测量设备管理和溯源性暨期间核查.ppt

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1、测量设备管理和溯源性实现暨期间核查,第一章:术语和定义(附有关说明)参考：ISO/IEC GUIDE 99:2007国际计量学词汇基本和通用概念及相关术语,一、测量设备术语1.1 设备Equipment 测量仪器、测量标准、参考物质、辅助设备以及进行测量所必须的资料的总称。1.2 测量仪器(计量器具)measuring instrument单独或与一个或多个辅助设备组合，用于进行测量的装置。【注1】一台可以单独使用的测量仪器是一个测量系统。【注2】测量仪器可以是指示式测量仪器，也可以是实物量具。1.3 测量系统measuring system一套组装的和适用于特定量在规定区间内给出测量值的一台

2、或多台测量仪器，包括任何试剂和电源。【注】一个测量系统可以仅包括一台测量仪器。,一、测量设备术语(续1)1.4 实物量具material measure 使用时以固定形态复现或提供具有赋值的一个或多个同类量的测量仪器。【例】标准砝码；容积量器（提供单个或多个量值，带或不带量的标尺）；标准电阻器；线纹标尺(尺)；量块；标准信号发生器；有证标准物质。【注1】实物量具的示值是其所赋的量值。【注2】一个实物量具可以是一个测量标准。,二、测量设备的特性术语2.1 示值indication由测量仪器或测量系统提供的量值。【注1】示值可以用可视形式或声响形式表示，也可以传输到其它装置。示值通常由模拟输出显示

3、器上指示的位置、数字输出所显示或打印的数字、编码输出的码形图、或实物量具的赋值给出。【注2】示值与相应的被测量值不必是同类量的值。2.2 额定工作条件rated operating condition为使测量仪器或测量系统按设计性能工作，在测量时必须满足的条件。【注】额定工作条件通常要规定被测量和任何影响量的量值区间。,二、测量设备的特性术语(续1)2.3 分辨力resolution引起相应示值产生可觉察到的变化的被测量的最小变化。【注】分辨力可能与诸如噪声（内部的或外部的）或摩檫有关，也可能与被测量值有关。2.4 稳定性stability测量仪器保持其计量特性随时间恒定的特性。【注】稳定性可

4、用几种方式量化。例如：【例1】用计量特性变化到某个规定的量所经过的时间间隔表示；【例2】用特性在规定的时间间隔内发生的变化表示。,三、其他相关术语与定义3.1 校准calibration在规定条件下，首先确定由测量标准提供的带有测量不确定度的量值与对应的带有相关测量不确定度的示值之间的关系，然后利用这种信息确定由示值所得测量结果的关系的操作。【注1】校准可以用陈述、校准函数、校准图、校准曲线或校准表格等形式表示。某些情况下，可以包括对示值的带有不确定度的相加的或相乘的修正。【注2】校准不应与测量系统的调整(通常错误称作的“自校准”)相混淆，也不要与检定相混淆。【注3】通常只将上述定义中的第一步

5、理解为实际校准。,四、测量仪器重复性试验方法4.1 试验原则(1)为了获得测量仪器重复性，必须在相同的条件下进行测量，这些它既包括测量程序、人员、仪器、环境条件等。(2)重复性通常用单次测量结果yi的实验标准差s(yi)表示。(3)重复性通常是检定/校准/检测结果的一个不确定度来源。(4)为保证在尽可能相同的条件下进行测量，必须在尽可能短的时间内完成重复性测量。(5)被测对象的不稳定会影响重复性测量结果。在评定时要求对某一常规的典型被测对象进行测量，这样所得到的重复性测量结果可以用于多数的检定/校准/检测结果。(6)当被测对象的稳定性较差时，使得到的重复性测量结果大于常规时，应重新进行测量结果

6、的不确定度评定。,四、测量仪器重复性试验方法(续1)4.2 重复性是测量仪器的固有特性测量仪器的重复性是指在相同测量条件下，重复测量同一个被测量，测量仪器提供相近示值的能力，属于随机效应的影响。因此，重复性通常可以通过对测量数列进行统计分析的方法给出。也就是说，可以用测量结果的分散性来定量地表示，即用单次测量结果yi的实验标准差s(yi)来表示。对于规范化的常规测量，即规定了测量程序、测量方法的测量，诸如技术标准/规范/规程中规定的方法。重复性是测量仪器的固有特性，具有一个确定的数值。,五、测量仪器稳定性试验方法(续)5.4 测量系统在稳定性的测量过程中不可避免地会引入被测对象对稳定性测量的影

7、响，为使这一影响尽可能地小，必须选择一稳定的测量对象来作为稳定性测量的核查标准。5.5 若测量系统在使用中采用标称值或示值（即不加修正值使用），则测得的稳定性应小于测量系统的最大允许误差的绝对值；如加修正值使用，则测得的稳定性应小于该修正值的扩展不确定度(U，k=2或U95)。5.6 只要可行，所有计量标准和用于检测的测量系统，都必须进行稳定性考核。,5.7 核查标准的选择大体上可以按下述几种情况分别处理(1)被测对象是实物量具或者可以用实物量具来代替这种情况可以选择能比较稳定的实物量具作为核查标准。如：机械式天平及砝码；卡尺、千分尺等。(2)测量系统仅由实物量具组成，而被测的对象为非实物量具

8、的测量仪器。实物量具的稳定性通常远优于非实物量具的测量仪器，因此在这种情况下可以不必进行稳定性考核。但需画出测量系统示值，值随时间变化的曲线，即测量系统稳定性曲线图。如：测试系统为光电分析天平，被测对象为电子天平。,(3)测量系统和被测的对象均为非实物量具的测量仪器 如果存在合适的比较稳定的对应于该参数的实物量具，可以用它作为核查标准来进行计量标准的稳定性考核。如果对于该被测参数来说，不存在可以作为核查标准的实物量具，可以不作稳定性考核。【注】一次性使用的标准物质可以不进行稳定性考核 例如：绝缘电阻测试仪，可用标准电阻进行测试。全自动精密投影仪，可用经校准的标准物。,因校准产生一个修正因子时，

9、应保证所有相关设备和数据得到足够的重视。例如：利用砝码校准电子天平，砝码本身的校准因子（重量的正负偏差），因计算到电子天平的最后校准因素中去。而在使用电子天平的测量过程中，也隐含砝码的校准因子。,第二章 测量仪器设备常规管理,常规管理内容一、测量仪器设备管理的任务二、测量仪器设备管理的内容三、测量仪器设备的计划管理四、测量仪器设备的常规管理五、测量仪器设备的技术管理,一、测量仪器设备管理的任务测量仪器设备是实现检测/校准的技术手段，是测量仪器、测量标准、参考物质、辅助设备及进行测量所必需的资料总称。包括系统、器具、元件、材料等。它的正确选择与装备、使用与维护，不仅直接影响到实验室的运行成本(占

10、有形资产的相当份额)，而且直接关系到检测/校准数据的质量(可靠性、准确性)，关系到检测/校准数据的互认。仪器设备管理的任务，就是利用有效的管理措施，做好仪器设备的管理、维护和保养，贯彻以预防为主，维护保养和合理使用并重的方针，充分发挥其投资效能，实现仪器设备管理的科学化，促进检测/校准工作的开展。具体说应包括以下6个方面,1遵照工作上适用、技术上先进、经济上合算的基本原则选购仪器设备。（专家建议购买仪器设备前应先去准备购买的设备拥有企业考察，充分对比，再考虑购买何种，应优先购买口碑较好的设备制造商）2做到购置时仪器设备主机、附件配套齐全，到货后及时安装调试、验收、投运，出现故障时及时修复。3合

11、理利用仪器设备，不保留过多剩余能力，也不能使高性能设备长期在低档运行或存储不用。4做好仪器设备革新改造、更新换代工作，同时做好引进设备的研究、消化和改进。5加强仪器设备维修与管理人员的技术培训，提高维修和保养技术，保证备件、配件的供应。6开展经济核算，重视经济效益。,在选购仪器设备时应考虑以下6个方面：计量特性。主要包括测量范围、准确度等级、示值误差、重复性、稳定性、滞后、分辨力、鉴别力(阈)等，其中，测量范围和准确度等级是两项最主要的指标。选购仪器设备首先要考虑测量范围和准确度等级的匹配，即，测量范围要覆盖被检测/校准参数的变化范围，准确度等级应符合1/31/5原则。可靠性。是指测量仪器在规

12、定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力，主要包括使用寿命、气候环境适应性、抗机械干扰性能、抗电磁干扰性能、电气安全性能、可维修性与易修性以及零件的耐用性等。兼容性。是指所选购的仪器设备应尽可能与现有仪器设备相兼容。成套性。是指所选购的仪器设备要配套，包括单机配套、机组配套、项目配套以及技术性能配套。如离子色谱仪，除主机外需要相当多的配件。环保性。是指仪器设备运转以后对环境不发生污染的水平，包括噪声和有害物质等污染。经济性。是指仪器设备在满足使用要求的前提下尽可能降低成本，包括减少日常运行的能源消耗，力求“物美价廉”,7.仪器设备检定周期/校准间隔的确定仪器设备检定周期严格执行计量检定规程的要

13、求。再校准的时间间隔取决于测量风险和经济因素，即测量仪器在使用中超出最大允许误差的风险应当尽量小，而年度的校准费用应当保持最少，也即如何使风险和费用两者的平衡达到最佳化。仪器设备校准间隔的确定可以参照稳定性考核或期间核查考核结果决定。当期间核查的判据进入临界预防区时，应特别引起关注，决定是否需要再次重新校准。,本院质量手册的相关规定,21.1测量溯源管理程序4.3 设备计量周期的确定4.3.2 只在投入使用前进行计量，使用过程中不再安排的计量为一次性计量。主要适用于准确度等级不高并失准风险不大，或是使用寿命较短的，并满足几个条件之一4.3.2.1 尺寸固定材料结实耐用。如钢尺、砝码等4.3.2

14、.2 单纯依靠一种或某几种稳定的物理化学特性以实现其性能技术指标的且一旦损坏无法修复的。如玻璃温度计、热电偶等4.3.2.3 设备以固定在位无法拆卸下来计量，且在失效时使用部门可及时识别。如安装在设备内的压力表、转子流量计等。4.3.3 设备在符合某一条件后进行计量的为不定期计量。主要适用于使用频率较低，设备的失效与时间关系不大，或是计量条件所限的设备。4.3.3.1 设备的失效主要取决于使用次数。如较高尺寸精度的量规，标准灯灯；4.3.3.2 经常处于长期运转状态，而停机安排计量会造成较大影响的设备，可由使用部门根据设备的特点在计量有效期内通知技术部设备科安排计量时间。4.3.3.3 设备使

15、用频率较低，当时同达到一定频次或者通过核查怀疑设备异常时需安排计量。如：全自动投影仪等。,周期计量为计量的主要形式，一般不符合一次性计量和不定期计量要求的设备应安排周期计量。计量周期一般可以定为6、12、24、36个月4个间隔档次。计量周期的确定和变更主要考虑设备的技术特征、重要程度、使用频繁程度和使用环境条件，必要时应参考生产商的专业推荐和相关国家和行业检定规程、校准规程的规定。,第三章计量溯源管理和内校准,相关内容一、溯源性是计量的基本特性二、计量溯源途径三、量值溯源的实施四、检测实验室内校准的要求五、期间核查六、计量确认(检定/校准的验收),(六)期间核查虽然检定规程中给出了检定周期，但

16、人们不知道在有效期内测量仪器的技术性能是否能够始终保持。为此，需要对测量仪器进行期间核查，即使用简单实用并具相当可信度的方法，对可能造成不合格的测量仪器的某些参数，在两次相邻的校准时间间隔内进行检查，以维持其校准状态的可信度，即确认上次校准时的特性不变。,期间核查的目的，在于发现测量设备和参考标准出现量值失准以及缩短失准后的追溯时间。当核查发现不能允许的偏移时，实验室可以采取适当的方法或措施，尽可能减少和降低由于设备校准状态失效而产生的成本和风险，有效地维护实验室和顾客的利益。,对检测实验室的特定要求检测项目的测量溯源性与对校准的要求基本相同，检测实验室的特定要求只适用于具有测量功能的测量和检

17、测设备。所谓具有测量功能的检测设备是指仅判断“过”或“不过”，“合格”或“不合格”的检测设备，例如检测孔径用的“止规”和“通规”。所谓具有测量功能的测量设备是指负责监测某一相关参数(“辅助”参数)以保证另一参数(主参数)能准确地测量的“辅助”测量设备，如电机功率输出检测中要有负责监测电压的电压表，才能给出在稳定于某一电压值下的电流输出功率曲线，我们主要是测量电机的电流输出功率曲线，此时，电压表控制试验条件，即为“具有测量功能的测量设备”。,由于检测的多样性，检测要求差别又很大，考虑到需要与可能、经济与合理，实事求是地按照每个检测项目测量不确定度分析结果，依据设备校准分量对扩展测量不确定度贡献的

18、大小，合理衡量其溯源要求。对测量准确度要求高的检测项目，设备校准占据着扩展测量不确定度主要分量时，设备应严格遵循校准要求；若设备校准所带来的贡献对检测结果的扩展不确定度几乎没有影响时，则实验室只要保证所用设备能满足检测工作需要即可，此时不一定要校准。,第四章 期间核查,一、17025对期间核查的要求GB/T 27025:2008(ISO/1EC 17025:2005；CNAS-CL01:2006)对期间核查有如下规定：5.5.10 当需要利用期间核查以保持设备校准状态的可信度(confidence)时，应按照规定的程序进行。5.5.10 When intermediate checks are

19、needed to maintain confidence in the calibration status of the equipment,these checks shall be carried out according to a defined procedure.,院质量手册对于期间核查的规定21.1 测量溯源管理程序4.5 设备及标准物质的期间核查4.5.1 对于计量状态不太稳定、容易产生漂移的；或因出现欠载、过载等非正常工况会容易导致计量失准的；以及计量失效会对检测结果产生较大影响的设备及标准物质等，应安排期间核查。使用部门应编制相应的核查规程，对核查的方法、频次、项目、范

20、围及判定规则等进行规定。,5.6.3.3 期间核查应根据规定的程序和日程对参考标准、基准、传递标准或工作标准以及标准物质进行核查，以保持其校准状态的置信度(confidence)。,二、期间核查的内涵根据测量设备的定义，这里所述的测量设备包括测量仪器、测量标准、参考物质、辅助设备等，在以后的叙述中不再加以区分，一律使用测量设备或简称设备。迄今，没有有关“期间核查(intermediate check)”的明确的定义。为此，我们必须根据与校准有关的名词术语和ISO/IEC 17025条款“和5.6.3.3”的要求来对期间核查的有关概念进行说明，进而提出期间核查的实施方案。,三、有关的设备技术特性

21、3.1 设备的最大允许误差设备的最大允许误差又称误差限(limit of error)，或简称最大允差，是“由给定设备的规范或规程所允许的，相对于已知参考量值的测量误差的极限值”。最大允许误差是一个区间，常用符号“MPE”表示，其数值带有“”号。对于界限对称的区间，其中心值为参考量值xs，参考量值xs可以是被测量的真值或具有可忽略测量不确定度的测量标准赋予的量值。如果用表示最大允差的绝对值，最大允差的区间可以表述为Xs，Xs+,3.5 测量设备示值的“修正值”测量设备示值的“修正值”是对测量设备示值的“系统效应的补偿”而附加的一个值。由可知，系统误差与随机误差一样是不可能被消除的，但通常可以被

22、减小。如果一个系统误差来源于测量结果影响量的已识别的效应，则称为系统效应。这种效应可以定量给出，而且如果其大小对测量所需的准确度而言有意义的话，则可采用估计的修正值或修正因子予以修正。经修正后，由系统效应引起的误差的期望值为零。所以，测量设备示值的“修正值”等于负的示值误差：修正值=XsXu(4),四、期间核查的策划 期间核查是为了保持设备校准状态的可信度，因此设备的期间核查与所考虑的时间段的长短有关，它通常取决于检定规程规定的检定周期或实验室自行规定的设备再校准的时间间隔。期间核查只是考核设备示值的系统误差，或者说只是考核系统效应对设备示值的影响。因此，应当排除随机误差(或随机效应)的影响。

23、随机效应的影响主要包括被测对象的影响和环境和人员的影响。为使被测对象的影响尽可能地小，必须选择一稳定的测量对象来作为期间核查的核查标准。为使环境和人员的影响尽可能地小，可以在期间核查的测量中通过多次(例如等于或大于10次)独立重复测量，取其算术平均值作为测量结果。,4.1 设备和核查标准的选择(1)参考标准、基准、传递标准或工作标准的期间核查被校准的对象是实物量具在这种情况下可以选择一个性能比较稳定的实物量具作为核查标准。(卡尺)b)设备仅由实物量具组成，而被校准的对象为非实 物量具的测量仪器实物量具通常可以直接用来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，

24、因此在这种情况下可以不必进行期间核查。但需利用设备历年的校准证书画出设备标称值随时间变化的曲线。,c)设备和被检测或被校准的对象均为非实物量具的测量仪器如果存在合适的比较稳定的对应于该参数的实物量具，可以用它作为核查标准来进行期间核查。如果对于该被测参数来说，不存在可以作为核查标准的实物量具，可以不作期间核查。（绝缘电阻测试仪、耐压机等）(2)用于产品检测的设备的期间核查如果存在合适的比较稳定的对应于该参数的实物量具，可以用它作为核查标准来进行期间核查。否则，可以不作期间核查。(3)一次性使用的标准物质可以不进行稳定性考核。,不能进行期间核查怎么办？如果找不到稳定的核查标准作为被测对象，说明被

25、核查的设备稳定。1 不要将期间核查与测量结果比对和相混淆。2 期间核查的管理要使用“系统方法”。如果设备不能进行期间核查，可以采用其他方法对测量结果进行监控，即采用整体方法进行考核。,4.2 设备量程和参数的选择期间核查不是重新校准或再校准，不需要对设备的所有参数和所有量程进行核查。实验室应当根据自身的实际情况和实践经验选择期间核查的参数和量程。建议按下述几种情况分别处理：(1)原则上设备关键参数都必须进行期间核查。但是，对于多功能设备，应当选择基本参数。例如数字多用表，可以选择直流电压和直流电流参数，因为电阻是由直流电压和电流导出的，交流电压/电流是通过积分转换为直流电压/电流的。,(2)选

26、择设备的基本量程和基本量程中常用的测量点(示值)进行期间核查。例如数字多用表的直流电压可选择10V进行期间核查，因为其内部标准电压为10V；直流电流应选择1mA，因为其内部标准电流为1mA的恒流发生器。再例如电子天平可选择100mg进行期间核查，因为电子天平通常配备有100mg砝码。,五、期间核查的实施如前所述，期间核查是核查设备示值的系统误差，或者说核查系统效应对设备示值的影响，亦即核查设备的示值在检定规程规定的检定周期内或建标单位自行规定的计量标准再校准的时间间隔内，是否始终保持在(Xs，Xs+)区间内或始终保持在(XsU95，Xs+U95)区间内。所以，期间核查的关键是首先必须确定参考值

27、(实际值或校准值)Xs。有两种方法可以确定参考值(实际值或校准值)Xs。其一是由高一级的计量标准将参考值(实际值或校准值)Xs赋予核查标准核。其二是实验室通过附加测量自行将参考值(实际值或校准值)Ys赋予核查标准。,设备期间核查曲线可以参照下图进行绘制，图中必须给出参考值(实际值或校准值)Xs、区间(Xs，Xs+)或区间(XsU95，Xs+U95)。如果绘制一个检定周期(或校准间隔)的曲线图，时间轴取月份为单元。如果是历年的期间核查曲线，时间轴单元为年。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，可依据历年检定/校准证书的数据绘制期间核查曲线(时间轴单元为年)。,接受准则：H 0.7

28、，表明被核查的仪器设备的校准/检定状态得到保持；拒绝准则：H 1，表明被核查的仪器设备的校准/检定状态没有得到保持，必须查找原因并迅速采取纠正措施或重新送检定/校准；临界预防准则：0.7 H 1，表明被核查的仪器设备的校准/检定状态接近临界，须查找原因并采取适当的预防措施：包括增加核查次数或提前进行检定/校准。,课后个人小结：每台设备应该专人负责，设备记录在设备附近，包括操作说明、校准情况、计量时间、测量重复性及期间核查记录，最好将相应的不确定度也附上。在每台设备送检前1个月，该设备负责人应通知本室设备管理人及所有使用该设备的同事。并在送检回来后仔细核对校准证书，并将数据进行整理和展示。专人负责整个机构的设备的不确定度及校准评定。是否可以在报告中增加 对不确定度的要求。是否可以通过不确定度来跟国际接轨。,讲课完毕，谢谢！如有问题请咨询中国计量科学研究院陈达仁教授,