用复现性限控制图考核计量标准的运行状态

广东省顺德市计量检定测试所  罗丝

    使计量标准设备处于稳定有效的合格状态，是计量标准维护管理的目的。在实际工作中，我们根据计量标准的实际情况，视其需要和依据本身的条件和特点用核查标准来验证该标准的复现性，求出其复现性限，建立控制图以便随时检查该标准的运行状态。
    

一、选择核查标准

    选用的核查标准必须是稳定的，且经过至少1年时间的稳定性试验。我们选用的核查标准是经周期检定和定级合格的0.002级标准电池。
    

二、用选好的核查标准考核工作标准的运行状态

    1.在工作标准1年的检定周期内可每隔2个月校准一次。每次最少连续校准5次，由校准结果列表得表1:
    

    2.用统计方法算出复现性限
    当选定置信概率p=95%，则复现性限R=tp( f )
    式中:f——复现性限R的自由度，f=(k-1)[1+(n-1)]²;——各测量组间的差异方差， —— 一组测量内部估计方差，，其中:SS_w为组内测量偏差平方和，SS_w=；——各测量组间的估计方差，=SS_b/(k-1)；其中:SS_b为各测量组之间的偏差平方和，SS_b=。
    而；为全部测量数据的总平均值；为第i组测量数据的平均值；x_ij为第i组测量数据中的第j个数据；N为测量数据的总个数，N=kn；n为每组测量的次数，选n=5；k为测量组数，选k=6。根据表1的数据利用以上关系可算出f、、，查t分布表得t₉₅( f )值，于是可算出R值。
    (1)计算全部测量数据的总平均值
    

    =1.018592
    (2)计算各测量组之间的偏差平方和SS_b
    SS_b=n(-)²=5×(39.5×10^-12)=197.6×10^-12
    (3)计算组内测量偏差平方和SS_w
    SS_w=(x_ij-)²=63.4×10^-12
    (4)计算各测量组间的估计方差  
    (5)计算一组测量内部估计方差  
    (6)计算各测量组间的差异方差
    
    (7)复现性限R的自由度f  
    计算所得的f值往往不是整数，一般取与它接近的整数。
    (8)计算复现性限R:查t分布表得t₉₅( f )
    代入R=tp(f)        
         =2.306
         =10×10^-6
    

三、建立复现性限(R)控制图

    取6组测量平均值的值作为y轴0坐标，令y轴为复现性方向，t轴为时间方向，画出yt直角坐标控制图。在yt直角坐标控制图上，经过y=R=0.000010点画一条控制线l，l平行于t轴，则l与t轴所包容的区间为复现性控制范围(见图1)。
    

    图1  R控制图

    分别将考核工作标准的6组测量结果平均值与值相减取绝对值得:-|=3×10^-6、||=4×10^-6、||=0×10^-6|=4×10^-6、||=1×10^-6、||=3×10^-6
    将结果画入控制图上，可见6组测量结果平均值与值之差均小于R；所以该计量标准处于正常的运行状态。
    

四、结论

    计算结果表明，建立R控制图，在工作标准以后的检定周期内任何时间用核查标准去考核该工作标准，只要其测量结果与值之差落在该复现性限R的范围内，则该工作标准的运行状态受控，否则失控。对于偶然出现的计量性能异常和正在超出预定的控制限的工作标准，必须重新检定，要查出原因得到纠正和控制为止。