計量確認

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計量確認(Metrological Confirmation)

目錄

什麼是計量確認[1]

  計量確認是指為確保測量設備符合預期使用要求所需的一組操作。

  該概念需要註意以下幾點:

  (1)計量確認通常包括:校準和驗證、各種必要的調整或維修及隨後的再校準、與設備預期使用的計量要求相比較以及所要求的封印和標簽

  (2)只有測量設備已被證實適合於預期使用並形成文件,計量確認才算完成。

  (3)預期用途要求包括:測量範圍、分辨力、最大允許誤差等。

  (4)計量要求通常與產品要求不同,並不在產品要求中規定。計量確認的概念是指對測量設備進行的校準、調整、修理、驗證、封印和標簽等一系列活動,當然也包括檢定、比對等工作。它的目的是:為了保證測量設備處於滿足使用需要狀態而進行的活動。由於所有測量設備在使用中隨著時間的變化都會發生偏移,不可能總保持在某一個誤差內,為了使它們保持原有誤差,必須在使用一定時間後對它們進行校準,調試或修理,再校準、加以封緘和標誌等,通過這些活動,使測量設備在相當長的一段時間內保持滿足使用要求的準確度

  從定義中可以看出計量確認是針對測量設備的要求及其實施進行的活動。

計量確認的過程方法[2]

  ISO10012中採用了“過程方法”。把計量確認看成一個“過程”一,將有助於提高和保證計量確認結果的有效性。例如,校準是計量確認的一個方面,如果我們只註意校準結果,不註意校準的過程,當發現校準結果有誤時,再去重新尋找問題、重新校準,就已經造成了人力、物力的浪費;如果從校準一開始就註重每一個操作過程,把校準當成一個過程認真對待,發現問題及早糾正,不要等到最終結果出來以後再回頭尋找問題,就可以減少很多人力、物力、財力的浪費。這就可體現“過程方法”的優越性。

  從計量確認過程框圖中可以看出計量確認過程中包括許多子過程。

  (1)測量設備的校準過程

  輸入是被校測量設備和上一等級標準器。輸出是校準結果及校準狀態的標誌。活動是校準,即被校測量設備與上一等級標準器的比較。資源是校準人員、校準方法、校準的環境條件等。

  (2)導出計量要求的過程

  其輸入是顧客要求,輸出是計量要求。活動是:查找顧客要求(合同中找出),或從產品標準、技術要求中找出,或從生產過程式控制制文件中找出,或從其他法律規定、規範或文件中找出。

  (3)驗證過程

  驗證過程有兩個輸入,一個是計量要求,一個是測量設備的計量特性。其輸出是驗證證書,或不能驗證,或不符合計量要求的驗證結論。其活動是將計量要求與計量特性進行比較。其資源是比較人員資料等。這個過程一般不需要測量設備等硬體。

  (4)調整或維修過程

  如果校準結果不能符合計量要求,該測量設備還要經過調整或維修過程。調整或維修過程的輸入是驗證過程的一種輸出:不符合計量要求的驗證結論。其輸出是調整或維修報告。活動是調控或維修。資源是調整或維修的設備、設施、人員、方法等。

  (5)再校準(或稱覆核)過程

  輸入是:調整或維修後的測量設備及其報告。輸出是再校準狀態的證書和標誌。活動是校準以及校準前對校準間隔的評審。資源是再校準用的測量標準裝置、人員、校準規範等。

  (6)確認狀態標誌的標註過程

  確認狀態標誌共有兩種:一種是確認合格標誌,另一種是確認失效標識(無法維修或調整)。該過程的輸入是驗證/確認文件,或驗證失敗記錄。輸出是確認合格標誌,或確認失效標誌。活動是領取標誌,張貼或掛在測量設備上。資源是人員、登記等文件。

  由上述6個過程(至少4個過程)構成了一個完整的計量確認過程。因此,計量確認過程不能理解為單一的校準過程。

計量確認過程的流程

  計量確認過程的流程如圖所示。

  Image:图计量确认过程的流程.jpg

  (1)計量確認過程的設計

  計量確認設計過程流程如下圖

  Image:计量确认设计过程流程.jpg

  ①選擇校準方法

  a.使用公開發佈的校準方法

  校準方法是為進行校準而規定的技術程式。對測量設備進行校準前,應選擇校準方法或適宜的校準規範。儘可能使用公開發佈的校準規範。如國際的、地區的或國家的標準或技術規範,或參考相應的計量檢定規程。應確保使用的標準或技術規範是現行有效的版本。必要時,應採用附加細則對標準或技術規範加以補充,以確保應用的一致性。

  b.自行制定校準方法的確認

  如無公開發佈的校準規範,組織根據需要自行制定校準方法,或者必須使用在校準規範中未包含的方法或超出其預定的使用範圍,組織應對方法進行確認,以證實該方法適用於預期的用途。對校準方法的確認是通過核查並提供客觀證據,以證實某一特定預期用途的特殊要求得到滿足。

  c.委托校準時,校準方法的確認

  如果組織將校準工作委托給其他計量檢定或校準機構進行時,該機構所選擇的校準方法應取得組織的同意,以確保所用的方法滿足測量設備的預期使用要求。

  ②分析校準的不確定度

  a.為了確保校準結果的不確定度滿足預期使用的要求,組織在開展校準前,應提出不確定度的要求。

  b.確定不確定度的評定方法

  在評定不確定度時,對給定條件下的所有重要的不確定度分量,均應採用國家計量技術規範JJF1059—1999《測量不確定度評定與表示》所推薦的方法或其他規範規定的方法進行評定和表示。如果,組織將校準工作委托給其他計量檢定或校準機構進行時,組織應要求接受委托的機構提供相應的不確定度的分析報告。

  ③確定確認問隔

  a.確定確認間隔的意義

  合理地確定測量設備的確認間隔是計量確認設計中的重要環節。如果確認間隔過短,不僅會增加對確認人員和設備的要求,從而增加測量管理的成本,而且會影響生產的正常進行或增加測量設備的需要量,造成浪費。而確認間隔過長,則會增加使用不合格測量設備的風險,甚至因不准確的測量結果而產生廢品,造成經濟損失。因此,合理地確定確認結果是一件非常重要而細緻的工作。

  b.間隔確定的方法

  制定計量確認間隔管理程式,並按程式規定的方法合理確認測量設備的確認間隔。確認間隔確定的方法可參考國際法制計量組織文件D10《用於檢測實驗室的測量設備的校準間隔的確定指南》。在計量確認實施過程中,測量設備的校準間隔和確認間隔是一致的。

  ④確定設備調整控制的方法

  a.控制調整的目的

  在被計量確認的測量設備中,有些測量設備上具有影響其計量性能的調整裝置(硬體調整)或調整程式(軟體調整)。在設計計量確認過程時,應對控制調整的方法和措施進行認真的設計,以防止未經授權擅自調整測量設備的計量性能,並且一旦被改動即可發現。

  b.設計的具體內容

  (a)確定哪些測量設備的調整裝置應當實施保護;

  (b)確定應採取哪些保護措施;

  (c)一旦保護措施被損壞應採取哪些行動。

  (2)測量設備的校準
  ①校準的目的

  校準是在規定條件下,為確定測量設備所指示的量值與對應的由標準所復現的量值之間的關係的一組操作。校準結果既可賦予被測量以示值,又可確定示值的修正值。同時,校準也可確定其他計量特性,如影響量的作用等。因此在計量確認過程中對測量設備進行校準其目的就是為了確定測量設備的計量特性。

  ②校準的要求

  a.測量設備的校準是實現計量確認的關鍵環節。校準應按規定的確認間隔和校準規範進行。

  b.用於校準的計量標準其量值必須溯源至國家計量基準或社會公用計量標準。

  c.校準結果應形成文件,例女盯校準證書或校準報告(當校準是由外部完成時)或校準結果記錄(當校準全部是由組織內部的計量實驗室完成時)。校準結果是下一步實施計量驗證的重要輸入。因此,校準結果的信息應該完整、準確,以便於計量驗證工作的順利進行。

  d.校準結果必須包括測量不確定度表述。這是一個重要的特性,因為當使用這種設備進行測量時,產生測量過程的不確定度,而校準不確定度是測量不確定度的一個輸入要素。

  ③校準的註意事項

  a.校準工作可以由本組織自己實施,也可以委托社會其他檢定或校準機構進行。所委托的機構必須取得國家規定的相應資格,並具備所承擔的校準項目的能力。

  b.按照《中華人民共和國計量法》和計量法規規章的規定,組織的最高計量標準器具和用於貿易結算、安全防護、環境檢測和醫療衛生的工作計量器具應按規定實施強制檢定。強制檢定必須按國家檢定系統表和檢定規程進行,檢定周期由政府計量行政部門或其授權的計量檢定機構按檢定規程確定。

  (3)測量設備的計量特性

  校準結果得到的是測量設備的計量特性。測量設備的計量特性是指測量設備的影響測量結果的可區分的特性。測量設備通常有若幹個計量特性。

  測量設備的計量特性包括:

  ①測量範圍:測量儀器的誤差處在規定極限內的一組被測量的值。

  ②偏移:測量設備示值的系統誤差

  ③重覆性:在相同測量條件下,重覆測量同。被測量,測量儀器提供相近示值的能力。

  ④穩定性:測量設備保持其計量特性隨時間恆定的能力。

  ⑤滯後:測量設備對給定激勵的響應與先前激勵順序有關的一種特性。一般認為滯後與被測量的量有關,但也可以認為與影響量有關。

  ⑥漂移:測量設備計量特性的慢變化。

  ⑦影響量:不是被測量但對測量結果有影響的量。例如用來測量長度的乾分尺的溫度。

  ⑧分辨力:測量設備的顯示裝置能有效辨別的最小的示值差。

  ⑨鑒別力(閾):使測量設備產生未察覺的響應變化的最大激勵變化,這種激勵變化應緩慢而單調地進行。它可能與例如雜訊(內部或外部的)或摩擦有關,也可能與激勵值有關。

  ⑩誤差:測量設備示值與對應輸入的真值之差。由於真值不能確定,實際上用的是約定真值。約定真值是指對於給定目的具有適當不確定度的,賦予特定量的值,有時該值是約定採用的。例如在給定地點,取由計量標準復現而賦予該量的值作為約定真值。

  死區:不致引起測量設備響應應發生變化的激勵雙向變動的最大區間。

參考文獻

  1. 黃耀文,王順安.中小企業計量管理[M].中國計量出版社,2006年9月
  2. 隋新華.石油企業計量基礎[M].中國計量出版社,2007.4.
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