试论计量标准的稳定性考核

1、试论计量标准的稳定性考核摘要：计量标准的稳定性是指计量标准保持其计量特性随时间恒定的能力。 计量标准通常由计量标准器和配套设备所组成，因此i般来说计量标准的稳定性 应包括计量标准器稳定性和配套设备的稳定性。本文对这方面相关的内容进行了 论述。关键词：计量标准稳定性考核1稳定性考核的意义依据jjf1033-2008计量标准考核规范和jjf1001-1998通用计量术 语及定义可知，计量标准的稳定性是指计量标准保持其计量特性随时间恒定的 能力，一般可以“用计量特性在规定时间所发生的变化”来作为对稳定性的定量表 示。我们还应明确的是：这里所说的计量标准，通常是指包括配套辅助设备在内 的整套计量标准装

2、置。而单个计量标准仪器的稳定性，则应区别称z为计量标准 器的稳定性。测量仪器的稳定性是反映在一定时间段内该测量仪器的测量结果是否总 能保持准确可靠的一个非常重要的指标，也是我们据以确定计量仪器的检定（校 准）周期，或杳验检定（校准）周期是否合理的一个重要依据。因此jjf1033-2008 规定，计量标准的使用者应该对计量标准和计量标准器的稳定性进行考核。考核 稳定性就是考核计量特性随时间发生的变化。不过计量特性包含较广，考核一般只抓住其主 要特性即量值的变化进行考查。2如何进行稳定性考核计量标准稳定性考核，是对计量标准装置的测量能力和测量准确度随时 间变化的一种考核。具体考核方法除和关计量检定

3、规程或计量技术规范已有明确 规定的之外，通用方法是：选取一个或一组稳定的被测对象，每隔一个规定的时 间间隔，则用该被考核的计量标准装置对该选定的被测对象进行一组相同的测 量，观察比较历次测量相同测量点测量结果的一致性。这里的“规定时间间隔” 通常为一年或半年，但对于新建计量标准，可以是1至2个丿，最关键也最困难 的是如何选取“稳定的被测对象首先，同一类计量器具通常总是等级越高稳定性越好。因此，如果条件 允许，最好是选用高一等级的计量标准器作为被测对象。比如用一等麻码来考察 二等抵码标准装置的稳定性，实际上是用一等袪码对二等袪码标准装置屮的天平 的主要计量性能（分度值，变动性等）和二等砥码的实际

4、量值变化进行检测比较。其次，如果没冇高一等级的标准器，可选用同一等级的，最好是闲置不 用或少用，但保养维护良好的标准器，作为“稳定性被测对象”。之所以选择闲置 少用的，考虑的也是它的损耗、变化小，这种闲置的标准器往往不难找到，某些 已报废的标准器，只要所需的某种计量特性仍然是稳定的（比如示值虽已超差， 但却比较稳定），便完全可以废物利用起來。再次，在只能选用被检计量器具作为稳定性考核被测对象的情况下，如 何判定这个被测对象是否稳定呢？ 一般需要作出多次、较长吋间的测量比较，才 能作出相对肯定的判断。当没冇或来不及作这种多次测量比较吋，便只能凭经验 选用被认为是质量好、信誉高的计量产品作“稳定的

5、被测对象”了。这时其实只能 假定它是稳定的，显然这种情况下得出的计量标准稳定性考核结果并不一定可 靠。因此，在这种情况下建议选取多个（组）被测对象同时进行考核，经多次观 测比较后再选定某一个（组）作为专用的稳定性考核被测对象。因为计量标准装置总是有一定测量范围的，不大可能对所有测量范围内 的每一测量点都进行稳定性考核，一般只选择冇代表性的测量点即可，比如最大 与最小测量值以及被怀疑稳定性较差的测量点附近。对进行多参数测量的计量装 置，必须对每一测量参数分别进行稳定性考核。3稳定性考核的评判及处置对计量标准稳定性的一般评判尺度是：历次考核的测量结果的变化应小 于该计量标准的测量扩展不确定度（k=

6、2）。但这只是一个很粗略的说法，因为在 考核时所选用的“被测对象'本身的稳定性及其他让量性能都是相对的。被测对象 不同，对同一台计量标准装置考核所得的稳定性数值也不同，有时可能差别很大。如果选用高一等级的标准器作为被测对象，此时除了该被测对象本身稳 定性好，不致影响被考核标准稳定性外，一般认为高等级的标准器比普通被测对 象的示值重复性也要好得多，而用作评判的“该计量标准的扩展不确定度"，如果 是指计量标准技术报告中通过分析评定测量一般被检测对象时所得出的扩展 不确定度，那么在正常情况下，所得出的稳定性变化数值就有可能大大小于扩展不确定度。当 测量不确定度评定中的因测量重复性引

7、入的不确定度分量对合成不确定度的贡 献越大时，这个差值便愈显著。这种情况卜更可靠的评判应该是：以该选定的被 测对象为测量对象，对该计量标准重新进行测量不确定度评定，以此新评定出的 扩展不确定度作为稳定性评判依据。对计量标准器稳定性的评判除相关计量检定规程或出厂技术指标已冇特 别规定外，一般采用的是：示值变化应小于最大允许误差的绝对值。可是这里的 “示值变化"如果理解为历次受检所得的实际值的最大最小值之差，则该评判标尺未免太严苛；如杲理解为相邻两次受检实际值z差，则又太过宽松。考核计量标 准器稳定性的目的是为了考查该标准器在使用屮是否能保证合格可靠，是否始终处于有效控制 状态，因此，对

8、标准器稳定性的评判更为合理的表述应该是：第一，历次受检的 实际谋茅必须落在该标准器允许谋茅区间内；第二，当该标准器实际值呈连续单 向变化时，必须严密注意可能的超差倾向，即应保证英平均变化速率乘以下次受 检时间间隔后，不致造成示值超差。对于稳定性考核不合格的计量标准装置，应仔细分析原因：如果是因为 被测对象的不稳定造成的，应更换被测对象重新考核；如杲是装置木身不稳定， 应更换相关造成彩响的部件；还应考虑对该装置的测量不确定度重新进行分析评 定。4稳定性与测量不确定度的关系如果装置的稳定性已知，可以将该已知的稳定性作为不确定度的一项分 量纳入评定程序。但多数情况下，是通过分析构成装置的各计量标准器

9、及其他有 影响的辅助设备的稳定性来引入不确定度分量的。凡是按名义值使用的计量标准器（通常按级别使用的计量器具屈此类）， 由丁在进行测量不确定度评定时一般都会先考虑到由该标准器本身准确度（体现 为最大允许误差）引入的不确定度分量，而只要其稳定性是合格的，其实际示值 误差就应落在允许范围内，因此不必要再考虑稳定性引入的不确定度分量，否则 反而会造成重复。凡是按检定（校准）实际值（或称标定值）使用的计量标准器（通常按 等别使用的多属此类），在评定测量不确定度时，除了应将该标准器受检校时的 测量不确定度作为该标准器引入的不确定度分量之一外，还必须将该标准器的稳 定性引入的不确定度作为另一重要分量，否则

10、这个测量不确定度的评定就必然是 不完整的。不少将稳定性引入的不确定度分量遗漏不计的测量不确定度评定资 料，其中包括一些正规出版刊物发表的文章，这是明显的错误。比如评定用二等 标准金属量器检定燃油加油机的测量不确定度时，如果仅考虑二等标准金属器的 检定误差为±0.025%,则标准器引入的不确定度分量是很小的，甚至可以忽略不 计。但这样的测量不确定度评定结果，只冇在该二等标准金属量器刚受检时才冇 一定的可信度。实际上许多二等标准金属量器的相邻检定标定值z羞往往可能接 近其至大于0.1%,也就是说，由标准器稳定性引入的不确定度分量在这里已远 大于由标准器检定准确度引入的不确定度分量，乃至己成为