中國測試(shì)技術研究院 魏壽芳 中國計量科學(xué)研究院 施昌彥
為了加(jiā)強和規範我國測量儀(yí)器量值比對工作,由國家質檢總局組織(zhī)製定的國家計(jì)量(liàng)技術規範JJF1117-2004《測量(liàng)儀器比對規範》,於2004年3月2日發布、6月2日起正(zhèng)式實施。為幫助使用者理解和掌握該(gāi)規範的內容,本文就執行中的有關問題作簡(jiǎn)要說明。
一、製定《測量儀器比(bǐ)對規範》的主要依(yī)據
鑒於係初(chū)次(cì)製定,國內又沒有相關的規範性資料可作參考,起(qǐ)草小組隻能在收集國外資料(liào)、特別是查詢CIPM(國際計量(liàng)委員會)關鍵比對(duì)和輔助比對做法的基礎上,重點了解國際比對的有關(guān)規(guī)則。同時,參閱ISO/IEC(國際標準化組織和國際電工委員會)關於利(lì)用實驗室間(jiān)比對的能力驗證的相關規定,特別是中國實驗室國家認可委員會對能力驗證的(de)要求,擬借鑒國(guó)外、國內相關部門開展類似工作的經驗,以求得測量儀(yí)器比對方法上的(de)協調一致。根據調研結果(guǒ),選定如下(xià)文獻(xiàn)作為該規範製定的主要依據。
(1)ISO/IEC導則43:1997《利用實驗室間比(bǐ)對的能力(lì)驗證》
(2)CIPM/MRA:1999國際計量委員會(huì)“國家計量基(標)準互認與國家(jiā)計量院簽發的校準及測量(liàng)證書互認”協議
(3)CIPM/MRA 附件F:1999國際計量委員會關鍵比對導則
(4)JJF1001-1998《通用計量術語及定義》
(5)JJF1071-2000《國家計量校準規範編寫規則》
(6)JJF1059-1999《測量不確定(dìng)度(dù)評定(dìng)與表示(shì)》
二、關(guān)於《測量儀器比對規範》的名稱
國際間的量值比較(jiào)稱為國際比對。關鍵(jiàn)比對(key comparison)是指由國際計量委員會的相關(guān)谘詢委員會(CIPM/CC)選擇、組織的一套比對,包括基本單位和導出單位的倍量、分量及(jí)人(rén)造標準物的比對(CIPM/MRA:1999);
實驗室(shì)間比對(duì)(inter-laboratory comparison)是指按照預先規定的條件,由兩個或多個實驗室對相同或類似被測(cè)物品進行檢測的組(zǔ)織、實(shí)施和評(píng)價(ISO/IEC導則43:1999);
《測量儀器比對規範》所(suǒ)指的比對,是指在(zài)規定條件(jiàn)下,對相(xiàng)同(tóng)準確度等級(jí)或指定不確(què)定度範圍的同種測量儀器複現的量值進行(háng)比較的過程。
測量儀器(計量器具)包括計(jì)量基準、計量(liàng)標準和工作計量器具。根據我國過去在計量領域比對的一貫做法(fǎ),目(mù)前國內由政府部門組織的比對工作均為(wéi)測量儀器量值的比(bǐ)對。
該規範對“比對”的定義明確表述為(wéi):在規定條件(jiàn)下,對相同準確度等級或指(zhǐ)定不確定(dìng)度範圍(wéi)的同種測(cè)量儀器複現的量值進行比較的過程;而量值複現的過程實際上全(quán)麵反映了實(shí)驗室的綜合能力,包括實驗(yàn)室的環境條件、操作人員水平、測量方法、測量設備等(děng)。製(zhì)定該規範的目的(de)是協調和統一測量儀器間量值(zhí)比對的原則,所以,將規(guī)範的名稱確定為“測量儀(yí)器比對(duì)規範”。
三、《測量儀器比對規範》中的幾(jǐ)個主要問題
1.關於該規範構架設計(jì)的考慮
該規範的(de)總體構架設計,主要依據兩個方麵(miàn)的(de)考慮:
(1)鑒於(yú)我國目前開展測量儀器的比對工作,僅限(xiàn)於業已成熟的常規項目中的計量器具;又根據(jù)計量技術規範編寫的基本要求,該規範(fàn)隻(zhī)限於(yú)統一原則,而對於某項比(bǐ)對的具體要求和安排,則由(yóu)主導實驗(yàn)室按照本專業領域的特點,經與參比實驗室協商另行作出規定。
(2)考慮(lǜ)到各專業的比對有其自身特點,諸如數據統計和處(chù)理方法、測量不確定(dìng)度評定(dìng)、儀器交接等都各不相同,故對其比對步驟及注(zhù)意事項等細節,均由(yóu)各主導實驗室以比對技術方案(作業(yè)指導書(shū))的方式具體規定,該規範不作詳述。
2.關於專家組的考慮
測量儀器比對是一件十分嚴謹、通(tōng)過若幹個實驗(yàn)室間的技術運作來完(wán)成(chéng)的複雜工作,它不應該受任何來自其他方麵(miàn)的(de)幹預。專家組是獨立於主導實驗室和參比實驗室乃至組織者的技術權威(wēi)小組(zǔ),國際關鍵比對中稱之(zhī)為“比對顧(gù)問組”。其主要職能包(bāo)括(kuò):對比對工作實施技術指導,處理比對中的重大技術問(wèn)題,解釋和協調比(bǐ)對過程中遇到(dào)的技(jì)術難題(tí)或技術爭議等。
顯(xiǎn)然,這是比(bǐ)對組織者所無法替代的。借鑒國際關鍵比對的做法,該規範建議成立專家組;專(zhuān)家組由主導實驗室與參比實驗室協商後(hòu)提出名單,報比對組織者決定。
3.關於比對路線
比對的路線方式有若幹種,該規範推薦了常用的三種典型的方式:圓環式、星形式和花瓣式(參見JJF1117-2004附錄A)。具體操(cāo)作由主導實驗室根據實際情況自行選(xuǎn)取。
圓(yuán)環方式適用於參比實驗室為數不多,傳(chuán)遞標準結構比較簡單、便於搬運、穩定性非常好的情況。其優點是使用傳遞標準數量少(shǎo);但比對工作所用的時間(周期)較長,運作不當時容易造成無效比(bǐ)對。
星(xīng)形方式適用於多套傳遞標準同時進行,其(qí)比對周(zhōu)期短,即使某一個傳(chuán)遞標準損壞,也隻影響一個實(shí)驗室的比對結果。
花瓣方式可將(jiāng)無效(xiào)比對控製在比對過(guò)程(chéng)的某一中間環節。若有三套傳(chuán)遞標準(zhǔn)同時進行,則可縮短(duǎn)比對周期。
在一般情況下,若傳遞(dì)標(biāo)準穩定性非常好,參比實驗室較少(shǎo),可(kě)采取圓環式;若(ruò)傳遞標(biāo)準穩定性(xìng)比較好,則可采取花瓣(bàn)式;否則隻(zhī)好采取星型式。
4.關於比對保密的規定
如果比對數據保密不好,將達不到比對預定的目(mù)的。為保證比(bǐ)對的質量、比(bǐ)對的公正性和嚴肅性,該規範明確規(guī)定,在正式通報比對結果前,各相關實驗室(主(zhǔ)導實驗室、參比實驗室)和相關人員(組織人員、試驗人員、專家組成員等)應對比對結果嚴格保密。
在製定比對實施方案時,由主導(dǎo)實驗室重(chóng)申保密規定或作出詳細規定。
5.關於比對實施方案
不(bú)同的測量(liàng)儀器(qì)有各自的特殊性,對其要求也有極強的針(zhēn)對性(xìng)。為此,比對實施方(fāng)案隻能根據(jù)測量儀器特點並結合其使(shǐ)用、運輸、試驗等過程中的注意事項,由主導實驗室提出,並(bìng)經所有參比實驗室討論同意後實施。
6.關於比對結果的評價和判別方法
由(yóu)於(yú)比對參考值往往不易確定,參考值的測量不確定度(dù)也不易評定;而各專業比對數據的(de)統計和處理方法又不一樣。因此,目前國際(jì)上(shàng)常常是通過具(jù)體例子(zǐ)摸索經(jīng)驗,並指導其他項目,而不強求各專業之間在評(píng)價和(hé)判別方法(fǎ)上的一致。
對於實驗室間(jiān)有些測(cè)量儀器的比對,通(tōng)常采取例如En比法,它可以是反映參比實驗(yàn)室測得值與主導實驗室參考值之間變動性的一個標準化差值(與測得值、參考值的擴展不確定度(dù)有關)。當En比大於1時判(pàn)為不通過,當En比小於或等於1時判為通過。
也可以采取其他的評價判別方法。一般來說,依據比對的目的,由主導實驗室、參(cān)比實驗(yàn)室、比對組織者和專家組,結合該領域測量不確定度評定的現狀而定。該規範沒有也不宜作出統一規定。
四、目前國內比對實施的基本程序
比對有時是在(zài)缺少更高準確(què)度等級的計量標準時,使測量結果趨向一致的一種手段。比對通常應具備組織者、參比實驗室、主導實驗室(一般在該領域中技術水平比較領先的實驗室(shì))、計量特性優良的傳遞標準(測量不確定度(dù)應小於(yú)被比對象(xiàng),或同(tóng)一量級但性能穩定(dìng))。
近年來,國家質(zhì)量監督檢驗檢疫總局十(shí)分重視(shì)測量儀器的(de)量值(zhí)比對工作,每年計(jì)劃列支專款開展相關領域的量(liàng)值比(bǐ)對。具體組織立項工作,交由各相關專業計量技術委(wěi)員會實施。中國實驗(yàn)室國家認可委(wěi)員(yuán)會也十分重視利用實驗(yàn)室間(jiān)比對的能力驗證工作。目前,向國家質量監督檢驗檢疫總局提出比對(duì)項目的基本程序是:
●實驗室提出比對項目的建(jiàn)議申請;
●報相關專業計量技(jì)術委員會組織論證;
●上報比對組織者——政府計量行政部門;
●組織者確定項目、指(zhǐ)定主導實驗室,批轉技術委(wěi)員會;
●技術委員會通(tōng)知主(zhǔ)導實驗室按JJF1117-2004組織實施(shī)。