對專用測試設備溯源管理及不確定度評定方法的探討

楊艷紅

摘 要：專用測試設備廣泛應用于軍工產品、武器裝備的質量控制、性能評定、技術指標驗證等方面， 其測試數據是否準確可靠直接影響到產品及裝備的質量，因此越來越受到生產研制單位以及使用方的重視，并對其開展校準有著更高的要求。對于該如何管理專用測試設備，并保證專用測試設備量值能夠溯源到國家基準，近年來一直是計量部門的研究重點。本文主要介紹了專用測試設備的現狀、特點，并對幾種常用的校準方法、不確定度評定方法進行了論述，并結合實際提出了對專用測試設備管理的幾點建議。

關鍵詞：專用測試設備;溯源;管理;不確定度評定

引言

隨著國防現代化建設的快速發展以及國家戰略發展方向轉移，各種新型軍事裝備的研制及與其配套的用于計量保證的專用測試設備數量越來越多，如何保證其測試過程中的數據準確及可溯源性，確保裝備質量可靠，是擺在我們廣大計量人員面前的一項艱巨任務。計量管理作為產品質量控制的一項重要工作，在近幾年越來越受到部機關及相關研制、修理企業的重視，為提升軍工產品、裝備武器的質量可靠性和戰斗保障力，保證裝備性能參數的量值準確一致，實現測量溯源性和檢測過程受控，確保裝備始終處于良好技術狀態是基礎，是質量可靠的有力保障。但在測量設備管理上，專用測試設備的計量管理與通用設備相比仍相對薄弱，特別是對專用測試設備的立項、評審、研制、驗收、過程控制、周期管理等整個環節還存在一些問題，有待進一步改進。

1 專用測試設備特點

專用測試設備是指為保證軍工產品符合技術指標和性能要求，在科研、生產和服務過程中，用于質量控制、性能評定及產品驗證而專門研制或配置的非通用測試設備。長期以來， 計量技術機構工作的重點一直放在測量標準和通用測試儀器上， 忽視了專用測試設備的溯源和管理， 致使專用測試設備在目前的計量保障中難以有效發揮其作用，究其原因是由于專用測試設備有許多不同于通用測量儀器的特點。

1.1 系統復雜、專用性強

專用測試設備一般由不同的測試單元集成在一個控制箱或控制柜里，專用于某項產品的試驗或控制，一般無法拆卸、分解，如航姿系統、CAC檢測系統等。

1.2 校準參數多、涉及專業廣

在軍工領域，用于多功能產品檢測的大型專用測試設備較多，其性能復雜，校準參數多，涵蓋了電學、無線電、時間頻率、熱學、力學、幾何量等諸多專業，如陀螺儀表綜合轉臺就包含角度、角速度、時間頻率、電流、電壓等五項主要參數。

1.3 整機校準難以實現參數范圍全覆蓋

在整機校準過程中，除了常用的角度、位移、電壓、電流、頻率、壓力、噪聲等項目外，現場受環境、產品、夾具等各方面因素的影響，還有許多性能指標寬、測量范圍大、需聯機調試、技術封鎖等一類設備無法實現現場校準。

1.4 沒有完善的量值溯源渠道

專用測試設備不具備通用測量設備所具有的完善的量值溯源渠道，國家沒有統一的校準規范，一般是由研制廠家編制校準規范，量值溯源方式通常采用外接各種不同接口，通過輸入標準信號與被測結果進行比較。

1.5 校準規范形式各異不統一

由于專用測設設備針對產品特性強，功能用途各異，致使校準規范編制存在一定的困難，且由于大部分研制廠家，對計量法規及計量校準規范的編寫要求不熟悉，導致編寫的校準規范內容不夠全面和具體，沒有詳細的校準步驟，同時缺乏規范性，格式不一，難以直接作為計量部門的校準依據。

2 專用測試設備的量值溯源

2.1 專用測試設備的重要性

在軍工產品測試及修理過程中，除了使用通用儀器設備外，還需依靠大量的專用測試設備對其主要性能指標進行判定、狀態監測和故障診斷，這是各類軍工產品研制、修理過程中必不可少的重要環節，一般情況下，測試數據直接用于產品判定，且在下工序沒有檢查控制手段，因此其測試數據的準確可靠將直接影響產品的質量。

2.2 專用測試設備的量值溯源方式

量值溯源是指通過具有規定不確定度的不間斷的比較鏈，使測量結果或測量標準的量值能夠與規定的參照標準、國家測量標準或國際測量標準聯系起來的特性。為保證量值準確可靠，測量設備進行量值溯源是基本要求，通用測量儀器涉及的參數一般為計量基本參數，有相對完整的溯源鏈（通用測量儀器-部門計量標準-國家基準）。專用測試設備因其特殊性，多數情況下是把特殊參量轉化為通用參量，從而進入溯源鏈。量值溯源過程如圖1所示。

2.3 專用測試設備的校準方法

在校準過程中，根據參數不同應選用不同的校準方法，由于專用測試設備使用用途和技術性能的差異，不能完全依據通用的校準方法，可參照通用校準方法，結合設備使用說明書及使用情況，編寫對應的校準規范。計量工作中，常用的校準方法主要有以下幾種。

2.3.1 分解法

將綜合參數分解成不同的單一參數，利用經過溯源的計量標準或工作標準，對專用測試設備的單項參數逐一開展校準，得到實際測量結果，然后通過數據分析、結果確認，綜合判定其是否滿足使用要求。

2.3.2 綜合儀器法

利用多功能校準源可進行相關專業領域綜合參數的校準，將多功能校準源接入被測設備相應接口，輸入標準值，記錄輸出值，由此判定專用測試設備是否符合技術指標要求。目前，大部分多功能校準源精度都比較高，功能齊全，基本可滿足專用測試設備的校準要求。

2.3.3 產品驗證法

在專用測試設備校準過程中，對于既無法分解，也沒有滿足使用要求的標準設備時，可以采用產品驗證的方法。利用各項參數指標已知、性能穩定的“標準產品”對專用測試設備的性能進行試驗驗證，該方法可以更好的反映設備的真實性能。

2.3.4 比對法

比對是指在規定條件下，對相同準確度等級的同種測量設備的量值進行比較。在缺乏更高等級測量標準時，往往通過比對方法來統一量值。比對一般在3臺或3臺以上設備之間進行，開展比對測量時要制定比對程序，確保過程準確可靠。