测量设备的期间核查PPT课件

1,测量设备的期间核查,舟山市质量技术监督检测研究院技术质保部,2,目录,一、GB/T27025对期间核查的要求二、期间核查的内涵三、有关的设备技术特性四、期间核查的策划五、期间核查的实施六、期间核查数据的分析应用,3,一、GB/T27025对期间核查的要求,GB/T27025:2008(ISO/IEC17025:2005；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。5.5.10Whenintermediatechecksareneededtomaintainconfidenceinthecalibrationstatusoftheequipment,thesechecksshallbecarriedoutccordingtoadefinedprocedure.,4,一、17025对期间核查的要求(续),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)。5.6.3.3IntermediatechecksChecksneededtoaintainconfidenceinthecalibrationstatusofreference,primary,transferorworkingstandardsandreferencematerialsshallbecarriedoutaccordingtodefinedproceduresandschedules.,5,二、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。在该国标中尚无有关“期间核查”的明确的定义。为此，我们必须根据VIM中与校准有关的名词术语和条款“5.5.10和5.6.3.3”的要求，来对期间核查的概念进行说明，进而提出期间核查的实施方案。（注：“VIM”国际通用计量学基本术语的缩写）,6,二、期间核查的内涵(续),核查的目的是“保持设备校准状态的可信度(confidence)”。“保持”跟时间有关，所以期间核查必须确定“保持”的时间间隔。根据校准的定义，大多数情况下，校准的结果通常用测量设备的“示值误差”、示值的“修正值”或示值的“修正因子”来表述。因此，测量设备的“校准状态”就是其“示值误差”、示值的“修正值”或示值的“修正因子”的状态。此处所述的测量设备的示值包括实物量具的标称值。校准状态的“可信度(confidence)”意味着给出一个“尺度”，并应用该“尺度”对校准状态进行分析、和判断。该尺度就是其示值的最大允许误差（MPE）或扩展不确定度或准确度等级。,7,二、期间核查的内涵(续),所以，期间核查是指：为保持测量设备校准状态的可信度，对测量设备示值(或修正值、或修正因子)在规定的时间间隔内是否保持测量设备所规定的最大允许误差或扩展不确定度或准确度等级的核查。也就是说，期间核查是核查测量设备示值的系统误差，或者说核查系统效应对测量设备示值的影响。,8,三、有关的设备技术特性,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(limitoferror)，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ys，该参考量值ys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ys-，ys+(1),9,三、有关的设备技术特性（续）,3.1设备的最大允许误差(续)当参考量值是通过一个可忽略测量不确定度的测量标准进行校准给出时，或者是由给定的一个约定量值给出时，或者被测量被认为是用单一真值或是用很小范围的一组真值表示时，在存在单一参考量值的情况下可以使用误差的概念。也就是说，只有在测量标准的测量不确定度Us与被校准的测量设备示值的测量不确定度Uu满足Us/Uu1/3(国外提出应为Us/Uu1/4)关系时，才可以使用“示值误差”的概念。这时测量标准赋予的量值为参考量值ys。（注：通常所使用的是：MPEVs/MPEVu1/3，MPEVs代表测量标准最大允许误差的绝对值，MPEVu代表被测仪器的最大允许误差的绝对值，如果这公式满足，则更加满足于公式Us/Uu1/3，为什么？请大家思考）,10,三、有关的设备技术特性（续）,3.2设备的准确度等级准确度是“符合规定的计量学要求，使测量误差或设备不确定度保持在规定工作条件下的规定极限内的设备的等别或级别”。(1)“等”和“级”是两个不同的概念，使用时应注意两者的区别。“等”对应于加修正值使用的情况(使用实际值或校准值)，以设备示值或标称值的不确定度大小划分；“级”对应于不加修正值使用的情况(直接使用设备的示值)，以设备的最大允许误差的大小划分。(2)设备的准确度等级通常按各专业的约定数字或符号表示，一般用X等或X级表示。例如：活塞式压力标准装置的准确度等别为1等；直流电压表的准确度级别为0.5级。10,11,三、有关的设备技术特性（续）,3.3设备的不确定度设备的不确定度是“由使用中的设备引起的测量不确定度分量”。设备不确定度用于测量不确定度B类评定。与设备不确定度有关的信息，可能会在仪器技术规范中给出或在校准证书/检定证书中给出。注意，不能直接将设备校准证书给出的不确定度作为设备的不确定度。设备不确定度一般而言具有3个不确定度来源：高一级计量标准校准证书给出的校准值的扩展不确定度；校准证书给出的扩展不确定度是在高一级计量标准的环境条件下给出的，在实验室评定设备的不确定度时，必须考实验室环境条件的不同所引入的附加不确定度分量；设备稳定性引入的不确定度分量，为了准确给出该分量，必须积累历年期间核查的考核数据。所以，如果没有期间核查考核数据的积累就不能准确给出设备的不确定度。,12,三、有关的设备技术特性（续）,3.3设备的不确定度(续)对于界限对称的不确定度区间，其中心值为参考量值ys。如果设备的扩展不确定度为U(k=2或U95)，则设备的扩展不确定度区间可以表述为ys-U，ys+U或ys-U95，ys+U95,13,三、有关的设备技术特性（续）,3.4“示值误差”测量设备的“示值误差”等于测量设备的示值yu减参考量值ys，即yuys(3)（注：测量设备的示值可以理解为被检仪器读出值、显示值、给出值；参考量值可以理解为标准器显示值、近似真值或真值）,14,三、有关的设备技术特性（续）,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。（其定义为：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）由GUM3.2.3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=ysyu（注：GUM测量不确定度表示指南缩写）,15,三、有关的设备技术特性（续）,3.5测量设备示值的“修正值”(续)需要指出，用于补偿系统效应而加到示值上的估计修正值的不确定度不是系统误差，系统误差通常认为是由于系统效应引起的示值的偏倚。而修正值的不确定度是由于对修正值的认识不足引起的示值的不确定度量度。对系统效应的不完全补偿引起的误差是不可能准确知道的。所以，术语“误差”和“不确定度”应该用得恰当，并注意它们的区别。（要求能区别：误差是测量设备的固有特性，不确定度是测量时人为赋予的，代表测量结果的质量；对特定测量设备，其误差何时何地都存在着，不确定度是只有当给出测量结果时才存在，它与测量结果相联系的量；误差有正负，不确定度恒为正，是测量结果分散性的区间）,16,三、有关的设备技术特性（续）,3.6测量设备示值的“修正因子”测量设备示值的“修正因子”是为补偿系统效应而与未修正示值相乘的数字因子。同样，对系统效应的不完全补偿引起的误差是不可能准确知道的。因此，修正因子本身存在着不确定度。（注：1、修正因子只存在于测量设备的系统效应引起的误差成线性关系时才适用。2、修正因子也是测量结果，因此本身存在着不确定度）,17,18,四、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。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。,19,四、期间核查的策划（续）,4.1设备和核查标准的选择27025条款5.6.1指出“实验室应制定设备校准的计划”，该条款的注还说明“该计划应当包含一个对测量标准、用作测量标准的标准物质（参考物质）以及用于检测和校准的测量与检测设备进行选择、使用、校准、核查、控制和维护的系统”。所以期间核查是实验室计量溯源计划系统的一部分。只要可能，原则上所有设备都进行期间核查。但是，考虑到实验室设备的不同特性，大体上可以按下述几种情况分别处理：,20,四、期间核查的策划（续）,4.1设备和核查标准的选择(续)(1)参考标准、基准、传递标准或工作标准的期间核查a)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。（如本院测量设备：电子天平、电子秤用备用砝码、电阻表用具有定值电阻的实物、立式光学计、各种水平仪用差值量块，万工显、硬度计、试验机、标准金属量器、镜片验光机等可用实物等作为核查标准）b)设备仅由实物量具组成，而被校准的对象为测量仪实物量具通常可以直接用来校准测量仪器，并且实物量具的稳定性通常远优于测量仪器，因此在这种情况下可以不必以这种方式进行期间核查。例如，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。（如本院测量设备：各种等级的砝码、量块等）,21,四、期间核查的策划（续）,4.1设备和核查标准的选择(续)c)设备和被检测或被校准的对象均为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，可以不以这种方式进行期间核查。（如本院测量设备：扭力扳子检定仪核查标准可用杠杆加砝码，水准仪核查标准可用灌注水的透明塑料管。其它方式：0.05级活塞式压力计可用核查砝码质量值核查相关性；一般压力表可用本院标准表核查特定点的示值（与再检定有本质区别），有的设备还可以用休哈特控制图等等）(2)一次性使用的标准物质核查其是否在有效期内。(3)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，可以不以这种方式进行期间核查。（如本院测量设备：工程检测器可用线锤作为核查标准）,22,四、期间核查的策划（续）,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。,23,四、期间核查的策划（续）,4.2设备量程和参数的选择(2)选择设备的基本量程和基本量程中常用的测点(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（内装）有100mg的自校准砝码。,24,五、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ys-，ys+区间内或始终保持在ys-U，ys+U区间内。所以，期间核查的关键是首先确定参考值(实际值或校准值)ys。有两种方法，其一是由高一级的计量标准将ys赋予核查标准。其二是实验室通过附加测量,自行将ys赋予核查标准。,25,五、期间核查的实施（续）,当核查标准的参考值(实际值或校准值)ys未知时，实验室自行赋值的稳定性考核步骤如下。(1)步骤一：设备经高一级计量标准检定(或校准)后，立即进行一组附加测量，将ys赋予核查标准。由检定(或校准)证书查找相应的示值误差。用下式确定参考值(实际值或校准值)ys式中，y0是设备对核查标准进行该组k次(通常取k10)独立重复测量的算术平均值。检定(或校准)后立即进行附加测量的目的是防止引入设备因不稳定带来的误差；进行k次重复测量是为了尽可能减小人员、环境条件、核查标准等其他随机因素的影响。,26,五、期间核查的实施（续）,(2)步骤二：隔一段时间(大于一个月)后，进行第一次期间核查，记录m次(取m10，m可以不等于k)独立重复测量的算术平均值y1。(3)步骤三：用下式计算y1与ys的差值，此差值即设备示值的系统误差，或者说由系统效应引起的示值的偏差：,27,五、期间核查的实施,(4)步骤四：确定期间核查判据：,(5)步骤五：判定：当H1时，期间核查合格，设备校准状态得到保持；H1时，不合格。（注意：当用到测量设备修正值或修正因子时才能用到该值不确定度，下同。）,28,五、期间核查的实施,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。如果已知核查标准的参考值(实际值或校准值)ys，则可省略步骤一，直接用以下判据（注：作为核查标准不需要进行检定/校准，它的参考值一般在被核查对象刚检/校回来时，用被核查对象对核查标准进行多次测量，取得平均值后，用作下次核查依据，并直接可用上述最后公式判断，简单易行，理由是核查标准的修正值是属于系