三、思考题1. 期间核查的目的是什么?
期间核查是指“根据规定程序,为了确定计量标准、标准物质或其他测量仪器是否保持其原有状态而进行的操作”。期间核查的目的是在两次校准(或检定)之间的时间间隔期内保持测量仪器校准状态的可信度。
2. 期间核查的对象是什么?
期间核查的对象是测量仪器,包括计量基准、计量标准、辅助或配套的测量设备等。
3. 期间核查与校准、检定有什么区别?
期间核查与校准或检定的区别见下表:
区别
|
期间核查
|
校准或检定
|
结果
|
在实际工作的环境条件下,对预先选定的 同一核查标准进行定期或不定期的测量,考 察测量数据的变化情况,以确认其校准状态 是否继续可信
|
在标准条件下,通过计量标准确定测量仪器的校准 状态
|
依据
|
是由本实验室人员使用自己选定的核查 标准按照自己制定的核查方案进行
|
由有资格的计量技术机构用经考核合格的计量标准 按照规程或规范方法进行
|
效力
|
在使用条件下考核测量仪器的计量特性 有无明显变化,不具有溯源性
|
是用高一级计量标准对测量仪器的计量性能进行评 估,以获得该仪器量值的溯源性
|
标准
|
用一种简便的方法对测量仪器是否依然 保持其校准或检定状态进行的确认。要求 核查标准的稳定性高
|
评价测量仪器的计量特性,使用经溯源的计量标准 进行。其计量标准的准确度应高于被校或被检仪器的 准确度
|
周期
|
可为制定合理的校准间隔提供依据或 参考
|
按照计量检定规程或校准规范规定时间间隔
|
4. 持续进行了期间核查,是否可以不进行校准了?
期间核查不能代替校准或检定。校准或检定的核心是用高一级计量标准对测量仪器的计量性能进行评估,以获得该仪器量值的溯源性。而期间核查只是在使用条件下考核测量仪器的计量特性有无明显变化,由于核查标准一般不具备高一级计量标准的性能和资格,这种核查不具有溯源性。
5. 某实验室要制定一个机械天平的期间核查方案,基本确定:机械天平每三月对1.0000g,100.0000g两个点进行一次核查,请你考虑并给出一个核查方案的初稿。
(1)选用1g,100g两个F1等级克组砝码作为核查标准。
(2)以机械天平1.0000g,100.0000g两个秤量点作为核查点。
(3)对每个测量点进行多次测量,去其平均值作为核查结果。
(4)以2次核查结果的差值或核查结果与已知砝码量值之间的差值来评价核查结果。
(5)若差值小于机械天平的相应秤量的允许误差或测量不确定度,则该机械天平校准状态可信。
6. 通常的期间核查方法是什么?如何画核查曲线图?
(1)通常的期间核查方法是:
①设备经高一等级计量标准检定或校准后,立即进行一组附加测量,将参考值y
s赋予核查标准。即用被核查对象测量核查标准得到
值,由检定证书或校准证书查找到相应的示值误差δ,确定参考值:
。式中
是被核查的测量仪器对核查标准进行k次(通常取k≥10)重复测量所得的算术平均值。
检定或校准后立即进行附加测量的目的是保持校准状态,防止引入因仪器不稳定等因素带来的误差。
②隔一段时间(大于一个月)后,进行第一次期间核查,测量并记录m次(m可以不等于k)重复测量的数据,得到算术平均值
。
③每隔一段时间(大于一个月)重复上述期间核查步骤,直到n次核查,得到各次核查的核查数据:
。
④以被核查的测量仪器的最大允许误差(Δ)或计量标准的扩展不确定度(U)确定核查控制的上、下限。
如果确实不存在稳定的核查标准,实验室不能进行期间核查,此时可依据历年检定/校准证书的数据来绘制稳定性考核曲线,时间轴以年份为单元。
(2)画核查曲线图,可按如下说明:
核查控制图的绘制方法可详见JJF 1033—2008《计量标准考核规范》附录C。
以被核查的测量仪器的最大允许误差(Δ)或计量标准的扩展不确定度(U)确定核查控制的上、下限,测量设备期间核查曲线可以参照下图进行绘制,图中给出参考值y
s以及控制区间[上限,下限]:[y
s-Δ,y
s+Δ]或[y
s-U,y
s+U]。如果绘制的是一个检定周期(或校准间隔)内的曲线图,时间轴可以月份为单元;如果绘制历年的期间核查曲线,则时间轴以年份为单元。
7. 什么是型式评价?型式评价的目的是什么?
型式评价是指“为确定计量器具型式可否予以批准,或是否应当签发拒绝批准文件,而对该计量器具型式进行的一种检查”。其目的是为型式批准提供技术数据和技术评价,作为给予或拒绝给予所申请的计量器具型式批准的依据。
8. 型式评价大纲的编制应依据哪两个计量技术规范?
型式评价大纲的编制应依据JJF 1015—2002《计量器具型式评价和型式批准通用规范》、JJF 1016—2009《计量器具型式评价大纲编写导则》相关规定和具体评价对象,确定型式评价的内容。
9. 型式评价资料审查时要关注哪些内容?
型式评价资料审查时要关注:
(1)技术资料是否齐全、科学、合理;
(2)样机和技术资料在行政管理要求方面的符合性;
(3)计量器具的计量性能指标;
(4)计量器具的技术要求;
(5)型式评价结论的确定原则和判断准则;
(6)编制试验记录表格。
10. 为什么要求型式批准申请单位提交样机照片?
型式批准申请单位提交样机照片是证实申请单位对所申请的仪器已经完成工艺设计和试生产,便于计量主管部门接受申请时的初步判断。
11. 为什么要求型式批准申请单位提交总装图、电路图和主要零部件图?
要求型式批准申请单位提交总装图、电路图和主要零部件图是已经形成批量生产的证据,便于计量主管部门接受申请时的初步判断。
12. 为什么要求型式批准申请单位提交试验报告?
要求型式批准申请单位提交试验报告是申请单位对该仪器各项技术指标是否达到设计指标或国家技术规范要求的自我评价和声明。
13. 为什么型式评价中要求进行可靠性试验?
型式评价试验中可靠性试验是为了证实计量器具(包括系统、设计、零部件及材料)的可靠性而进行的试验,是获得可靠性数据的重要手段。是评价分析产品寿命特征量所进行的试验。
14. 型式评价在计量器具管理中的作用是什么?
计量器具的型式指某一计量器具、它的样机以及它的技术文件(图纸、设计资料)等,这个组合决定了计量器具的工作原理、结构型式、所用材质和工艺质量,并最终决定了该仪器的计量性能和可靠性。
型式评价是为确定计量器具型式可否予以批准,或者应当签发拒绝批准文件,而对该计量器具型式进行的一种检查。
型式评价是法制计量领域中的计量技术活动之一,其作用是为型式批准提供技术数据和技术评价,作为给予或拒绝给予所申请的计量器具型式批准的依据。
四、案例分析题1.
【案例】 在进行比对数据处理时,主导实验室发现参加实验室丙的实验数据偏离参考值较远,要求该实验室重新提交数据。参加实验室丙检查了数据,没有发现数据处理的问题,遂向参比实验室甲询问,参比实验室甲将本实验室比对报告传真给了参比实验室丙。参比实验室丙发现自己在温度修正上计算公式使用不当,做了修改并重新把自己的比对报告交给主导实验室。主导实验室使用了该报告的数据。
本案例所述的做法是不正确的,其不正确理由:
依据JJF 1117—2010《计量比对》6.2.13中的规定:“在比对数据尚未正式公布之前,所有参与比对的相关人员均应对比对数据保密,不允许出现任何比对数据串通,不得泄露与比对数据有关的信息,以确保比对结果的公正性”。
首先主导实验室做法是不对的,它不得以任何理由提示参比实验室修改数据或报告;
参加实验室甲也是不对的,在比对数据尚未正式公布之前,所有与比对相关的实验室和人员均应对比对结果保密,不允许出现任何数据串通,不得泄露与比对结果有关的信息,以确保比对结果的公正性。
【案例】
在APMP区域性某量值比对中,8个参比实验室的量值相对主导实验室的量值的比值为: 实验室 | ki=Ki/K0 | Urel(k=2) |
主导实验室 | 1.0000 | 0.26 |
Lab A | 1.0016 | 0.48 |
Lab B | 1.0050 | 0.51 |
Lab C | 0.9923 | 0.57 |
Lab D | 1.0064 | 0.51 |
Lab E | 1.0063 | 0.76 |
Lab F | 1.0075 | 0.62 |
Lab G | 0.9974 | 0.47 |
Lab H | 1.0052 | 0.75 |
其中:主导实验室、Lab A、Lab B是参加过国际计量局CCPR关键性比对并取得有效结果的实验室,作为本次比对的衔接实验室。试问:2. 请确定计算本次区域性比对的参考值,及其对应的扩展不确定度。
计算本次区域性比对的参考值,及其对应的扩展不确定度
因为主导实验室、Lab A、Lab B是参加过国际计量局CCPR关键性比对并取得有效结果的实验室,其量值与国际参考值的关系是已知的,因此在本次比对中的参考值由主导实验室、Lab A、Lab B的结果计算。另由于主导实验室、Lab A、Lab B的不确定度大小有明显差别。因此采用加权算术平均值计算参考值。
本次比对参考值(相对于主导实验室的)为
3. 评定此次比对结果,并说明参加实验室比对结果的一致性。
评定此次比对结果,并说明参加实验室比对结果的一致性
根据
计算。当|E
n|≤1时,参比实验室的测量结果与参考值之差与不确定度之比在合理的预期范围之内,比对结果可接收;当|E
n|>1时,参比实验室的测量结果与参考值之差与不确定度之比超出合理的预期,比对结果不可接收,应分析原因。
现将本次比对计算结果列入下表:
实验室
|
ki=Ki/K0
|
实验结果与参考值之差
|
Urel(k=2)
|
En
|
主导实验室
|
1.0000
|
-0.00114
|
0.26
|
-0.003
|
Lab A
|
1.0016
|
0.00046
|
0.48
|
0.001
|
Lab B
|
1.0050
|
0.00386
|
0.51
|
0.007
|
Lab C
|
0.9923
|
-0.00884
|
0.57
|
-0.014
|
Lab D
|
1.0064
|
0.00526
|
0.51
|
0.009
|
Lab E
|
0.0063
|
0.00516
|
0.76
|
0.006
|
Lab F
|
1.0075
|
0.00636
|
0.62
|
0.010
|
Lab G
|
0.9974
|
-0.00374
|
0.47
|
-0.007
|
Lab H
|
1.0052
|
0.00406
|
0.75
|
0.005
|
本次参比实验室比对结果均满意,说明本次比对结果是一致的。
4.
【案例】 对1V直流电压标准装置的6个实验室参加计量比对,其比对结果测量如下表:
实验室 | 实验结果/V | Ui/μV k=2 |
Lab 1 | 0.9999990 | 2 |
Lab 2 | 1.0000020 | 2 |
Lab 3 | 0.9999970 | 3 |
Lab 4 | 1.0000020 | 1 |
Lab 5 | 1.0000005 | 1.5 |
Lab 6 | 1.0000025 | 2 |
其中:主导实验室参考值为
=1.000000V,U=1μV。试问:本次比对中,6个实验室计量比对结果是否均满意。
根据
计算。当|E
n|≤1时,参比实验室的测量结果与参考值之差与不确定度之比在合理的预期范围之内,比对结果可接收;当|E
n|>1时,参比实验室的测量结果与参考值之差与不确定度之比超出合理的预期,比对结果不可接收,应分析原因。现将本次比对计算列出下表:
实验室
|
实验结果/V
|
Ui/μV k=2
|
实验结果与参 考值之差/V
|
En
|
比对结果
|
Lab 1
|
0.9999990
|
2
|
-0.0000010
|
-0.45
|
满意
|
Lab 2
|
1.0000020
|
2
|
0.0000020
|
0.89
|
满意
|
Lab 3
|
0.999970
|
3
|
-0.0000030
|
-0.95
|
满意
|
Lab 4
|
1.0000020
|
1
|
0.0000020
|
1.41
|
不满意
|
Lab 5
|
1.0000005
|
1.5
|
0.0000005
|
0.28
|
满意
|
Lab 6
|
1.0000025
|
2
|
0.0000025
|
1.12
|
不满意
|
从上表计算结果可看出:
Lab4、Lab6为本次比对不满意(不可接收);
Lab1、Lab2、Lab3、Lab5为本次比对满意(可接收);其中,Lab2、Lab3虽然接收,但已在临界状态,需要检查实验室技术能力,采取预防措施;Lab1、Lah5为本次比对满意(可接收)。
【案例】
实验室比对,已知主导实验室及参比实验室A、B、C、D、E测量值及标准不确定度: | 主导实验室 | A | B | C | D | E |
测量结果/mm | 530.1 | 534.5 | 533.2 | 531.1 | 530.4 | 532.3 |
标准不确定度/mm | 0.6 | 1.2 | 1.0 | 1.0 | 0.6 | 0.8 |
5. 写出传递标准至少两种比对路线,并画出示意图。
6. 以主导实验室的测量结果为参考值,写出A、B实验室的比对结果。
以主导实验室的测量结果为参考值,写出A、B实验室的比对结果。
根据
计算。
式中:x
i,x
0——分别为参比实验室与主导实验室的测量结果,mm;
u
i,u
0——分别为参比实验室与主导实验室的标准不确定度,mm。
实验室
|
测量结果/mm
|
标准不确定 度/mm
|
测量结果与参 考值之差/mm
|
En
|
比对结果
|
主导实验室
|
530.1
|
0.6
|
/
|
/
|
/
|
A
|
534.5
|
1.2
|
4.4
|
1.64
|
不满意
|
B
|
533.2
|
1.0
|
3.1
|
1.33
|
不满意
|
7. 求以各参比实验室测量结果的加权算术平均值的参考值和标准不确定度。
求以各参比实验室测量结果的加权算术平均值的参考值和标准不确定度。
8. 提供另外三种以上的确定参考值方法,不限本题的内容。
提供另外三种以上的确定参考值方法,不限本题的内容。
①以主导实验室的参考值作为比对参考值;
②以各参比实验室测量结果的算术平均值作为参考值
③以主导实验室与部分(D、E)参比实验室测量结果的加权算术平均值作为参考值
9.
【案例】 某实验室的最高计量标准器是3等量块标准器组,用于在实验室内对4等量块进行量值传递。实验室还开展坐标测量机校准工作,使用另一组3等量块标准器组作为工作标准到现场开展校准。对这两套量块如何开展期间核查?
依据JJF 1033—2008《计量标准考核规范》的规定,由于实物量具通常可以直接用来检定或校准非实物量具的测量仪器,并且实物量具的稳定性通常远优于非实物量具的测量仪器。最高计量标准仅由实物量具组成,仅用于受力较小条件下的量值传递,又仅限于室内使用,一般可以不必进行期间核查;若作为开展现场校准使用,受现场条件的限制,应该对其进行期间核查,以检控校准结果的有效性。
(1)用于最高标准器的3等量块不需要单独专门安排期间核查。可根据每次溯源校准的结果画出各量块标准器的校准值随时间变化的曲线,即计量标准器稳定性曲线图,如果没有出现明显的变化,说明该3等量块保持其校准状态。还可以利用开展的4等量块校准工作,对定期送校的4等量块的校准值进行统计,观察校准结果是否出现系统性变化,作为确认量块的状态的参考。如果观测结果没有出现系统性的数据变化,可以认为所开展的校准工作质量受控。如果出现了明显变化,说明校准过程存在问题,但不能判断是3等标准量块的问题。
(2)用于开展坐标测量机校准作为工作标准的3等量块标准器组,由于经常要带到现场开展校准工作,使用条件相对比较差,使用频率比较高,安排期间核查可以及时发现量块的量值是否发生变化,提高对该组量块持续保持校准状态的信心,因此,期间核查是非常必要的。对校准坐标测量机的3等量块的期间核查可以用它与另一组3等量块的长度差作为核查标准,观察长度差是否发生变化来实现。
【案例】
经过计量检定合格的电子天平,在检定周期内每3个月对100.0000g测量点进行一次核查。10. 请你考虑并给出一个核查方案的初稿。
该电子天平期间核查方案的初稿
①选用100gF1等级克组砝码作为核查标准。
②对电子天平100.0000g秤量点作为核查点。
③对测量点进行多次测量,取其平均值作为核查结果。
④以2次核查结果的差值或核查结果与已知砝码量值之间的差值来评价核查结果。
⑤若差值小于电子天平的相应秤量的允许误差或测量不确定度,则该电子天平校准状态保持。
11. 并对该电子天平期间核查曲线进行判定校准状态的可信度。已知电子天平的分度值0.1mg、最大允许误差(MPE)为10mg;6次测量结果与期间核查曲线见下图与下表。
测量时间 | 2010-02-05 | 2010-05-06 | 2010-08-04 | 2010-11-05 | 2011-01-06 | 2011-04-04 |
测量结果 | 100.0005g | 99.9997g | 100.0003g | 99.9998g | 100.0005g | 99.9992g |
分析电子天平期间核查校准状态的可信度
从期间核查测量结果与期间核查曲线,获知计算相邻2次测量数据之差,见下表:
测量时间
|
2010-02-05
|
2010-05-06
|
2010-08-04
|
2010-11-05
|
2011-01-06
|
2011-04-04
|
测量结果
|
100.0005g
|
99.9997g
|
100.0003g
|
99.9998g
|
100.0005g
|
99.9992g
|
相邻测量 数据之差
|
0.8mg
|
0.6mg
|
0.5mg
|
0.7mg
|
1.3mg
|
相邻2次测量数据之差最大为第5次与第6次期间核查的结果1.3mg,小于其电子天平最大允许误差(MPE)为10mg,故期间核查满意。
12.
【案例】 实验室对某一测长仪实施期间核查,期间核查标准采用量块,其期间核查记录见下表:
测量设备 | 名称 | 测长仪 | 编号 | 889-5564 |
最大允许误差 | ±0.002mm | 配置 | 8平面测帽 |
核查标准 | 名称 | 量块 | 编号 | 3005 |
方法 | ××-××《××××》 | 环境 | 20.3℃ |
单位:mm 核查结果: |
参考值x0 | 测量1 | 测量2 | 测量3 | 测量4 | 测量5 | 测量6 |
30.0001 | 30.0004 | 30.0007 | 30.0010 | 30.0005 | 30.0006 | 30.0005 |
95.0012 | 95.0023 | 95.0021 | 95.0023 | 95.0022 | 95.0003 | 95.0024 |
分析评定:
|
核查人/日期 | ×××/2012-01-10 | 批准人/日期 | ×××/2012-01-12 |
请分析并评定该测长仪期间核查结果。
根据上表核查结果进行分析:
(1)首先对每个测量点分析测量结果是否存在异常值,若有异常值,则应剔除,然后重新进行异常值判定,直至测量列无异常值为止。
(2)根据有效的测量值,计算其算术平均值
。
(3)将算术平均值
与参考值比较,其差值若不超过或等于测量设备最大允许误差(MPE),则该测长仪可信;差值若超出测量设备最大允许误差(MPE),则该测长仪不可信,需要检查实验室技术能力,分析原因。必要时,采取纠正及纠正措施或预防措施。
现将分析计算结果填入如下表格之中。