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(中國建筑科學(xué)研究院，北京 100013)

引言

儀器設(shè)備是實驗室開展工作的重要條件之一，儀器設(shè)備的量值溯源直接影響到檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，在ISOIEC 17025：2005《檢測和校準(zhǔn)實驗室能力認(rèn)可準(zhǔn)則》與《計量認(rèn)證/審查認(rèn)可(驗收)評審準(zhǔn)則》中，均對檢測實驗室的量值溯源有詳細(xì)的要求。但是，實驗室在對儀器設(shè)備進(jìn)行量值溯源的過程中，由于檢定規(guī)程要求與檢測標(biāo)準(zhǔn)要求不一致、檢測標(biāo)準(zhǔn)對儀器設(shè)備要求不明確以及不同人員對規(guī)范的理解不同等原因，往往不能準(zhǔn)確有效地對儀器設(shè)備的所有參數(shù)進(jìn)行溯源，同時由于各種規(guī)程中對實驗室的量值溯源結(jié)果確認(rèn)也沒有明確的要求，致使實驗室在對溯源結(jié)果的確認(rèn)中也存在很多問題。

1 不同質(zhì)量管理體系對儀器設(shè)備量值溯源的要求

目前的建設(shè)工程檢測實驗室通常是在計量認(rèn)證、國家實驗室認(rèn)可等實驗室質(zhì)量管理體系下運行的，這些質(zhì)量管理體系對儀器設(shè)備的量值溯源均有明確的要求，這些準(zhǔn)則主要是依據(jù)ISO/IEC 17025：2005《檢測和校準(zhǔn)實驗室能力認(rèn)可準(zhǔn)則》制定的。

在《計量認(rèn)證/審查認(rèn)可(驗收)評審準(zhǔn)則》中，對儀器設(shè)備的量值溯源有如下規(guī)定[1]：

(1)凡對檢驗準(zhǔn)確性和有效性有影響的測量和檢驗儀器設(shè)備，在投入使用前必須進(jìn)行校準(zhǔn)和/或檢定(驗證)。實驗室應(yīng)制定有關(guān)測量和檢驗儀器設(shè)備的校準(zhǔn)與檢定(驗證)的周期檢定計劃。

(2)應(yīng)制定和實施儀器設(shè)備的校準(zhǔn)和/或檢定(驗證)和確認(rèn)的總體計劃，以確保(適用時)實驗室的測量可追溯到已有的國家計量基準(zhǔn)。校準(zhǔn)證書應(yīng)能證明溯源到國家計量基準(zhǔn)，并應(yīng)提供測量結(jié)果和有關(guān)測量不確定和/或符合經(jīng)批準(zhǔn)的計量規(guī)范的說明。自檢定/校準(zhǔn)的儀器設(shè)備，按國家計量檢定系統(tǒng)的要求，繪制能溯源到國家計量基準(zhǔn)的量值傳遞方框圖(適用時)，以確保在用的測量儀器設(shè)備量值符合計量法制規(guī)定的要求。

(3)如不可能溯源到國家計量基準(zhǔn)，實驗室應(yīng)提供結(jié)果相關(guān)性的滿意證據(jù)，例如參加一個適當(dāng)?shù)膶嶒炇议g的比對或能力驗證計劃。

(4)實驗室建立的測量參考標(biāo)準(zhǔn)只能用于校準(zhǔn)，不能用于其他目的，除非能夠證明其作為測量參考標(biāo)準(zhǔn)的性能不會失效。

(5)測量的參考標(biāo)準(zhǔn)的校準(zhǔn)工作應(yīng)由能提供對國家計量基準(zhǔn)溯源的機(jī)構(gòu)進(jìn)行。應(yīng)編制參考標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn)和檢定(驗證)的計劃。

(6)適當(dāng)時，參考標(biāo)準(zhǔn)、測量和檢驗儀器設(shè)備在兩次檢定(驗證)/校準(zhǔn)之間應(yīng)經(jīng)受運行中的檢查。

(7)如可能，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)能溯源到國家或國際計量基準(zhǔn)，或溯源到國家或國際標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)。應(yīng)使用有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(有效期內(nèi))。

在國家實驗室認(rèn)可質(zhì)量管理體系中，對儀器設(shè)備的量值溯源有如下規(guī)定[2]：

(1)用于檢測、校準(zhǔn)和抽樣的設(shè)備及其軟件應(yīng)達(dá)到要求的準(zhǔn)確度，并符合檢測和/或校準(zhǔn)相應(yīng)的規(guī)范要求。對結(jié)果有重要影響的儀器的關(guān)鍵量或值，應(yīng)制定校準(zhǔn)計劃。設(shè)備(包括用于抽樣的設(shè)備)在投入服務(wù)前應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)或核查，以證實其能夠滿足實驗室的規(guī)范要求和相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。設(shè)備在使用前應(yīng)進(jìn)行核查和/或校準(zhǔn)。

(2)用于檢測和/或校準(zhǔn)的對檢測、校準(zhǔn)和抽樣結(jié)果的準(zhǔn)確性或有效性有顯著影響的所有設(shè)備，包括輔助測量設(shè)備(例如用于測量環(huán)境條件的設(shè)備)，在投入使用前應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)。實驗室應(yīng)制定設(shè)備校準(zhǔn)的計劃和程序。

(3)測量無法溯源到SI單位或與之無關(guān)時，與對校準(zhǔn)實驗室的要求一樣，要求測量能夠溯源到諸如有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(參考物質(zhì))、約定的方法和/或協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

2 量值溯源的主要方式

目前，建設(shè)工程檢測實驗室對檢測設(shè)備的量值溯源，其基本方式主要有檢定、校準(zhǔn)、測試3種，根據(jù)溯源方式的不同，校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)出具的溯源證書分別為檢定證書、校準(zhǔn)證書、測試證書。

儀器設(shè)備的檢定是指查明和確認(rèn)儀器設(shè)備是否符合法定要求的程序，包括檢查、加標(biāo)記和出具檢定證書。檢定依據(jù)是按法定程序?qū)徟嫉挠嬃繖z定規(guī)程。在檢定結(jié)果中必須有合格與否的結(jié)論，并出具證書或加蓋印記。

儀器設(shè)備的校準(zhǔn)是指在規(guī)定條件下，為確定測量儀器或測量系統(tǒng)所指示的量值，或?qū)嵨锪烤?、參考物質(zhì)所代表的量值，與對應(yīng)的由標(biāo)準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的量值之間關(guān)系的一組操作。校準(zhǔn)的主要目的有以下幾點：

(1)確定示值誤差，得出標(biāo)稱值偏差的報告值，并調(diào)整測量儀器或?qū)ζ涫局导右孕拚?/p>

(2)給標(biāo)尺標(biāo)記賦值或核查參考物質(zhì)的特性。

(3)確定其他特性。

(4)實現(xiàn)溯源性。

校準(zhǔn)的依據(jù)是校準(zhǔn)規(guī)范或校準(zhǔn)方法，對其通常應(yīng)作統(tǒng)一規(guī)定，特殊情況下也可以自行制定。校準(zhǔn)的結(jié)果可記錄在校準(zhǔn)證書，也可用校準(zhǔn)因數(shù)或校準(zhǔn)曲線等形式表示。

儀器設(shè)備的測試與校準(zhǔn)類似，也是為了確定在規(guī)定條件下測量儀器或測量系統(tǒng)所指示的量值，或?qū)嵨锪烤?、參考物質(zhì)所代表的量值，與對應(yīng)的由標(biāo)準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的量值之間關(guān)系的一組操作，只是測試往往是在沒有相關(guān)校準(zhǔn)規(guī)程的情況下進(jìn)行的，一般在證書中只給出測試的結(jié)果或者測試曲線。

除了以上3種溯源方式外，由于檢測技術(shù)與檢測領(lǐng)域不斷發(fā)展，部分設(shè)備在現(xiàn)階段還沒有國家頒布的檢定規(guī)程，或者實驗室所在地的校準(zhǔn)檢定機(jī)構(gòu)尚不具備該種設(shè)備的校準(zhǔn)能力，此時實驗室可采用與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)比對的方式或者與儀器設(shè)備廠家提供的參考物質(zhì)比對的方式進(jìn)行量值溯源。例如目前建設(shè)工程檢測實驗室使用的平板導(dǎo)熱儀，校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)只能對平板導(dǎo)熱儀的溫度、加熱功率進(jìn)行校準(zhǔn)，而無法對導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)，故實驗室均采用定期與導(dǎo)熱系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)板進(jìn)行比對的方式進(jìn)行溯源。又如氙燈老化試驗箱，實驗室也是采取定期與試驗箱生產(chǎn)廠家提供的標(biāo)準(zhǔn)燈源進(jìn)行比對的方式進(jìn)行量值溯源。

3 在量值溯源過程中應(yīng)注意的問題

在對儀器設(shè)備進(jìn)行量值溯源的過程中，由于種種原因，往往會有一些問題沒有注意到，使得檢定校準(zhǔn)結(jié)果不能滿足使用要求，或者不能完全反映儀器設(shè)備的實際情況。

3.1 溯源的量程不能滿足使用要求

在對儀器設(shè)備溯源的過程中，尤其是對力學(xué)試驗設(shè)備，校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)會根據(jù)檢定規(guī)程的要求對被檢定設(shè)備的滿量程按照一定比例進(jìn)行檢定。以建設(shè)工程檢測實驗室進(jìn)行保溫材料力學(xué)試驗常用的5 kN電子萬能試驗機(jī)為例，校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)在對此類試驗機(jī)進(jìn)行檢定時，一般會根據(jù)檢定規(guī)程對試驗機(jī)滿量程的10%、20%、40%、60%、80%使用點進(jìn)行校準(zhǔn)，即500 N、1 000 N、2 000 N、3 000 N、4 000 N使用點進(jìn)行檢定，以確定該設(shè)備的精度與誤差。而實驗室進(jìn)行保溫材料力學(xué)試驗時檢測的一些材料如界面劑、抹面抗裂砂漿等，一些檢測項目的合格判定值會在500 N以下，可見對此類設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)時如果不增加500 N以下校準(zhǔn)點，就不能覆蓋所有試驗所需量程。

又如在建設(shè)工程檢測實驗室中會用到很多溫濕度測量與控制設(shè)備，對此類設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)時需考慮實際使用溫度來確定校準(zhǔn)點，而不能僅僅依據(jù)設(shè)備的精度、量程進(jìn)行校準(zhǔn)。再如混凝土試塊標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室的溫度一般為20 ℃；泡沫塑料尺寸穩(wěn)定性檢測所用烘箱的溫度一般為70 ℃；砂、石烘干所用烘箱的溫度一般為105 ℃，因此這些設(shè)備所用溫度計在進(jìn)行校準(zhǔn)時要校準(zhǔn)不同的溫度點，并根據(jù)對使用的溫度偏差的具體要求來確定所需的精度。

3.2 溯源的參數(shù)不全

隨著檢測技術(shù)的不斷進(jìn)步，在建設(shè)工程中對試驗設(shè)備的要求越來越高，而儀器設(shè)備檢定規(guī)程的更新又相對滯后。因此，如果校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)不了解被校準(zhǔn)儀器設(shè)備的具體使用要求，在溯源過程中只是簡單地按照檢定規(guī)程進(jìn)行檢定，往往會造成遺漏。例如建設(shè)工程檢測實驗室使用的電子萬能試驗機(jī)，通常會用于鋼材、混凝土、水泥、防水材料、保溫材料等材料的力學(xué)性能檢測。在這些材料的檢測過程中，除了對試驗機(jī)的精度、量程有要求外，還會對試驗機(jī)的加荷速率、變形測量有相應(yīng)的要求。如果對電子萬能試驗機(jī)僅按照力學(xué)設(shè)備檢定規(guī)程進(jìn)行溯源，就會遺漏對試驗機(jī)位移傳感器、大變形傳感器、加荷速率控制系統(tǒng)的檢定。

3.3 檢定周期與期間核查

儀器設(shè)備的溯源周期一般是根據(jù)檢定規(guī)程來確定的，而建設(shè)工程檢測實驗室往往會根據(jù)儀器設(shè)備的使用情況重新確定其檢定周期。如北京、上海等地均根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況規(guī)定了建工檢測實驗室不同設(shè)備的檢定周期，這些周期一般大于或者等于檢定規(guī)程所規(guī)定的檢定周期，這就要求實驗室應(yīng)根據(jù)儀器設(shè)備檢定周期的實際情況與使用情況，在周期內(nèi)對儀器設(shè)備進(jìn)行期間核查，以確保儀器設(shè)備在整個檢定周期內(nèi)的精度均滿足使用要求。

3.4 對溯源結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)

在ISO/IEC 17025：2005《檢測和校準(zhǔn)實驗室能力認(rèn)可準(zhǔn)則》和《計量認(rèn)證/審查認(rèn)可(驗收)評審準(zhǔn)則》中，均要求對溯源結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)。建工檢測試驗室在對溯源結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)時應(yīng)注意以下幾點：

(1)對檢定證書進(jìn)行確認(rèn)，由于檢定證書中已經(jīng)給出了檢定結(jié)論，當(dāng)結(jié)論為合格時，實驗室往往不對其進(jìn)行確認(rèn)，但是此時還應(yīng)確認(rèn)證書中給出的檢定精度與范圍是否符合試驗要求。

(2)對溯源的參數(shù)是否覆蓋了所有使用要求的參數(shù)進(jìn)行確認(rèn)。

(3)對溯源的量程范圍以及校準(zhǔn)點是否符合使用要求進(jìn)行確認(rèn)。

除了以上內(nèi)容外，檢測機(jī)構(gòu)還應(yīng)定期對提供溯源服務(wù)的校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的能力與測試范圍進(jìn)行確認(rèn)。

4 結(jié)語

隨著建設(shè)工程檢測實驗室檢測領(lǐng)域的擴(kuò)大和檢測技術(shù)的不斷進(jìn)步，所使用的儀器設(shè)備種類越來越多，在對這些儀器設(shè)備進(jìn)行量值溯源的過程中應(yīng)不斷總結(jié)，對儀器設(shè)備進(jìn)行有效溯源，從而提高檢測工作的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 計量認(rèn)證/審查認(rèn)可(驗收)評審準(zhǔn)則[S].

[2] ISO/IEC 17025：2005，檢測和校準(zhǔn)實驗室能力認(rèn)可準(zhǔn)則[S].