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期间核查方法几个问题的探讨

发布时间:2011-10-28 作者:马强 来源:本站原创 浏览:3109

本文为第二届《中国计量》中青年优秀科技论文奖三等奖获奖文章之一

辽宁省大连市计量检定测试所 马强

  期间核查的主要目的是考核核查量的变化情况是否超出规定或理想的界限,提前加以预防和控制。前期的探讨对设备核查工作有很强的指导意义,通过对各位老师专家的学习,现结合我们单位的工作实践,对期间核查的理解作进一步探讨。

  一、对需核查设备及核查标准选取的理解

  需要核查的测量设备主要指在周期间对其计量性能的保持有怀疑的设备,通常为准确度较高、使用频繁、使用条件不佳、稳定性不理想且存在稳定的核查标准的设备。稳定性可以通过上级检定数据及日常核查数据进行分析,对建立计量(测量)标准时稳定性考核及历年上级检定数据良好的测量设备则不需核查。

  核查标准为计量性能满足核查要求、用于核查的测量设备。通常其稳定性应优于核查控制限的1/3,用于多周期核查应优于1/5。由于各专业技术特点的差异性,可对核查标准的稳定性、分辨力等计量性能指标单独提出要求,通常可选用符合上述要求的实物量具。    

  二、对核查量及控制限的理解

  核查量即核查点的实际值(也可用示值误差或修正值表示,下同),其初值通常由高一等级计量标准给出。其控制限通常为技术法规规定的最大允许误差、扩展不确定度限或实际值的允许变化范围,无相应规定,可参考其他标准或依据长期统计控制数据确定,本文用Yc表示,核查结果Yx应不大于相应量的控制限Yc

  核查点选择设备的基本测量参数的基本量程的常用测量点或变化最明显的点。
  应根据专业技术法规及专业技术特点选择期间核查与稳定性的控制限。有的规程明确给出了实际值的允许变化范围及稳定性控制限,有些设备规程规定的最大允许误差或扩展不确定度并不是指检定点实际值的允许变化范围或稳定性控制指标,有的需要通过给出的最大允许误差、扩展不确定度或实验数据进行推算。例如,JJG259-2005《标准金属量器》检定规程规定,3次标定值最大差值不能超过最大允许误差,需要推算实际值的允许变化范围,而JJG99-2006《砝码》检定规程同时规定了修正值的允许变化范围是±(|MPE|-U),不确定度U≤(1/3)|MPE|,稳定性为相邻两个周期的检定结果之差不得超过该砝码最大允许误差的1/3。    

  三、对核查、计算方法的理解

  设备经高一等级计量标准检定/校准后,立即用核查标准对被核查设备进行第1次核查,在设备有效期到期前计划时间段(通常可取到期前1/2~1/4周期),对被核查设备进行第2次核查,在设备有效期到期前,对被核查设备进行第3次核查,分别得到核查值y1y2y3。核查值按相应计量技术标准测量得到,通常为多次测量的算术平均值。∣>0.2Yc。其中:n——周期内核查次数i=1,2,3……nj——多周期序号),应分析经高一等级溯源时校准调修、运输震动或核查标准变化等影响因素,如果确认经高一等级溯源时校准调修,应在核查结果中减去调整量,若调整量未知,并排除运输振动影响,可近似用(y1,j+1-yn)代替。多周期连续核查结果如果超出合理范围,应检查、更新核查标准或另起核查起点。
    对自我溯源的设备可按相应检定规程或校准规范对设备核查点用传递法进行核查。周期间可只做1次核查,以前后2次周期检定/校准数据(y0jy0(j+1))及中间检定/校准数据y0j作为核查数据,此时核查结果取3次周期检定/校准数据绝对值最大者。
    对重要的最高计量标准,若有可能可绘制多周期期间核查曲线,如图1所示。
    
j

  核查结果:Yx=∣Yimax,为多次核查差值绝对值最大者。核查差值Yi=yi-y1+y0y0为经高一等级计量标准检定/校准设备核查点的初值,示值误差、修正值未给出时默认y0=0。
  核查结果Yx应不大于相应量的控制限Yc,即YxYc
  计算核查判据:
  多周期核查结果良好(通常为P≤0.5),且稳定性合格的设备,可减少核查频次;0.8<P≤1,且多次核查判据值有增大趋势,应增加核查次数,并采取相应控制措施加以预防;P>1,应分析原因,通过调修加以排除,多周期P>1,应考虑缩短检定周期或校准间隔。
  多周期核查时,如果下周期第一次核查值与上周期最后一次核查值偏差较大(通常∣y1,j+1-ynj

缺插图!

 图1  多周期期间核查曲线    

  四、期间核查和稳定性考核关系的探讨

  期间核查与稳定性考核都是设备示值核查管理的一部分,但期间核查是核查实际值,实际值控制限为Yc,控制的中心线Y0(原点)为0(示值误差或修正值)或标称值(实际值为标定值);稳定性考核是核查实际值的变化量,控制限为技术法规规定的周期间稳定性控制指标Ycw或稳定性统计控制指标,如实际评定的设备的扩展不确定度作控制限,控制的中心线Y0w(原点)为由高一等级计量标准给出的初值,未给出初值时取期间核查控制的中心线Y0。两个核查量的控制限不同,对示值的控制区域也不同。只有当中心线与控制限完全相同(未给出初值或标定且Yc=Ycw)时,两项核查结果才会偶然重合。实际值允许范围和稳定性均有符合性要求的设备控制范围应为两者控制限的交集。-yi)为多次核查值的最大差值。核查结果Yxw应不大于稳定性的控制限Ycw,即YxwYcw
    稳定性核查判据:
    为了比较三种控制限的期间核查及稳定性考核数据,下面以200g、F2等级砝码为例说明核查判据的计算方法,如表1所示。
    
min

  实际值允许范围和稳定性均有符合性要求的设备,可将两项工作合并进行。稳定性核查核查值y1y2y3测量与上述期间核查相同,计算方法如下:max

   稳定性考核分为对初值变化和核查值之间最大变化两种情况。核查量为对初值变化的,核查结果Yxw=∣Yimax为多次核查差值绝对值最大者,核查差值Ywi=yi-y1;核查量为核查值之间最大变化(JJF1033-2008《计量标准考核规范》的新建标要求)的,核查结果Yxw=(yi

缺插图!

 表1

  注:表中3次测量核查数据为核查值(mg)/核查差值(mg)/判据值,例如期间核查(控制限为Yc)第2次测量核查数据0.2/0.8/1.1为y2/Y2/P2。核查值之间最大变化的稳定性考核只列出控制限为Ycw的计算,总体判断为3次核查判据值的最大值。

  已知:最大允许误差Δ=±1mg,修正值允许变化范围Yc=0.7mg,稳定性控制限Ycw=0.3mg,高一等级计量标准检定证书给出砝码修正值为0.6mg,砝码实际评定扩展不确定度(含稳定性)U=0.4mg,核查得到:y1=0、y2=0.2mg、y3=-0.4mg。

  由表1数据可知,该例不适合用最大允许误差或扩展不确定度作期间核查控制限。用最大允许误差作期间核查控制限会将已超出要求的点判为合格,如第2次测量核查;用实际评定扩展不确定度作为期间核查控制限会将符合要求的点判为不合格,如第1次核查合格的设备还没有变化,判据值就达到1.5。稳定性核查各控制限如果存在,控制限应按YcwU、Δ顺序优选,核查值之间最大变化的稳定性考核比对初值变化更为严格。期间核查及稳定性核查核查过程可为同一过程,但计算判断及核查曲线绘制应分别进行。如果高一等级计量标准给出了核查点实际值的初值,期间核查时应将其代入。

  期间核查和稳定性同时进行时,可将稳定性考核图叠加于期间核查图,稳定性核查图中心线为y0,以表1为例的核查曲线如图2所示,斜线重叠区域为实际控制区域,即(y0-Ycw)~Yc

    缺插图!

 图2  期间核查及稳定性核查曲线

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