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世通仪器检测助您走出误区,合理使用仪器校准结果

发布时间:2018-11-01浏览次数:223返回列表

基于一些对计量校准的认识差异,有必要对这些造成差异的问题作进一步说明,以使计量校准工作能够按照合理、正常的方式进行下去,使计量从业人员有一个统一的认识。世通仪器检测助您走出误区,合理使用仪器校准结果:
一、明确校准的含义和概念
如前所述,对校准的理解出现差异存在两方面的问题:一是没有正确理解校准的概念和含义,又受到一些仪器制造商对仪器示值超差调整时用到的“自校准”称谓的影响,简单地从字面上理解“校准”时出现错误;二是计量人员对校准的理解不充分,仍旧停留在计量检定的概念里,认为校准是检定的另一种形式,片面去强调校准的法制性,造成校准后的结果客户只认可合格,一旦被校准仪器超差,不能正确地进行解释。因此,目前应使所有的计量人员对校准概念有个客观准确的理解,都应以计量技术规范中的“校准”定义为准,不要受到外界各类信息以及自身习惯性思维的引导,影响了对计量校准的正确认识,这样才能在计量校准和使用校准结果中有正确的理解和评价。
二、校准结果如何使用
计量校准的目的在于量值溯源,溯源的校准结果如何使用是摆在计量器具使用者面前的一个重要工作。从简单性的思维出发,使用者愿意得到一个这台仪器能否使用的结论,这是计量检定要做的符合性判定工作,它具有简单实用的优点。但是在科技发展的今天,测量仪器的制造技术提高、更新速度加快,出现了大量集合多参数测量的仪器设备,从符合性判断的前提考量,只有多参数仪器的每一个参数都满足规定的计量性能要求后才能作出合格的判定结论。如果一个参数不合格,则整台仪器的判定结论也是不合格,按照《计量法》的规定,不合格的计量器具是不能使用的,这在客观上就会造成使用者的成本增加。因此简单考虑计量器具的符合性判断需求并不是zui有效的技术手段(依法强制管理的计量器具除外),此时计量校准则可以有效地解决这一问题。
过计量校准的计量器具,得到的校准结果中包含了相应的测量不确定度,一般情况下该不确定度基本是计量器具示值zui大允许误差的1/3~1/10,zui差时也能达到1/2,这就说明如果使用者在用校准结果指导其测量工作时,其测量能力已经高于所用计量器具计量性能的3~10倍,而此时并不用考虑其符合性问题。另外,对于多参数的计量器具,如果某一个不使用的参数不能满足计量性能要求,校准活动同样可以给出该计量器具的校准结果,使用者只要确认了校准结果,就可使用该计量器具开展测量工作。
三、校准结果的判断
在计量校准过程中仍旧会有客户提出要对被校准的计量器具进行符合性判定,并且提出了应考虑测量结果不确定度的影响,就此出现了当测量结果在边缘区域时对判断产生疑问。实际上再精确的测量也会存在不确定度,一旦出现这种情况后不能简单地拿测量不确定度说事,坚持要将测量不确定度加到结果判定中,造成很多计量校准工作无法进行下去,究其原因是片面地考虑测量不确定度的影响,而忽略了对整个测量活动的综合考虑和评价。
当要求符合性判定时,在考虑测量不确定度的影响时通常有以两种方式:
1、将测量不确定度的影响考虑到判定条件中,即缩小用于符合性判断的区间,以达到消除不确定度影响的目的,但该方法实际上是加严了判定条件,容易增加合格计量器具的误判概率,其具体做法可由式(1)说明。
-MPE+U(y)≤E≤MPE-U(y) (1)
式中:U(y)——具有一定包含概率的测量结果的不确定度;E——示值误差;MPE——示值zui大允许误差。
2、按判定条件的1/3~1/10的比例选择测量标准,或者说测量标准的扩展不确定度或zui大允许误差为被检计量器具zui大允许误差的1/3~1/10,这时测量标准的不确定度对测量结果不确定度的影响就可忽略,即测量结果受测量标准的影响可不再考虑,其具体原因可通过测量标准的不确定度和被校准计量器具的不确定度的相互关系说明。
通常,测量结果的测量不确定度Ut至少包含测量标准的不确定度Us和被校准计量器具的不确定度Ux两项,即时,对测量结果的影响<0.06;当Us/Ux=1/10时,1.005Ux, Us对测量结果的影响<0.005。
同时JJF1094-2002《测量仪器特性评定》之5.3.1.4明确规定:示值误差的测量不确定度U95与被评定测量仪器的zui大允许误差的绝对值MPEV之比小于或等于1/3时,进行符合性判定时,则不考虑示值误差的测量不确定度的影响,当这种评定是用于型式评价和仲裁鉴定时,必要时U95与MPEV之比也可取小于或等于1/5。对于U95的确定,也可以用包含因子k=2的扩展不确定度U代替。
由此看来,当测量结果的不确定度小于或等于被校准计量器具的1/3时,进行符合性判定的过程中不需要再考虑测量不确定度的影响,即使测量结果处于边缘区域,造成误判的概率也不会超过6%(1/3时)或0.5%(1/10时),此时不要再纠结于测量不确定度的影响。
四、校准证书的确认和使用
经校准的仪器都会有一份对应的校准证书,与检定证书不同,校准证书上缺少了对符合性的判定,多出来校准结果的测量不确定度(主要是示值误差的),所以拿到校准证书应核对具体内容和数据,确认校准证书对应的计量器具是否能够满足使用要求。
1、对于现场校准的计量器具,校准条件的控制应尽可能与实际使用条件保持基本一致,这是面向任务校准的要求。正常情况下计量器具的校准规范中会有对校准条件(环境条件)的具体规定,校准工作应在满足这一条件下进行,此时的测量不确定度可以按照预期的要求给出,但是很多计量器具(特别是工作用计量器具)的使用条件与要求的校准条件存在差异,造成校准条件下获得的校准结果在实际使用条件下使用时,需要使用者对这一条件差异带来的量值变化进行评估或修正,如温度误差的评估或修正等。这些技术性的评价活动往往对计量器具使用者来说是有一定困难的,如果这一评估不理想,在使用校准证书中的数据时,就有可能带来系统误差的影响。
对此,在实际使用条件下的计量校准所得到的校准结果,可以基本确认是与具体测量状态保持一致的,虽然得到校准结果的测量不确定度需要重新进行评定,并且有可能大于预期的要求,但此时获得的校准结果对于指导实际测量工作却是直接的,所得校准结果很大程度上是可以等效使用的,不再需要使用者就条件差异的影响进行评价,而只要对测量结果的不确定度进行确认和使用即可。
当相关校准证书内容得到确认后,应填写并留有相关的书面说明材料,以备审查使用;对于提出了特殊要求的校准工作,应保留对特殊要求的评价和确认证据,以补充和说明校准证书。
2、如果在平时的测量工作中需要使用校准证书中测量结果的修正值,则应对证书中给出的测量不确定度进行确认,一方面测量不确定度是否全面,是否涵盖了相应的测量点,如果不能涵盖,则使用修正值要谨慎;另一方面其评定结果是否能够满足使用要求,即测量不确定度能否达到被测对象允许误差的1/3,是后续能否有效使用测量结果修正值的前提,如果达不到则在结果判定上就相对复杂。
3、确认计量器具校准前提出的特殊要求是否在校准证书中体现,这是计量校准有别于计量检定的一个主要特点。由于校准是一种简单实用的量值溯源方法,其具体校准内容应该与计量器具的实际使用要求一致或近似,这样所提供的校准结果才可以为使用者进行实际测量工作提供便利,即校准结果应覆盖实际测量工作中的测量参数和量值范围。因此,使用者可以将计量器具的实际使用要求转化成计量校准需要解决的具体任务,以特殊要求的形式提出并经双方确认(不排除特殊要求中的部分或全部内容与正常校准一致),这些特殊要求可以是计量器具的相应测量参数、量程、测量点等具体内容,如果这些要求在计量校准时能够得到满足,则会给实际测量工作带来便利。
4、对证书上的校准数据逐个进行辨识,特别是要对误差量与仪器说明书中提供的计量特性要求进行对照,看是否满足要求,如果不满足要求则需要确认实际的计量特性是否满足使用要求。比较简单的方法就是看看该误差量是否还能达到被测对象允许误差的1/3,如果达不到就需要考虑对测量结果进行修正使用或者对计量器具进行维修,当然维修后还需要重新进行校准。
五、正确认识校准证书上的CNAS标志
计量器具的校准能力需要在硬件和软件两方面进行保证,其硬件包含满足量值溯源要求的测量标准器具(合格并在有效期内)、相应的辅助设备(涉及量值时应溯源)、符合要求的技术人员以及开展校准工作所必备的环境条件和控制措施;软件则包含必要的管理制度和程序文件规定,当满足了这些要求时该实验室即具有了相应的校准能力。
如果实验室在软硬件的准备和配置上严格依据ISO/IEC17025:2005标准的规定,并经过CNAS审核认可,遵守CNAS的相应要求,则校准实验室所出具的校准证书就可以使用CNAS的认可标志,它是独立的第三方能力评价说明,有助于计量校准的需求方寻找合格的校准服务机构,但并不是说没有通过CNAS认可的校准实验室就不具有相应的校准能力,因为是否具有校准能力与实验室自身的能力建设关联,与CNAS认可没有直接关系。
在校准服务中,如果校准的需求方有评审校准实验室的方案,也可直接对提供校准服务的实验室进行第二方审核,以确认实验室是否具有提供校准服务的能力,这是很多国外大型跨国公司在选择校准服务机构之前所做的一项主要工作。国内许多校准实验室在为这些跨国公司提供校准服务时,都会受到这样的第二方审核,并且这种第二方审核可能随时会进行。一般情况下,第二方审核更关注对校准实验室软、硬件方面的具体要求,其审核的严苛程度会高于第三方的审核。虽然该校准实验室不一定通过了CNAS的审核认可,但当获得第二方认可后同样可以为其提供校准服务,而不再拘泥于CNAS的审核说明。