本文為第(dì)二屆《中國計量》中青年優秀科技論文獎三等獎獲獎文章之一
遼(liáo)寧省大連市計量檢定測(cè)試所 馬強
期間核(hé)查的主要目的是考核核查量的變化情況是(shì)否超出(chū)規定或理想的界限,提前加以預防和控製。前期的探討對設備核查工作有很強的指導意義,通過對各位老(lǎo)師專家的學習,現結合我(wǒ)們單位的工(gōng)作實踐,對期間核查的理解(jiě)作進一步(bù)探討(tǎo)。
一、對需核查設(shè)備及核查標準選取的理解
需要核查的測量(liàng)設備主要指在周(zhōu)期間對其計量性能的保持有懷疑的設備,通常為準確度較高、使用頻繁、使用條件不佳、穩定性不理想且存在穩定的核查標準的設備(bèi)。穩定性可以通過上級檢定數據(jù)及日常核查數據(jù)進行分析,對建立計(jì)量(測量)標準時穩(wěn)定性考核及曆年上級檢定數(shù)據良好的測(cè)量設備則不需核查。
核查標準為計量性(xìng)能滿足核查要求、用於核查的測量設備。通常其穩定性應優於核查控製限的1/3,用於多周期核查應優(yōu)於1/5。由於各專業技術特點的差異性,可對核查標準的穩定(dìng)性、分辨力等計(jì)量性能指標單獨提出(chū)要求,通常可選用符合上(shàng)述要求的實物量具。
二、對核查量及控製限的理解
核查量即核查點的實際值(也可用示值誤差或修正值表示,下同),其初值通常由高一等級計量標準給出。其控製限通常為技術法規規(guī)定的最大允許誤差、擴展不確(què)定度限(xiàn)或實際值的允許變化範圍,無相應規定,可參考其他標準或(huò)依(yī)據長(zhǎng)期統(tǒng)計控製數據確定,本文用(yòng)Yc表示,核查結果Yx應(yīng)不大於相應量的控製限Yc。
核查點選擇設備的基本測量參數的基本量程的常用測量點或(huò)變化最明顯(xiǎn)的點。
應根據專業技術(shù)法規及專業技(jì)術特點選擇期間核查與穩定性的控製限。有的規程明確給出了實際值的允許變化範圍及穩定(dìng)性控製限,有些(xiē)設備(bèi)規程規定的最大允許誤差或擴展不確定度並不是指檢定點實(shí)際值的允許變化(huà)範圍或穩定性控製指標,有的需要通過給出的最大(dà)允許誤差、擴展不確定度或實驗數據進行推(tuī)算。例如,JJG259-2005《標準金屬量器》檢定(dìng)規程(chéng)規定,3次標定值最大差(chà)值(zhí)不能超過(guò)最大允許誤差,需(xū)要推算實際值的允(yǔn)許變化範圍,而JJG99-2006《砝碼》檢定規(guī)程同時(shí)規定了修正值的允許變化範圍(wéi)是±(|MPE|-U),不確定度U≤(1/3)|MPE|,穩定性為相鄰兩個周(zhōu)期的(de)檢定結果之差(chà)不得超過該(gāi)砝碼最大允許誤差的(de)1/3。
三、對核查、計算方法的(de)理解
設備經高一(yī)等級計量標準檢定/校準後,立即用核查標(biāo)準對被核(hé)查設備進(jìn)行第1次核(hé)查,在設備有效期到期前計劃時間段(通常可取(qǔ)到(dào)期(qī)前1/2~1/4周期),對(duì)被核查設備進行第2次核查,在設(shè)備有效期到期前,對被核查設備進行第3次核查,分別得到核查值y1、y2、y3。核查值按(àn)相應計(jì)量技術標準測量得到,通(tōng)常為多次測量的算術平均值。∣>0.2Yc。其中:n——周期內核查次數i=1,2,3……n;j——多周期序號),應分析經高一等(děng)級溯源時校準(zhǔn)調修、運輸震動或核查標準變化等影響因素,如果確(què)認經(jīng)高一等級溯(sù)源時校準調修,應在核查結果中減去(qù)調整量,若調整量未(wèi)知(zhī),並排除運輸振動影(yǐng)響,可近似(sì)用(y1,j+1-yn)代替。多周期連續核(hé)查結果(guǒ)如果超出合(hé)理範圍,應檢查、更新核查標準或另(lìng)起核查起(qǐ)點。
對自我溯源的設備可按相應檢定規程或校準規範對設備核查點用傳遞法進行(háng)核查。周期間可隻(zhī)做1次核查,以前後2次周(zhōu)期檢定/校準數據(y0j、y0(j+1))及中間檢定/校準數據y′0j作為(wéi)核查數(shù)據,此時核查結果取3次(cì)周期檢定/校準數據絕對值最大者。
對重要的最高計量標準,若有可能可繪製多周期期間核(hé)查曲線,如圖1所示。
,j
核查結果:Yx=∣Yi∣max,為多次核查差值絕對值最大者。核查差值Yi=yi-y1+y0,y0為經高一等級計量標準檢定/校準設備核查點的初值,示值誤差、修正值未給(gěi)出時默認y0=0。
核(hé)查結果Yx應不大於相應量的控(kòng)製(zhì)限Yc,即(jí)Yx≤Yc。
計算核查判據:
多(duō)周期(qī)核查結果(guǒ)良(liáng)好(通常為(wéi)P≤0.5),且穩定(dìng)性合格的設備,可減少核查頻次;0.8<P≤1,且多次核查判據值有增大趨勢,應(yīng)增加核查次數(shù),並采取(qǔ)相應控製措施加(jiā)以預防(fáng);P>1,應分(fèn)析原因,通過調修加以排除,多周期P>1,應考慮縮短檢定周期或校準間隔。
多(duō)周期核查時(shí),如果下周(zhōu)期第一次核查值與上周(zhōu)期最後一次核查值偏(piān)差較大(通常∣y1,j+1-yn,j
圖1 多周期期間核查曲(qǔ)線
四、期間核查和穩定性考核(hé)關係的探討
期間核查(chá)與穩定性(xìng)考核都是設備示值核查管理的一部分,但期間核查是核查實際值,實際值控製限為Yc,控製的中心線Y0(原點)為0(示值誤差或修正值)或標稱值(實際值為標定值);穩定性考核是核查(chá)實際值的變化量,控製限為技術法(fǎ)規規定的周(zhōu)期間穩定性控製指標(biāo)Ycw或穩定性統計控製指標,如(rú)實際評定的(de)設備的擴展不確定度作控製限,控製的(de)中心線Y0w(原點)為(wéi)由高一等級計量標準(zhǔn)給出的初值,未給出初值時取期間核查控製的中心線Y0。兩個核查量的控製限不同,對示值的控製區域也不同。隻有當(dāng)中心線與控製(zhì)限完全相同(未(wèi)給出初值或標定且Yc=Ycw)時(shí),兩項核查結果才會偶然重(chóng)合。實際值允許範圍和穩定(dìng)性均(jun1)有(yǒu)符合性要求的(de)設備控製範圍應為兩者控製(zhì)限(xiàn)的交集。-yi)為多(duō)次核查值的最大差值。核查結果Yxw應不大於穩定性的控製限Ycw,即Yxw≤Ycw。
穩定性(xìng)核查判據:
為了比(bǐ)較三種控製限(xiàn)的期間核查及穩定性(xìng)考核數據,下(xià)麵以200g、F2等級砝碼為例說明(míng)核查(chá)判據的(de)計(jì)算方法,如(rú)表(biǎo)1所(suǒ)示。
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實際值允許範圍和穩定性均有符合性要求(qiú)的(de)設(shè)備,可將兩(liǎng)項工作合並進行。穩定性核查核查值y1、y2、y3測量與上述期間核查相同,計算方法如下:max
穩定性考核分為對初值變化和核(hé)查(chá)值之間最大變化兩種情況。核查量為對初值變化的(de),核查結果Yxw=∣Yi∣max為多(duō)次(cì)核(hé)查差值絕對值最大者,核查差值Ywi=yi-y1;核查量(liàng)為核查值(zhí)之間最大變化(JJF1033-2008《計量標準(zhǔn)考核規(guī)範》的新建標要求)的,核查結果(guǒ)Yxw=(yi
表1
注:表中3次(cì)測量核查數據為核查值(mg)/核查差值(mg)/判據值,例(lì)如期間核查(控製限為Yc)第2次測量核查數據0.2/0.8/1.1為y2/Y2/P2。核查值之間最大變(biàn)化的穩定性考核隻列出控製限為Ycw的計算,總體判(pàn)斷為3次核查判據值的最大值。
已知(zhī):最大允許誤差(chà)Δ=±1mg,修正值允(yǔn)許變化(huà)範圍Yc=0.7mg,穩定性控製(zhì)限(xiàn)Ycw=0.3mg,高一等級計量標準檢定證書給出砝碼(mǎ)修(xiū)正(zhèng)值為0.6mg,砝碼實際評定擴展不確定度(含穩定性)U=0.4mg,核查得到:y1=0、y2=0.2mg、y3=-0.4mg。
由表1數據可知(zhī),該例不適合用最大允許誤差或擴展不確定度作期間核查控製限。用最(zuì)大允(yǔn)許誤差作期間核查(chá)控製限會(huì)將已超出要求的點判為合格(gé),如第2次測量核查;用實際評定擴展不確定度作為期間核查控製限會將符合要求的點判為不合格,如第(dì)1次核查合(hé)格的設備還沒有變化,判據值(zhí)就達到1.5。穩定性核查各控製限如果存在,控製限應按Ycw、U、Δ順序優選,核查值之間最大變化的穩定性考核比(bǐ)對初值變化更為嚴格。期間核(hé)查及穩定性核查核(hé)查過程可為同一過程,但計算判斷及核(hé)查(chá)曲線繪製應(yīng)分別進行。如果高一等(děng)級計量標(biāo)準(zhǔn)給出了核查點實際值(zhí)的初值,期間核查時(shí)應將(jiāng)其(qí)代入。
期間核查和穩定性同時進行時,可將穩定性考核圖疊加於期間核查圖,穩定性核查圖(tú)中心線為(wéi)y0,以表1為例的核查曲線如圖2所示,斜線重疊區域為實際控製區域,即(y0-Ycw)~Yc。
圖2 期間核查及穩定性核查曲線