Excel軟件的數據處理在證書報告編制中的應用

喬玉娥

(中國電子科技集團公司第十三研究所計量中心，河北 石家莊 050051)

0 引言

中國合格評定國家認可委于2011年11月對CNAS認可范圍內的實驗室提出了新的要求，即實驗室在證書報告中，必須給出每一個校準結果的測量不確定度值。多數實驗室的原始記錄及證書格式均采用Word版本格式，耗時費力易出錯，且無法自動進行處理數據。針對此種情況的種種弊端，本實驗室利用Excel的數據自動鏈接功能，形成證書和原始記錄的自動一體化模板，實現了證書報告的自動生成。對于利用自動程序檢定/校準的儀器 (如:34401A等高準確度數字表)，使用Crystal Report工具軟件的數據處理功能自動形成證書報告，最終實現了“證書與儀器的同步”，提高了工作效率。

1 中國合格評定國家認可委對證書報告的新要求

新發布的CNAS－CL07《測量不確定度的要求》(第二次修訂)[1－2]中指出，校準和測量能力 (CMC)是校準實驗室在常規條件下能夠提供給客戶的校準和測量的能力。國內多數實驗室之前的做法是采用固定的模板，錄入數據不宜更改，且測量不確定度以典型點的值來表示。這顯然不符合CNAS－CL07新要求。因此，我們采用Excel的自動數據處理功能[3]形成一體化模板，并給出每一點的測量不確定度值。

2 利用Excel數據處理功能編制自動證書報告一體化模板

2.1 原始記錄編制

2.1.1 連線及校準過程準備工作

本文以5720A校準34401A的DCV 10V量程為例(見圖1)，將被校儀器34401A的輸入端子分別與標準儀器5720A的輸出端子相連接，同時注意接地。

圖1 5720檢定34401A連線圖

按照各個實驗室不同的命名規則對Excel一體化模板命名 (見圖2)。這樣做主要的目的是便于實驗室內部做各種數據統計工作 (例如按照證書類型統計、按照時間月份統計等待)。

圖2 Excel一體化模板文件命名格式

按照JJG315－1983《直流數字電壓表檢定規程》對本量程選定合適的檢定/校準點 (見表1)，一般取基本量程不少于10個點 (用于測量其線性誤差)，非基本量程3～5個點，正負值均測量。

表1 檢定/校準點的選取

2.1.2 原始記錄表頭的編制

按照每個實驗室相關文件的規定，編制原始記錄表頭 (一般包括被檢/校儀器信息、標準器具信息、檢定/校準日期、環境條件、檢定人員等信息)，本實驗室原始記錄表頭詳見圖3。

圖3 原始記錄表頭格式

2.1.3 原始記錄數據區域

原始記錄數據區域主要包含的信息如圖4所示。

圖4中“允許誤差”為測量點的最大允許誤差;“U”為此點的測量不確定度;“TUR”(Test Uncertainty Ratio)為測量不確定度之比，由此點的測量不確定度與其最大允許誤差兩者相除得來，反應了測量質量的好壞。標準不確定度匯總表詳見表2。

在Excel中利用數據計算功能過程如圖5所示。其中當TUR的值不小于3時符合要求。圖5中Δ，u1，u2，uc，U涉及到測量不確定度的計算，其計算過程依據JJF1059.1－2012《測量不確定度評定與表示》[4]完成。圖4及圖5所涉及到原始記錄數據區域的相關信息詳見表3。當1V點編制完成后，利用Excel的數據填充功能完成其它測量點的編制。

表2 標準不確定度匯總表(評定點:1 V點/10 V量程)

圖4 原始記錄數據區域的信息 (1 V點)

圖5 測量不確定度評定過程 (評定點:1V點/10V量程)

表3 原始記錄中數據區域相關信息

2.2 檢定/校準證書的編制

2.2.1 檢定/校準證書的1～2頁的編制

實驗室根據其內部《程序文件》和《質量手冊》的規定，在檢定/校準證書的1～2頁為固定格式，其數據來源為原始記錄的所有數據。鑒于此，我們將2.1章節中編制的原始記錄作為Excel一體化模板的Sheet1，檢定/校準證書的1～2頁作為Sheet2，證書的數據區域作為Sheet3。

下面以檢定證書模板為例介紹其相關內容的編制。

首先，要設置本實驗室檢定證書1～2頁的模板，如圖6所示。

其次，利用Excel的“選擇性粘貼”中的“粘貼鏈接”功能將圖6中有底紋區域的數據從Sheet1(即原始記錄)中鏈接過來，包括被檢儀器的相關信息如:“證書號”、 “送檢單位”、 “型號”、 “機號/編號”、“檢定結論”、“檢定日期”等;還包括標準器具、所依據的檢定規程、環境溫濕度等等。值得注意的是，“檢定日期”欄要根據檢定規程的要求編制公式 (以檢定周期為“一年”為例)，如表4所示。

圖6 檢定證書1～2頁Excel一體化模板

2.2.2 檢定/校準證書內頁的編制

首先，要設置本實驗室檢定證書內頁的模板 (包括頁眉/頁腳的設置)如圖7所示。

其次，可參照2.2.1章節中證書的1～2頁的編制方法，將“原始記錄”中所有數據區域選中并復制，然后在“證書內頁”sheet中通過“粘貼”功能實現數據內容及格式的粘貼，最后再利用“粘貼鏈接”功能實現數據的自動鏈接，這樣在實現保證數據自動鏈接功能同時又保持了數據格式的一致。

表4 “檢定日期”及“有效日期”公式編制

圖7 檢定證書內頁Excel一體化模板

2.3 Excel一體化模板的優勢

較之Word版本的原始記錄和證書報告，Excel一體化模板的優勢如下:

1)證書報告自動生成。原始記錄數據輸入后，一體化模板可直接生成證書報告，無需重復打印，準確度高;減少第二年重復信息的輸入，提高工作效率。

2)方便用戶使用。給出了測量點的合格上、下限和結論，用戶能一目了然判斷哪些點超差;給出了逐點的測量不確定度，既滿足了實驗室的新要求，便于用戶參考，提高了測量結果的質量。

3)降低出錯率。利用Excel編輯公式自動簡潔直觀給出合格與否的結論，避免了手動判斷時出現的錯誤。

3 利用Crystal Report數據處理功能編制證書模板

近年來，隨著高準確度數字源表在工程中的普遍應用，其相應的自動化校準[5]程度也越來越高，以Fluke公司的MetCal計量軟件[6]為代表的自動校準程序已在眾多實驗室中得到了應用。在編制證書報告時，我們使用了其Crystal Report水晶報表工具，不僅提高了工作效率，也使得測量數據的處理更加科學，確保了實驗室最終產品 (即:檢定/校準證書)的質量。

Crystal Report水晶報表可生成檢定/校準模板，并可按照客戶的要求進行更改、編制。其最大的優勢在于:①可將自動檢定/校準數據以“數據域”的形式嵌入證書內部;②可自動計算逐點的測量不確定度值(重復性測量的次數由用戶決定);③證書報告輸出格式多樣化 (Excel，PDF，Word等等);④數據庫自動定期備份，防止數據丟失。

本實驗室自動檢定34401A(DCV 10V量程)的證書[5]詳見圖 8。

圖8 Crystal Report自動檢定證書內頁

4 總結

本文重點介紹了如何利用Excel數據處理功能 (尤其是“粘貼鏈接”功能)設計原始記錄及檢定/校準證書的Excel一體化模板。此方法方便了校準實驗室檢定/校準人員對證書的編制，最大程度上降低了出錯率，使實驗室的最終產品更加科學。針對使用MetCal自動校準軟件的用戶，對Crystal Report在證書編制方面的應用做了簡要介紹和總結。

[1]中國合格評定國家認可委員會.CNAS－CL07:2011測量不確定度的要求[S/OL].第二次修訂.[2013－06－28].ht-tp://wenku.baidu.com/view/b6dfad4c852458fb770b5608.html.

[2]中國合格評定國家認可委員會.CNAS－CL05:2011測量不確定度要求的實施指南 [S/OL].[2013－06－28].http://www.cnas.org.cn/rkgf/jcjgrk/rkyyzz/2011/10/722882.shtml.

[3]柏松.Excel2003全能培訓教程 [M].上海:上海科學普及出版社，2004.

[4]國家質量監督檢驗檢疫總局.JJF1059.1－2012測量不確定度評定與表示[S].北京:中國質檢出版社，2012.

[5]毛玉蘋.基于Fluke MET/CAL和5700A的Agilent 34401A自動校準系統 [J].國外電子測量技術，2009，28(10):55－59.

[6]Fluke.MET/CAL Metrology Software Reference March[Z].Rev.8.1995.