實(shí)驗(yàn)室設(shè)備管理:設(shè)備的期間核查
- 發(fā)布者:信 息 資 訊 發(fā)表時(shí)間:2019-01-30
任何測量設(shè)備,由于材料的不穩(wěn)定、或元器件的老化、或使用中的磨損、或使用與保存環(huán)境的變化、或搬運(yùn)等等原因,都可能導(dǎo)致其計(jì)量性能(或稱為校準(zhǔn)狀態(tài))的變化。這種變化既可能是相互疊加的,也可能是相互抵消的,或還與各影響源對測量設(shè)備影響的權(quán)重相關(guān)。因此,實(shí)驗(yàn)室利用期間核查來保持設(shè)備校準(zhǔn)狀態(tài)的可信度是非常有必要的。
1. 期間核查的定義
ISO/IEC 17025:2005的條款“5.5.10”和“5.6.3.3”僅對期間核查做了要求,并未明確給出期間核查具體說明。那么,對于實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備管理人員,可從以下三個(gè)角度來理解期間核查:
a)時(shí)間間隔
從ISO/IEC 17025:2005的條款“5.5.10和5.6.3.3”可知,期間核查的目的是“保持設(shè)備校準(zhǔn)狀態(tài)的可信度”。“保持”顯然是一個(gè)與時(shí)間相關(guān)的概念,所以期間核查必須確定“保持”的時(shí)間間隔。
b)核查對象
根據(jù)校準(zhǔn)的定義,在大多數(shù)情況下,校準(zhǔn)結(jié)果通常是指:測量設(shè)備的“示值誤差”、或示值的“修正值”、或示值的“修正因子”,即:測量設(shè)備的計(jì)量性能參數(shù)。因此,對測量設(shè)備的“校準(zhǔn)狀態(tài)”的核查實(shí)際上就是對測量設(shè)備的“示值誤差”、或示值的“修正值”、或示值的“修正因子”狀態(tài)的核查。
c)判斷尺度
校準(zhǔn)狀態(tài)的“可信度”意味著需要有一個(gè)對測量設(shè)備校準(zhǔn)狀態(tài)的可信度判斷“尺度”,即用一個(gè)“尺度”去對核查對象的狀態(tài)進(jìn)行分析比較和判斷。這個(gè)尺度就是核查對象必備的基本參數(shù)——允許的最大示值誤差、或擴(kuò)展不確定度、或準(zhǔn)確度等級。
也就是說,期間核查是在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)核查測量設(shè)備示值的系統(tǒng)誤差,或者說核查系統(tǒng)效應(yīng)對測量設(shè)備示值的影響,并做出計(jì)量性能可信度評價(jià)的一種活動(dòng)。
2. 與期間核查有關(guān)的設(shè)備技術(shù)特性
a)最大允許誤差
設(shè)備的最大允許誤差又稱誤差限、或稱最大允差,是“由給定設(shè)備的規(guī)范或規(guī)程所允許的,相對于已知參考量值的測量誤差的極限值”。
最大允許誤差是一個(gè)區(qū)間,常用符號“MPE”表示,其數(shù)值帶有“±”號。對于界限對稱的區(qū)間,其中心值為參考量值ys,參考量值ys可以是被測量的真值或具有可忽略測量不確定度的測量標(biāo)準(zhǔn)賦予的量值。如果用Δ表示最大允差的絕對值,最大允差的區(qū)間可以表述為:[ys−Δ,ys+Δ]。
b)準(zhǔn)確度等級
準(zhǔn)確度是“符合規(guī)定的計(jì)量學(xué)要求,使測量誤差或設(shè)備不確定度保持在規(guī)定工作條件下的規(guī)定極限內(nèi)的設(shè)備的等別或級別”。
設(shè)備的準(zhǔn)確度等級通常按各專業(yè)的約定數(shù)字或符號表示,一般用X等或X級表示。例如:活塞式壓力標(biāo)準(zhǔn)裝置的準(zhǔn)確度等別為1等;直流電壓表的準(zhǔn)確度級別為0.5級。
c)測量不確定度(由設(shè)備引入的不確定度分量)
設(shè)備的不確定度是由“使用中的設(shè)備引起的測量不確定度分量”。設(shè)備不確定度用于測量不確定度B類評定。與設(shè)備不確定度有關(guān)的信息可能會(huì)在儀器說明書中給出或在校準(zhǔn)證書/檢定證書中給出。
d)示值誤差
測量設(shè)備的“示值誤差”δ等于測量設(shè)備的示值yu減參考量值ys,即:δ=yu- ys 。
e)示值的修正值
測量設(shè)備示值的“修正值”是對測量設(shè)備示值的“系統(tǒng)效應(yīng)的補(bǔ)償”而附加的一個(gè)值。
由GUM 3.2.3知:系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差一樣是不可能被消除的,但通??梢员粶p小。如果一個(gè)系統(tǒng)誤差可以定量給出,而且其大小對測量所需的準(zhǔn)確度而言有意義的話,則可采用估計(jì)的修正值或修正因子予以修正。經(jīng)修正后,由系統(tǒng)效應(yīng)引起的誤差的期望值為零。所以,測量設(shè)備示值的“修正值”等于負(fù)的示值誤差,即:修正值= - δ = ys -yu
f)示值的修正因子
測量設(shè)備示值的“修正因子”是為補(bǔ)償系統(tǒng)效應(yīng)而與未修正示值相乘的數(shù)字因子。同樣的,對系統(tǒng)效應(yīng)的不完全補(bǔ)償引起的誤差是不可能準(zhǔn)確知道的,因此,修正因子本身存在不確定度。
3. 期間核查的策劃與實(shí)施
a)期間核查的識別
期間核查是實(shí)驗(yàn)室量值溯源的一部分。只要可能,所有設(shè)備都應(yīng)進(jìn)行期間核查。但是,考慮到技術(shù)可行性和測量設(shè)備的不同特性,確定設(shè)備是否需要期間核查至少應(yīng)考慮以下因素:
①設(shè)備校準(zhǔn)/檢定周期的規(guī)定;
②歷次校準(zhǔn)/檢定結(jié)果的趨勢性數(shù)據(jù);
③使用的頻繁程度;
④設(shè)備維護(hù)和使用情況;
⑤磨損的程度和漂移量的趨勢;
⑥環(huán)境的嚴(yán)酷程度及其影響(如:腐蝕、灰塵、振動(dòng)、粗暴操作等);
⑦追求的準(zhǔn)確度或精度;
⑧設(shè)備制造廠商的要求或建議。
b)測量對象與測量要求
期間核查只是考核設(shè)備示值的系統(tǒng)誤差,或者說只是考核系統(tǒng)效應(yīng)對設(shè)備示值的影響。因此,應(yīng)當(dāng)排除隨機(jī)誤差(或隨機(jī)效應(yīng))的影響。隨機(jī)效應(yīng)的影響主要包括:被測對象的影響、環(huán)境和人員的影響。
為使被測對象的影響盡可能地小,必須選擇一穩(wěn)定的測量對象來作為期間核查的核查標(biāo)準(zhǔn)。
為使環(huán)境和人員的影響盡可能地小,可以在期間核查的測量中通過多次(例如等于或大于10次)獨(dú)立重復(fù)測量,取其算術(shù)平均值作為測量結(jié)果。
c)核查參數(shù)選擇
期間核查不是重新校準(zhǔn)或內(nèi)部校準(zhǔn),不需要對設(shè)備的所有參數(shù)和所有量程進(jìn)行核查。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)當(dāng)根據(jù)自身的實(shí)際情況和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)選擇期間核查的參數(shù)和量程。建議按下述幾種情況分別處理:
①原則上設(shè)備關(guān)鍵參數(shù)都必須進(jìn)行期間核查。但是,對于多功能設(shè)備,應(yīng)當(dāng)選擇基本參數(shù)。例如數(shù)字多用表,可以選擇直流電壓和直流電流參數(shù),因?yàn)殡娮枋怯芍绷麟妷汉碗娏鲗?dǎo)出的,交流電壓/電流是通過積分轉(zhuǎn)換為直流電壓/電流的。
②選擇設(shè)備的基本量程和基本量程中常用測量點(diǎn)(示值)進(jìn)行期間核查。例如數(shù)字多用表的直流電壓可選擇10V進(jìn)行期間核查,因?yàn)槠鋬?nèi)部標(biāo)準(zhǔn)電壓為10V;直流電流可選擇1mA,因?yàn)槠鋬?nèi)部標(biāo)準(zhǔn)電流為1mA的恒流發(fā)生器。再例如電子天平可選擇100mg進(jìn)行期間核查,因?yàn)殡娮犹炱酵ǔE鋫溆?00mg砝碼。
d)判斷尺度
如前所述,期間核查是核查設(shè)備示值的系統(tǒng)誤差,或者說核查系統(tǒng)效應(yīng)對設(shè)備示值的影響,即核查設(shè)備的示值在檢定規(guī)程規(guī)定的檢定周期內(nèi)或校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)規(guī)定的再校準(zhǔn)的時(shí)間間隔內(nèi),是否始終保持在[ys−Δ,ys+Δ]區(qū)間內(nèi),或始終保持在[ys−U,ys+U]區(qū)間內(nèi)。所以,期間核查的關(guān)鍵是確定參考值(實(shí)際值或校準(zhǔn)值)ys。
有兩種方法可以確定參考值(實(shí)際值或校準(zhǔn)值)ys。其一是由高一級的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)將參考值(實(shí)際值或校準(zhǔn)值)ys賦予核查標(biāo)準(zhǔn)。其二是實(shí)驗(yàn)室通過附加測量自行將參考值ys賦予核查標(biāo)準(zhǔn)。
4. 期間核查的應(yīng)用
期間核查是實(shí)驗(yàn)室量值溯源計(jì)劃體系的一部分,實(shí)驗(yàn)室應(yīng)當(dāng)制定文件化程序和期間核查計(jì)劃,并根據(jù)規(guī)定的程序和日程進(jìn)行期間核查。量值溯源是實(shí)驗(yàn)室測量數(shù)據(jù)可信性、可靠性和可比性的基礎(chǔ),應(yīng)分析期間核查的數(shù)據(jù),當(dāng)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)將要超出預(yù)先確定的判據(jù)時(shí),應(yīng)采取有計(jì)劃的措施來糾正出現(xiàn)的問題,防止量值溯源失準(zhǔn)。
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