淺談計量確認的程序方法

陳 真

淺談計量確認的程序方法

陳 真

（江淮汽車集團股份有限公司技術中心，安徽 合肥 230601）

計量確認是測量管理體系中的重要內容，通過計量確認能對測量設備進行符合性判定，確定測量設備輸出的數據是否準確可靠，這對實現產品的質量目標有著重要的意義，因此確定一種計量確認的程序方法較為重要，論文結合作者多年從事計量工作的經驗，從對計量確認意義的理解、計量要求的識別，計量檢測驗證以及結果判定等方面進行闡述，形成一套完整的計量確認開展的程序方法，來指導計量確認工作的實施。

計量確認；測量管理體系；測量設備；計量要求

1 計量確認的意義

測量設備是開展測量工作的基本工具，其是否準確關乎著產品質量管理。由于測量設備在使用過程中存在不可避免的磨損、疲勞和老化等現象，這些都會導致測量設備的計量特性[1]發生變化，使得其不能穩定在一個規定的誤差范圍內。

為了使它們保持原來的準確度，必須在使用一定的時間間隔后對它們進行計量校準，驗證或者調試后再校準驗證等過程后，使得測量設備在較長的一段時間內保持滿足預期使用要求，也即計量要求[2]。一般來說，企業的測量設備會交由有相關計量資質的第三方檢測機構開展校準/檢定[3]，如果是檢定設備，檢測機構根據相關的檢定規程進行檢定并對該設備進行合格與否的判定，同時開具檢定證書或者檢定結果通知書（不合格通知書），如果收到檢定證書則認為該設備是合格的，可以投入使用。如果收到檢定結果通知書（不合格通知書），一般來說只是確認該設備是否還具有調整維修的價值，若有調整維修價值，在調整維修后的設備需要再次開展校準/檢定。

但在實際工作中，一般除了強制檢定設備外，企業中大部分設備均為校準設備，對于這些設備，檢測機構會在校準條件下，根據測量設備所指示的量值與對應的由標準所復現的量值之間的關系，出具相應的校準證書或者測試報告，該證書內容并不對測量設備是否滿足預期使用要求進行判定，而僅僅是給出了測量設備的示值與對應標準復現值之間的關系。如此就必須通過計量確認來驗證測量設備是否滿足預期的使用要求，從而保證測量設備輸出的測量數據準確可靠，同時為產品質量的提升和改進夯實基礎和指明方向。

2 計量確認的理解

在JJF 1001—2011《通用計量術語及定義》中，“計量確認”的定義為：“為確保測量設備處于滿足預期使用要求的狀態所需要的一組操作”[4]。預期使用要求即實際測量過程中對測量設備的計量特性要求，包括[4]測量范圍、分辨力、最大允許誤差等。這個可以從國家的法律法規、公司對產品技術的要求、過程質量監控要求等方面獲得，所以，要完成計量確認，必須首先知道測量設備的預期使用要求才能進行后續的操作。計量確認通常包括[4]：校準和驗證、各種必要的調整或維修及隨后的再校準、與設備預期使用的計量要求相比較以及所要求的封印和標簽（狀態標識），只有測量設備已被證實適合于預期使用并形成文件，計量確認才算完成。

根據測量管理體系測量過程和測量設備的要求（ISO 10012：2003，IDT）7.1.1總則可知，計量確認包括測量設備的校準和驗證。這就說明計量確認是一組操作，其對象是測量設備，它包含兩個過程：一是測量設備的校準，其實就是計量器具量值的溯源，也就是檢測機構檢定/校準的過程；另外是測量設備的驗證，就是通過對校準后獲得的測量設備的計量特性（例如示值誤差）與預期使用要求，即測量設備的計量要求進行比較，看其是否處于規定的允許誤差內；若處于規定的允許誤差內則計量確認合格；若不處于規定的允許誤差內，則對測量設備進行必要的維修和調試后再次校準和驗證，以確認其能否投入使用。

3 計量確認的程序方法

根據計量確認的兩個過程，梳理計量確認開展的簡單程序如圖1所示。

圖1 簡單程序圖

3.1 計量要求的識別

計量要求是根據顧客、組織和法律法規的要求確定地對測量設備和測量過程的計量性能特性的要求。計量要求可表示為準確度等級、最大允許誤差、測量范圍、穩定性、分辨力、環境條件或操作者技能等技術指標。

測量設備和測量過程都需要計量要求[2]。有些是針對測量設備的要求，如：最大允許誤差、測量范圍、穩定性、準確度等級、分辨力等；有些是針對測量過程的要求，如：最大允許誤差、測量范圍、允許測量不確定度、環境條件或操作者技能。

計量中一部分是定量的要求[2]，如：測量不確定度、測量范圍；一部分是定性的要求，如：準確度、環境條件、操作者技能要求等。

要完成計量確認，必須先識別出測量設備的計量要求。測量設備的計量要求，即測量設備的預期使用要求，它是根據法律法規和企業的質量管理要求來確定，這就要求開展計量要求導出工作時要充分識別這些要求。一般來說，對于使用在能源計量、貿易結算、安全防護、環境檢測方面的測量設備，該類測量要求往往由國家強制性標準或者法規的形式提出，在提出要求的時候往往也同時提出對配置的測量設備的計量要求，企業無須另外開展計量要求導出只需直接采用即可。企業的質量管理要求往往是通過工藝文件、設計圖紙、檢驗/監視標準等形式提出來的，這些要求不是對設備直接提出來的，需要通過開展計量要求導出將這些對實物的質量管控方面要求轉化為對設備的計量要求例如測量范圍、準確度等級、最大允許誤差等，測量設備的計量要求導出方法如表1。

表1 測量設備計量要求主要指標的選擇原則

序號參數選擇原則 1測量范圍所選測量設備的測量范圍應覆蓋其預期使用要求的范圍，若所選的測量設備測量范圍過小則無法完整地測量出所需量值，若所選的測量設備測量范圍過大，那對于最大允許誤差采用引用誤差（滿量程誤差）的測量設備來說，其在所使用的測量點的誤差率是較大的，存在測不準的風險 2最大允許誤差一般選取測量儀器的最大允差為質量管控允差的三分之一到十分之一之間，具體選擇哪個值需要根據該設備的重要度，如果為關鍵設備其準確度要求很高的可以選擇十分之一，對于一般普通的測量設備其準確度要求不高的可以選擇三分之一即可 3儀器分辨力由于我們目前絕大部分數據都采用十進制，一般來說測量設備的分辨力比質量管控的允許公差低一個數量級，即十分之一即可

測量設備計量要求導出的作用有兩個，一是為測量設備的配備選型提供信息，另外便是為后面的計量確認工作開展提供標準依據，因此，測量設備的計量要求導出識別是關鍵，如果這一步驟存在問題，后續的工作將存在風險。

3.2 測量設備的校準

作為計量確認的一個過程，校準是在規定條件下，為確定測量儀器或測量系統所指示的量值，或實物量具或參考物質（標準物質）所代表的量值，與對應的由標準所復現的量值之間關系的一組操作[2]。校準是計量確認的一個重要過程，校準點應覆蓋工藝要求，通過校準結果能夠獲得測量設備的誤差等信息。

在這里，校準應與檢定區別開來，檢定是查明和確認計量器具是否符合法定要求的程序，它包括檢查、加標記和（或）出具檢定證書，也即檢定是為評定測量設備是否符合法定要求，確定其是否合格所進行的全部工作，檢定具有法制性，其目的是查明和確認計量器具是否符合法定要求的程序[2]，其依據是按照法定程序審批公布的計量檢定規程，其直接對設備進行了合格與否的判定。

而校準方法依據的是國家計量校準規范，也可采用由知名的技術組織、有關科學書籍或者期刊公布的，設備制造商指定的，或者試驗室自編的校準方法。校準不對設備進行合格與否的判定，但會確定被校準對象的指示值與對應的由計量標準所復現的量值之間的關系，以實現量值的溯源，測量設備是否能滿足預期使用要求，是否能夠投入使用就需要通過驗證來確認。

在經檢定/校準過后會收到相應的證書，梳理了常見的各類證書并對它們之間的區別進行了整理，如表2。

表2 各類證書對比表

證書名稱技術文件合格判定有效期 檢定證書檢定規程合格、限用、準用等按檢定規程或使用需要給出 校準證書校準規范、檢定規程、其他技術文件無判定只有校準時間，沒有有效期，有建議下次溯源時間 測試報告說明書、其他技術文件無判定只有測試時間，沒有有效期

3.3 計量驗證

在開始對測量設備進行符合性判定時候，首先查閱檢測機構出具的校準證書或測試報告中，此次校準過程中的測量不確定度是多少，并與被評定測量設備的最大允許誤差絕對值MPEV進行比較。

3.4 計量確認記錄及加測量設備計量標簽

通過將校準得出測量設備的實際計量特性值與預期的使用要求的比較，可以判定設備是否合格，該過程需要形成完整的記錄，計量確認記錄應注意如下：

3.4.1基本信息確認

溯源證書記載信息是否準確；包括實驗室名稱、設備名稱、型號、儀器編號、證書上的相關日期、出具證書的機構名稱與印章一致性等。

表3 測量儀器計量確認記錄表

基本信息儀器名稱 型號 管理編號（或出廠編號） 證書編號 溯源日期 有效期至 溯源單位 溯源依據

3.4.2依據校準證書給出的內容計算示值誤差

測量儀器示值誤差表示的三種主要形式：

（1）絕對誤差，示值誤差可以用絕對誤差來表示為：△=－0，其中x為被評定測量儀器的示值； x0為測量標準復現的量值，即約定真值或參考量值。

計算示值誤差重點是需要識別哪一個是約定真值，并根據上述方法計算出示值誤差。

3.4.3計算的示值誤差與計量要求比較

經過驗證如果設備合格，需要在設備上粘貼合格計量標簽并投入日常使用，如果設備不合格則需要加上維修或者禁用計量標簽，以防止現場的非預期誤用。對確認不合格的測量設備則需要根據實際情況進行選擇處置，例如是否可以降級使用在其他預期使用要求不高的測量過程中，是否存在維修價值等方面綜合考慮對設備的處置，若設備維修則維修后需要重新再校準驗證，直到確認合格方可投入使用。

表4 計算的示值誤差與計量比較

指示值/mm實際值/mm示值誤差/mm 計量要求/mm確認結果 結論意見： 驗證人員： 日期： 校對人員： 日期： 批準： 日期：

注：校準結果的驗證：（以下指示值、實際值引自****編號的《校準報告》）。

4 結束語

計量確認過程中計量要求的識別是關鍵，校準和驗證是核心，本文從計量確認開展的意義、計量確認的理解以及計量確認的程序方法三大方面對計量確認進行了詳細論述，可供從事計量相關崗位工作人員參考，一起努力把計量工作做得更好。

[1] 全國法制計量技術委員會.測量儀器特性評定:JJF1094—2002[S].國家質量監督檢驗檢疫總局,2002.

[2] 中國計量測試學會.二級注冊計量師基礎知識及專業實務[M].北京:中國質檢出版社,2017.3.

[3] 范巧成.計量基礎知識:第3版[M].北京:中國質檢出版社?中國標準出版社,2014.2.

[4] 全國法制計量管理計量技術委員會.通用計量術語及定義:JJF1001—2011[S].國家質量監督檢驗檢疫總局,2011.

The Procedure and Method of Measurement Confirmation

CHEN Zhen

( Technology Center of Jianghuai Automobile Group Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )

Metrological confirmation is an important part of the measurement management system. Thro- ugh metrological confirmation, we can judge the conformity of measurement equipment and determine whether the output data of measurement equipment is accurate and reliable, which is of great significance to achieve the quality goal of products. Therefore, it is important to determine a procedure and method of metrological confirmation. Combined with author’s many years of experience in metrological work, this paper expounds the significance of measurement confirmation, the identification of measurement require- ments, measurement detection and verification and result judgment, and forms a complete set of procedures and methods for measurement confirmation to guide the implementation of measurement confirmation.

Measurement confirmation; Measurement management system; Measurement equipment; Measurement requirements

B

1671-7988(2022)01-189-04

U467.4

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1671-7988(2022)01-189-04

CLC NO.:U467.4

陳真，就職于江淮汽車集團股份有限公司技術中心。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2022.001.043