量值传递和量值溯源课件.ppt

2019/12/14,1,计量基础知识培训量值传递和量值溯源,中启计量体系认证中心蔡银yt69346713,2019/12/14,2,量值传递和量值溯源,一、量值溯源的概念和要求1.量值传递和量值溯源的概念2.量值溯源的要求3.量值溯源的途径和手段二、量值溯源的实施1量值传递方式2.量值溯源的实施三、量值溯源的中值得关注的几个问题1.量值溯源的目的2.检定和校准的差异3.关于对功能设备的校准校验4.关于修正值和修正因子的运用,2019/12/14,3,一、量值溯源的概念和要求,1.量值传递和量值溯源的概念量值传递:是将国家基准所复现的计量单位量值，通过检定/校准（或其他传递方式）传递给下一等级的计量标准，并依次逐级传递到工作计量器具以保证被计量对象的量值准确一致的全部过程。量值溯源:在JJF1001-1998通用计量术语及定义之8.10给出的定义是“通过一条具有规定的不确定度的不间断的比较链，使测量结果或测量标准的值能够与规定的参考标准，通常是与国家测量标准或国际测量标准联系起来的特征”。由此看出，量值溯源是量值传递的逆过程，量值传递是自上而下地将国家计量基准复现的量值逐级传递给各级计量标准直至工作计量器具；而量值溯源是自下而上地将量量值溯源到国家计量基准，只是这种溯源是自觉行为，而且不一定要通过一级一级依次溯源。,2019/12/14,4,一、量值溯源的概念和要求,2量值溯源的要求2005年12月31日国家质检总局发布了实验室和检查机构资质认定管理办法，其中第三十条规定：“实验室和检查机构在使用对检测、校准的准确性产生影响的测量、检测设备之前，应按照国家相关技术规范或者标准进行检定、校准”。第三十一条规定：“实验室和检查机构应确保其相关测量和校准结果能够溯源至国家基标准，以确保结果的准确性”。ISO/IEC17025：2005检测和校准实验室能力认可准测之5.6.1规定：“用于检测和或校准的对检测、校准和抽样结果的准确性或有效性有显著影响的所有设备（例如用于测量环境条件的设备），在投入使用前应进行校准。”计量认证审查认可评审准则之9.1规定：“凡对检验准确性和有效性有影响的测量和检验仪器设备，在投入使用前必须进行校准和或检定（验证）。”,2019/12/14,5,3.量值溯源的途径和手段(1)量值溯源的保障我国早在1985年就颁布了计量法，同时还制定了与其配套的法规性文件，并且制定了较为完善的检定系统表、检定规程与计量技术规范等，为量值溯源提供了法律保证和技术依据。依法设置了一套计量行政机构和计量技术机构。这些机构正在履行各自的职能、为社会各界提供计量技术服务和管理服务，确保了国家计量单位制的统一和量值的准确可靠。目前已形成完整的计量基础体系和计量标准体系，在中国计量科学研究院和中国测试技术研究院建立了门类齐全的计量基准、标准，并多次参加国际比对，实现了国际互认。,2019/12/14,6,(2)量值溯源的途径在CNAIJAR10：2002量值溯源政策中指出：“CNAS承认我国法定计量体系量值溯源的有效性和CNAS认可的校准实验室所提供的溯源性”，并进一步阐述了6种途径，直接或间接地实现量值溯源。概括起来有4点：一是直接送至有资质的检定校准机构进行检、校来实现量值溯源；二是实验室建立最高标准（参考标准），进行内部检、校来实现量值溯源；三是通过使用有证标准物质（CRM）实现量值溯源；四是当溯源至国家基（标）准不可能或不适用时，应溯源至公认实物标准（标准品、对照品），或通过比对试验，参加能力验证等途径提供证明。,2019/12/14,7,量值传递与量值溯源的区别,（1）量值传递(disseminationofthevalueofaquantity)就是通过检定或校准，将国家基准所复现的计量单位量值通过各类标准逐级传递到工作用的计量器具，以保证被测对象所测得的量值的准确性和一致性。量值溯源(traceability)是量值传递的逆过程。“溯源性”，即通过一条具有规定不确定度不间断的比较链,使测量结果或测量标准的值能够与规定的参考标准,通常是国家计量基准或国际计量基准相联系起来的一种特性。,2019/12/14,8,（2）量值传递是政府部门对企业提出的要求，要求把计量基准复现的量值能传递下去，是一种自上而下的行为；溯源性在西方国家用得较多，表示计量检测设备的检定、校准等是企业生产经营的自身要求，希望获得准确的量值，因而是自下而上的追溯。,2019/12/14,9,（3）量值传递是政府的一种法制行为，带有强制性，进行计量器具量值传递的企业是被动的；量值溯源是企业为保证在用计量器具的准确度主动要求对计量器具进行溯源的一种行为。,2019/12/14,10,（4）依据国家技术监督局1999年6号令。强检计量器具应进行量值传递，非强检计量器具可进行量值溯源。,2019/12/14,11,二、量值溯源的实施,1量值传递方式我国的传递方式表,2019/12/14,12,（1）逐级周期检定：,用户（受检单位）按国家计量检定系统所规定的技术要求，将被检（或校准）的计量器具（计量标准或普通计量器具）送到规定或选定的有资格（国家授权）的检定单位（即通常所说的法定计量检定单位）；由该单位的检定员按相应的检定规程进行检定（或校准），给出检测数据，进而作出被检（或校准）的计量器具是否合格等结论，并出具检定（或校准）证书。它是量值传递的主要方式。,2019/12/14,13,缺点,(1）费时、费钱(2）有时检定好了的计量器具，经过运输后，受到振动、撞击、潮湿或温度的影响，丧失了原有的准确度。（3）逐级检定（或校准）层次较多，精度损失较大。（4）送检（或校准）期间，送检单位不得不暂停与送检计量器具有关的检测工作。（5）被检（或校准）计量器具（包括其辅助设备）在两次周期检定之间缺乏必要的技术考核，更谈不上控制，以致日常计量检测的品质没有充分的保证，甚至可能酿成严重的后果。,2019/12/14,14,案例1：关于印发2010年北京市计量比对结果的通知,2019/12/14,15,（2）巡回检定,巡回检定是由开展检定工作的单位将相应的计量基准、标准或传递标准送到被检计量器具所在的单位进行检定的一种量值传递(或溯源)方式。巡回检定又有两种形式。一种是检定车一种是到现场检定。优点：（1）可免去送检计量器具，特别是大型、笨重设备的包装运输之苦；（2）节省了送检的时间；（3）对相关的辅助设备、环境条件、检测方法以及检测人员进行相应的考核。缺点：被检计量器具，包括辅助设备，在两次周期检定之间的计量性能的考核与控制问题，仍未解决。,2019/12/14,16,（3）使用CRM进行传递,标准物质必须由国家计量部门或由它授权的单位进行制造，并附有合格证书的才有效。这种有效的标准物质称为“有证标准物质”（英文：CertifiedReferenceMaterial,缩写CRM）。使用CRM进行传递，具有很多优点，可免去送检仪器，可快速评定并可在现场使用等。这种方式目前主要用于化学计量的领域。,2019/12/14,17,案例1：从融点测定仪谈起案例2：关于检测中心、SBS使用的融熔指数测试仪检查情况的汇报,2019/12/14,18,（4）通过发播标准信号进行量值传递,通过发播标准信号进行量值传递是最简便、迅速和准确的方式，但目前只限于时间频率计量。中央电视台利用彩色电视副载波定时发播标准频率信号，并于1985年开始试播标准时间信号。这样，用户可直接接收，并可在现场校正时间频率计量标准器。,2019/12/14,19,（5）“计量保证方案”,通过发播标准信号进行量值传递是最简便、迅速和准确的方式，但目前只限于时间频率计量。中央电视台利用彩色电视副载波定时发播标准频率信号，并于1985年开始试播标准时间信号。这样，用户可直接接收，并可在现场校正时间频率计量标准器。,2019/12/14,20,（5）“计量保证方案”,实施“计量保证方案”，除传统量值传递的基本条件外，还必须具备相应的“传递标准”和“核查标准”（一种用于核查本实验室的计量标准或装置的专用计量标准，通常要求其随机误差小、性能稳定和经久耐用）以及有熟悉数理统计基础知识的专业人员。,2019/12/14,21,实施方案MAP的典型作法,首先，参加的实验室用本室要求检定（或校准）的计量标准或装置反复检测自己的“核查标准”，从而建立起过程控制参数，并经统计检验表明本检测标准或装置处于稳定的受控状态；其次，主持单位（实验室）用计量基准或特定标准将选定的“传递标准”检测合格后送往参加实验室，并附上有关检测方法和条件等具体要求，但不给原检测的数据；,2019/12/14,22,实施方案MAP的典型作法,接下来，参加实验室将传递标准作为未知样品按规定的要求用本室申请检定（或校准）的工作标准去检测，并将所测数据以及检测自己的核查标准的数据随同传递标准送往主持单位；然后，主持单位再次对传递标准进行检测，考核其计量特性是否与送出时相符，即进行所谓的闭合检测。如检测结果相符，则量值传递有效，即参加实验室的检测结果可用；否则必须再次进行量值传递；,2019/12/14,23,实施方案MAP的典型作法,最后，由主持单位对所有数据进行统计分析，并给出检测报告，表明参加实验室的被检计量标准或装置相对于主持单位（实验室）的计量基准或特定标准的差值以及测量过程的不确定度。该方案的重要内容和突出特点是，参加实验室在接受主持单位的量值传递（通过对传递标准的检测）前后，以及两次传递之间的较长时间间隔内，必须经常反复地对本室的核查标准进行检测（数据应随时报送主持单位）并建立起过程控制参数，而且要进行必要的统计检验，以使所有的测量过程均处于连续的统计控制之中。,2019/12/14,24,比对,在规定的条件下，对相同准确度等级的同类计量基准计量标准或工作计量器具的值进行相互比较称为比对。比对往往是在缺少更高准确度计量标准的情况下使用权计量结果趋向一致的一种物段。国家制定有计量检定规程的仪器则必须进行检定而不能只进行比对比对时必须通过传递标准作为媒介比对的方式通常有循环式花瓣式和星式,2019/12/14,25,2.量值溯源的实施,（1）确认量值溯源的仪器设备，凡是对于检测校准结果的准确性和有效性有影响的设备都应纳入需要量值溯源的范围内,不论用于测量过程的哪一环节，如抽（采）样、制样、分样、测量等，也不论是主要设备还是辅助设备（如各类箱、锅、槽、室及其监控设备）。,2019/12/14,26,2.量值溯源的实施,(2）制定检定/校准计划和程序根据需要和可能为达到量值溯源的目的，制定实验室仪器设备的检定/校准计划，这一计划不仅仅是一个送检、校计划，还要求根据对所测量结果的不确定度要求和其它特定要求（设备特性、检测特征等），制定出到哪里去溯源，确认校准间隔，是否需要期间核查；授权使用范围和操作人员，正常维护保养等一整套控制措施。,2019/12/14,27,2.量值溯源的实施,(3)量值溯源的实现除了按照量值溯源计划分别实施以实现量值溯源外，实验室至少还应知道：自身对对校准要求；正确使用校准证书/报告，如修正值的正确使用；证书无数据时，应知道其“合格”的含义是在多大的允差范围，等级的误差范围有多大，以便在测量中正确应用。,2019/12/14,28,（4）量值溯源的后续工作检/校之后应根据其结果对仪器设备做出标识识别和文件存档工作。当校准产生一组修正因子时、应按ISO/IEC17025之5.5.11和5.5.5.12的要求,将这些修正因子在所有文件和场合进行更新,并得到控制和保护,以免失效。必要时，通过期间核查，比对、能力验证等方式监控仪器设备，实现测量结果的质量保证。,2019/12/14,29,三、量值溯源的中值得关注的几个问题,1.量值溯源的目的检定校准是量值溯源的主要途径和重要手段，众所周知，检/校的目的是：（1)确定示值误差，并确定是否在预期的或要求的范围内。(2)得出标称值偏差的报告值，可调整测量器具或对示值加以修正。（3）给任何标尺标记赋值，或确定其他特征值，或给参考物质特征赋值。(4)实现量值溯源。(5)提高用户对测量结果的信任度和实验室的自信心。,2019/12/14,30,2.检定和校准的差异,2019/12/14,31,2.检定和校准的差异,2019/12/14,32,3.关于对功能设备的校准校验检测实验室在检测、样品处理等工序上常常会用到一些对测量结果的准确性和有效性有影响的功能设备、设施，小一点的称做箱（槽、锅），如培养箱、养护箱、环境监测箱、恒温箱、水浴锅等，大一点的称之为室，如屏蔽室、养护室、无菌室、洁净室等。这些设备设施常常被看做是人工环境、它们的性能是否达到标准、规范的要求、会直接或间接地影响到测量结果的准确性和有效性，因此，除了对监控测试仪器进行校准外，还应对其设备、设施的技术要求进行校准/校验。如一台生化培养箱；除了校准其温度计外，还应根据YYO27对其温场均匀性、稳定性进行校准。,2019/12/14,33,4.关于修正值和修正因子的运用测量仪器在检定/校准证书中，往往给出一组/一个示值的修正值或修正因子，在评审中常常发现一些实验室对仪器进行了检定校准，却并未对仪器示值按证书的修正值/校正因子进行修正，甚至不知道如何应用这些值。所谓修正值,即用代数方法与未修正测量结果相加，以补偿其系统误差的值。所谓修正因子,即为补偿系统误差而与未修正测量结果相乘的数字因子。由此可见，为了补偿系统误差，对仪器示值必须按证书中给出的修正值修正因子进行修正。在证书中还有一种是给出仪器常数(instrumentconstant），如RaA测氡仪。所谓仪器常数，即为给出被测量值的指示值或用于计算被测量的指示值，必须与测量仪器指示值相乘的系数。上述的几个值并非是常数，每次检定校准是不一样的，因此，在获得证书后应按ISO/IEC17025之5.11对所有备份进行更新，确保检测结果的准确性和有效性。,2019/12/14,34,案例：证书,2019/12/14,35,可编辑,2019/12/14,36,2019/12/14,37,可编辑,2019/12/14,38,2019/12/14,39,2019/12/14,40,案例：若油品计量工使用石油产温度计在30点，其修正值为-0.5；若油品计量工使用测深钢卷尺各点，其修正值为-1mm；,1、储运部铁路槽车人工计量出厂约270万/年吨,测量温度时若每槽车误差0.5，则造成计量差量1650t、价值1300万元；测量液位时若每槽车误差1mm、则造成计量差量1100t，价值870万元。2、一只10万立原油罐，测量温度时若误差0.5，则造成计量差量37.5吨、价值18万元；测量液位时若误差1mm,则造成计量差量4.4吨,价值2万元。3、一台1万立成品油罐，测量温度时若误差0.5，则造成计量差量3.3吨、价值2.6万元；测量液位时若误差1mm,则造成计量差量0.5吨、4000元见镇海炼化体系宣讲材料,2019/12/14,41,2019/12/14,42,2019/12/14,43,计量检定与校准,（1）计量检定是指为评定计量器具的计量特性、确定其是否合格所进行的全部工作；在规定条件下，为确定计量仪器或测量系统的示值或实物量具或标准物质所代表的值与相对应的被测量的已知值之间关系的一组操作，称为校准。（2）计量法第10条规定“计量检定必须按照计量检定系统表进行”；“计量检定必须执行计量检定规程”。检定适用于法制计量领域；对大量非法制管理的特别是企业生产过程中计量检测设备，是进行校准，不是进行检定。,2019/12/14,44,企业计量检定的类别,（3）检定结果可出具检定结果通知书或检定结果合格证书；校准结果可用以评定计量仪器、测量系统或实物量具的示值误差，校准结果表示为修正量、校准因子或校准曲线。（4）计量检定人员负有法律责任，校准人员没有法律责任。,2019/12/14,45,按照管理环节，计量检定可分为：（1）周期检定：对依法管理的计量器具，在用过一段时间后，根据有关规定所进行的定期检定；（2）抽检：对自主管理的计量器具，为验证其确认间隔是否合适，所进行的抽样检定；（3）入库前检定：为保证购进的计量器具是合格产品，所进行的检定，对批量也可以抽样检定；（4）进口检定：对进口计量器具，在海关验收后，政府部门进行的检定；（5）仲裁检定：以裁决为目的处理计量纠纷的检定；（6）修后检定：不合格计量器具经维修后进行的检定。,2019/12/14,46,按照管理性质，又分为强制检定和非强制检定。强制检定是指由县级以上人民政府计量行政部门所属或者授权的计量检定机构，对用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测方面，并列入强检工作计量器具目录的计量器具实行定点定期检定。,2019/12/14,47,例1：强检器具超周期使用的罚款案例2：通县液化汽案,2019/12/14,48,计量检定中对器具合格的判断,1判断标准器具的不确定度忽略条件判断应按以下的原则来进行一般来说测量结果的测量不确定度Ut至少包含标准器具的不确定度Us和被检器具的不确定度Ux，即：,2019/12/14,49,所以一般情况下可按1/31/10范围的比例选择计量标准，也可认为计量标准的扩展不确定或最大允许误差为被检计量器具最大允许误差为被检计量器具最大允许误差的1/3以下时，计量标准的不确定度对测量结果不确定度的影响可忽略不计。2根据被检器具的允许误差极限进行器具合格的判断这里假设标准器具引起的不确定度可以忽略不计如果被检器具的允许误差极限为e,则当器具的偏差Xmaxe时便合格；当Xmaxe时便不合格。,2019/12/14,50,强检计量器具的类别,我国属强制检定的计量器具共有六类（1）社会公用计量标准器具；（2）企、事业单位的最高标准器具；（3）用于贸易结算并列入强制检定目录的，如计量罐、计量罐车；定量包装机；流量计；电度表；电子汽车衡；轨道衡；测深钢卷尺；玻璃液体温度计；天平；砝码；密度计；石油闪点温度计；等。（4）用于安全防护并列入强制检定目录的，如瓦斯计；可燃性气体报警器；有毒有害气体报警器；压力表；绝缘电阻、接地电阻测量仪等。（5）用于医疗卫生并列入强制检定目录的，如心、脑电图仪；医用血压计等。（6）用于环境监测并列入强制检定目录的，如酸度计；分光光度计；水质污染监测仪；烟尘、粉尘测量仪。,2019/12/14,51,什么叫计量确认？怎样才算完成计量确认？,计量确认的定义：为确保测量设备符合预期使用要求所需的一组操作。计量确认通常包括：校准和验证、各种必要的调整或维修及随后的再校准、与设备预期使用的计量要求相比较以及所要求的封印和标签。只有测量设备已被证实适合于预期使用并形成文件，计量确认才算完成。,2019/12/14,52,（1）目的不同：检定适用于法制计量领域，属于强制性管理的计量检测设备；对大量非法制管理的特别是企业生产过程中的计量检测设备，是进行校准，进行计量确认。（2）执行部门不同：检定必须由国家法制计量部门或它授权的部门来进行；确认则可由本单位或委托其他单位进行。,2019/12/14,53,（3）依据不同：检定必须依据国家颁布的计量检定规程进行；确认可以依据公开出版的规范，本单位编写的程序或制造厂的技术文件。（4）结果不同：通过检定合格的计量器具，在全国各个地方都具有法律地位；确认合格的计量器具，一般只能获得本单位的承认。因此，确认不能代替检定，但是检定合格的计量器具，如果其计量特性符合预期要求，则可不必再确认。,2019/12/14,54,案例,案例1：测量介质变更，报警器安装位置未作更改，险些造成重大事故案例2：压力表安装未确认,2019/12/14,55,2019/12/14,56,问：构成测量数据准确可靠的六大要素是什么？,答：构成测量数据准确可靠的六大要素是：（1）、配备测量设备的准确度、等级、量程必须满足计量检测的要求。（2）、安装使用的环境条件，必须满足计量检测的要求。（3）、检测全过程的测量设备始终合格的：必须严格执行周期检定；始终在有效期中使用；随时抽查都是合格的。（4）、检测人员必须了解测量设备性能，熟悉正确检测方法，能正确操作使用和维护保养测量设备。法制观念、计量意识较强，理论考试和操作考核合格。（5）、计量检测率必须按规定100%进行。有科学、规范、齐全和符合要求的原始记录。（6）、建立和健全计量数据的管理制度，并保证严格执行。必备的制度是：1、测量设备正确使用和维护保养制度。2、检测人员岗位责任制度；3、原始记录管理制度；4、测量数据认证标准条件。,2019/12/14,57,高度的测量过程控制包含哪几个。,高度控制的测量过程包含：1、关键性的测量系统；2、复杂的测量系统；3、保证生产安全的测量；4、由于测量结果不正确会引起后续的昂贵代价的测量。,2019/12/14,58,测量过程应在受控的条件下实现，才能满足计量要求，一般地说受控的条件应包括哪些内容？,答：一般地说受控的条件应包括：a)使用经确认的设备；b)应用经确认有效的测量程序；c）可获得所要求的信息资源；d)保持所要求的环境条件；e)使用具备能力的人员；f)合适的结果报告方式；g)按规定实施监视。,2019/12/14,59,如何理解测量过程的受控条件（在设计的受控条件下；目的：满足计量要求）,（1）在受控条件下进行测量1）使用经计量确认合格的测量设备a.测量设备应有经过计量确认的合格状态标识；b.测量设备应在规定的确认间隔之内；c.测量设备的封印或保护装置完好；d.使用过程功能正常，没有发生误操作或损坏、过载情况。,2019/12/14,60,如何理解测量过程的受控条件,2）应用经确认有效的测量程序a.测量程序是经过审批的正式文件；b.测量文件应有明显的标识；c.使用的测量程序是现行有效的版本；d.测量的方法和测量的范围按程序文件规定的要求执行。,2019/12/14,61,如何理解测量过程的受控条件,3）获得所要求的信息资料a.具有与测量设备计量确认有关的信息，包括任何限制使用和特定要求；b.具有与测量环境要求有关的信息，包括任何因环境条件变化而需要进行的修正；c.具有与操作有关的技术资料或使用说明书；d.测量软件等。,2019/12/14,62,如何理解测量过程的受控条件,4）保持所要求的环境条件a.测量过程的环境条件应符合测量程序规定的要求；b.如果测量程序有要求，应按规定的要求监视和记录环境条件；c.如果测量程序有要求，应根据环境条件对测量结果进行修正。,2019/12/14,63,如何理解测量过程的受控条件,5）使用具备能力的人员