級三部分。向上稱(chēng)為溯源,向下稱(chēng)為傳遞。
          向上溯源部分是指上一級的計量標準、技術(shù)指標和測量方法。應向上一級詢(xún)問(wèn),不能隨意填寫(xiě)。而且其內容要與本單位建立的標準相對應。

          本單位計量標準的技術(shù)指標要填寫(xiě)經(jīng)上一級檢定后的結果。如果計量標準是發(fā)生器,最好填寫(xiě)量值范圍及其不確定度;如果計量標準是測量?jì)x器,則填寫(xiě)測量范圍及其最大允許誤差;如果兩者都有則要分別填寫(xiě)。

          測量方法是指向下傳遞的方法。如果被檢的是發(fā)生器,檢定時(shí)用標準測量?jì)x測量,可稱(chēng)為直接測量法。如被檢的是測量?jì)x,本標準直接給出標準值令其測量,可稱(chēng)為標準源法;如果用標準測量?jì)x與被檢測量?jì)x同時(shí)測一個(gè)不太準的未知量,可稱(chēng)為比較測量法??傊?,這一部分填寫(xiě)要準確、清晰。

          下一級計量器具是指所建立的標準能檢定的項目。同樣,要明確欲檢定的設備是發(fā)生器還是測量?jì)x,或兩者都有,并應仿照本單位計量器具填寫(xiě)的內容填寫(xiě)。下一級不包含測量方法。

          有些計量器具的技術(shù)指標直接給出了準確度等級,則在溯源與傳遞方框圖中也可只填寫(xiě)準確度等級。   

          六、計量標準的測量重復性

          對于發(fā)生器的計量標準,重復性是指在所有條件不變的情況下,標準每次給出的量值互相一致的程度。具體檢驗時(shí),用同一臺短期穩定的測量?jì)x,測量時(shí)的隨機誤差(用標準偏差表示)要小于標準的重復性。測量標準給定的量值,重復測量n次,按貝塞爾公式計算n次測量的實(shí)驗標準差,作為該標準的重復性的定量表征。

          對于測量?jì)x的計量標準,重復性是指在所有條件保持不變的情況下,每一次測量值相互一致的程度。具體檢視時(shí),取一臺穩定的參考源,參考源給出的量值準確與否無(wú)關(guān),只要在短時(shí)間內保持穩定即可。用所建的計量標準測量參考源輸出的量值測量n次,用貝塞爾公式計算n次測量的實(shí)驗標準偏差,作為測量重復性的定量表征。

          無(wú)論哪種標準,具體檢視時(shí),測量次數n都要大于或等于10。所得結果應小于標準的不確定度(對發(fā)生器標準而言),或小于標準測量的最大允許誤差(對測量?jì)x標準而言)。此外,在填寫(xiě)這一欄目時(shí),要把檢驗時(shí)具體數據及計算公式和計算結果詳細給出。

          重復性的檢驗,在申請建標考核前要進(jìn)行多次,至少每月一次,結合下面的穩定性考核一起做。但在填寫(xiě)的結果中,只給最近一次檢驗的具體數據,前幾次的檢驗只列出檢驗結果。   

          七、計量標準的穩定性

          穩定性是指計量標準給出的量值的不確定度或測量?jì)x器測量的最大允許誤差隨使用時(shí)間的增加而發(fā)生變化的程度。

          穩定性的檢驗與上一節的重復性一樣,按其檢測方法每次進(jìn)行10次以上測量,不同的是重復性取其實(shí)驗標準偏差,而穩定性取其算術(shù)平均值,作為每次的檢驗值,大約每月檢驗1次。共檢驗半年,可得4~6個(gè)檢驗值,取最大值與最小值之差作為穩定性的定量表征。

          同樣,穩定性應小于標準的不確定度(對發(fā)生器標準而言),或小于標準測量的最大允許誤差(對測量?jì)x標準而言)。   

          八、測量不確定度評定

          這一欄目主要是檢查所建標準的計量檢定人員對測量不確定度的理解,在對外出具校準證書(shū)時(shí)能否清晰可靠地給出校準結果的測量不確定度。

          具體過(guò)程要實(shí)際選定一個(gè)校準對象:
          (1)畫(huà)出校準方框圖,簡(jiǎn)述其測量原理。
          (2)給出校準量值的數學(xué)模型。
          (3)根據模型分析各項不確定度的來(lái)源,并指出是A類(lèi)還是B類(lèi)或兩者都有。
          (4)按JJF1059-1999《測量不確定度評定與表示》的技術(shù)規范進(jìn)行評定。
          (5)最后給出擴展不確定度(通常取k=2)。

          被檢定或校準的設備同樣可分兩大類(lèi),一是發(fā)生器或稱(chēng)為標準源,檢定/校準的任務(wù)是測定該設備輸出的實(shí)際量值并給出其不確定度,此時(shí)計量標準相當于一套測量裝置。二是測量?jì)x器,由計量標準給出標準量值,令被檢設備進(jìn)行測量,導出實(shí)際的測量誤差,可以是單次測量或多次測量的平均值的誤差。此時(shí)計量標準相當于一套標準源。得到的誤差是一具體量值,可正、可負。檢測方要回答的是給出的測量誤差的可信程度。因此,要評定的是所給誤差值的不確定度。   

          九、計量標準的測量不確定度驗證

          驗證是要復核檢測結果給出的不確定度是否合理、可信。多數建標單位都認為這是難于填寫(xiě)的欄目。有關(guān)文獻給出了幾種驗證方法:①傳遞比較法,即同一被檢設備送到上一級復檢;②3臺比對法,用3臺相同計量標準對同一被檢對象進(jìn)行測量;③兩臺比對法;用兩臺同等級的計量標準測量同一被測對象。這三種方法的可靠性并非一致,文獻認為可靠性依次為①②③。顯然,這些方法是理論多于實(shí)際,難以實(shí)現。在實(shí)際工作中,幾乎沒(méi)有建標單位照此去做。其實(shí),這種驗證主要是判斷計量標準本身的技術(shù)指標,而這已由上級單位檢定和確認了。因此,筆者認為,建標報告中的此項內容是否填寫(xiě)以及如何填寫(xiě)需要進(jìn)一步探討。

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