曹盛華/上海市浦東新區(qū)計(jì)量質(zhì)量檢測所

0 引言

由于國內(nèi)量值傳遞體系中相同準(zhǔn)確度等級的各計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)之間沒有量值的橫向比較，導(dǎo)致各計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)無法判定其測量結(jié)果是否一致。2008年8月1日國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局施行《計(jì)量比對管理辦法》，2010年12月10日實(shí)施JJF 1117-2010《計(jì)量比對》，計(jì)量比對得到了計(jì)量行政部門的高度重視。

上海市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局近幾年為了更好地提升區(qū)級法定計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)技術(shù)能力，提高計(jì)量技術(shù)人員水平，推動各實(shí)驗(yàn)室之間的技術(shù)交流，確保量值傳遞的準(zhǔn)確、可靠和統(tǒng)一，大規(guī)模地開展了計(jì)量比對工作。為了更好地鍛煉各區(qū)法定計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)的技術(shù)隊(duì)伍，主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室由各區(qū)法定計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)輪流承擔(dān)。各區(qū)法定計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)分別以主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室和參比實(shí)驗(yàn)室的身份參加了10多次計(jì)量比對，極大地提高了組織協(xié)調(diào)能力和技術(shù)能力。同時(shí)在計(jì)量比對過程中，無論是主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室還是參比實(shí)驗(yàn)室都存在著一些不足之處，本文將對這些問題進(jìn)行探討。

1 主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室問題探討

1.1 數(shù)據(jù)分析不透徹，比對結(jié)果無法令人信服

計(jì)量比對考核參比實(shí)驗(yàn)室計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)境條件、人員水平、測量方法、數(shù)據(jù)處理、管理能力等方面的實(shí)際水平和能力[1]。比對結(jié)果是實(shí)驗(yàn)室能力的有效證明，因此主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室對比對結(jié)果應(yīng)做細(xì)致的分析 。如果主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)分析不透徹，機(jī)械地套用公式得出的比對結(jié)果往往無法令人信服，甚至是錯誤的結(jié)果。

如某次千分尺量值比對結(jié)果數(shù)據(jù)見表1（數(shù)據(jù)摘錄自比對總結(jié)報(bào)告）。

表1 各參比實(shí)驗(yàn)室上報(bào)的測量結(jié)果、測量值及比對期間主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室穩(wěn)定性數(shù)據(jù)

比對結(jié)果中實(shí)驗(yàn)室C在21.50 mm比對點(diǎn)上值＞1，為不滿意結(jié)果。但是綜合分析比對路線和傳遞標(biāo)準(zhǔn)比對期間穩(wěn)定性考核數(shù)據(jù)，可以看出實(shí)驗(yàn)室C的測量結(jié)果和主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室的穩(wěn)定性考核數(shù)據(jù)基本一致，反而實(shí)驗(yàn)室D和實(shí)驗(yàn)室F的測量結(jié)果和主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室的穩(wěn)定性考核數(shù)據(jù)有顯著差異。在此情況下，主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室還是按原比對方案的規(guī)定以各參比實(shí)驗(yàn)室測量結(jié)果的算術(shù)平均值（）為參考值，從而得出實(shí)驗(yàn)室C在21.50 mm比對點(diǎn)上的不滿意結(jié)果已缺乏合理性。根據(jù)JJF 117-2010D.3.1參考值確定方法的合理性中規(guī)定“根據(jù)比對實(shí)驗(yàn)室的量值來源分析，檢驗(yàn)選擇的確定參考值的方法的合理性；在分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室可以采取可能的多種參考值計(jì)算方法，比較計(jì)算過程及結(jié)果的差異，并嘗試分析其原因，從而確定或選擇更為合理的技術(shù)方法?！贝藭r(shí)主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)加入高一級計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的測量結(jié)果作為參考值進(jìn)行比較計(jì)算過程和結(jié)果。如果兩種方法的計(jì)算結(jié)果存在差異，應(yīng)分析其原因，從而確定最為合理的比對技術(shù)。

1.2 傳遞標(biāo)準(zhǔn)在比對期間的穩(wěn)定性評估不合理

確定測量點(diǎn)參考值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度時(shí)，應(yīng)評定傳遞標(biāo)準(zhǔn)在比對期間穩(wěn)定性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ue。有部分主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室評定不合理。

如某頂焦度量值比對總結(jié)報(bào)告中，主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室直接用穩(wěn)定性數(shù)據(jù)的極差值作為穩(wěn)定性引起的標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展不確定度Ue，這種方法顯然是不符合JJF 1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》要求的。

又如某扭矩扳子量值比對總結(jié)報(bào)告中，主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室認(rèn)為傳遞標(biāo)準(zhǔn)在比對實(shí)施過程中穩(wěn)定性的變化服從均勻分布，穩(wěn)定性對測量結(jié)果引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ue=，Δ為兩次測量差值的絕對值。在有測得值的情況下，采用B類評定的方法是不恰當(dāng)?shù)模跍y量次數(shù)較少時(shí)，可采用A類評定方法中的極差法進(jìn)行評定。

再如某外徑千分尺量值比對總結(jié)報(bào)告中，主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室計(jì)算傳遞標(biāo)準(zhǔn)在比對期間穩(wěn)定性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ue時(shí)采用極差法，但是公式采用錯誤[u(x)=]，導(dǎo)致評定結(jié)果錯誤。

合理的方法是，傳遞標(biāo)準(zhǔn)在比對期間不穩(wěn)定性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度ue采用極差法進(jìn)行評定。例如進(jìn)行鋼卷尺計(jì)量比對，比對期間對傳遞標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定性考核數(shù)據(jù)見表2。

表2 傳遞標(biāo)準(zhǔn)比對期間穩(wěn)定性考核數(shù)據(jù)

單個測得值x的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差：s(x) =，式中：R——極差；

C——極差系數(shù)（本次穩(wěn)定性考核了4次，查表得極差系數(shù)為2.06）

豎井掘進(jìn)機(jī)在掘進(jìn)過程中，易受到多種因素的影響而發(fā)生偏斜[2-4]。溜渣孔偏斜、復(fù)雜的地質(zhì)地層條件、現(xiàn)場人為因素等，都會干擾豎井掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)姿態(tài)，使機(jī)體運(yùn)行軌跡曲線偏離設(shè)計(jì)軸線，產(chǎn)生位移和角度的偏斜，影響工程質(zhì)量，嚴(yán)重的甚至?xí){豎井掘進(jìn)機(jī)的安全運(yùn)行。為了應(yīng)對偏斜，應(yīng)采取有效措施，對豎井掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)糾偏。

穩(wěn)定性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度：

2 參比實(shí)驗(yàn)室問題

2.1 對比對實(shí)施方案理解不透徹

比對實(shí)施方案是由主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室起草，經(jīng)參比實(shí)驗(yàn)室討論，并報(bào)比對組織方批準(zhǔn)后發(fā)放給參比實(shí)驗(yàn)室的。比對實(shí)施方案是對計(jì)量比對工作從目標(biāo)要求、工作內(nèi)容、方式方法及工作步驟等做出全面、具體而又明確安排的技術(shù)文件。計(jì)量比對與日常的檢定或校準(zhǔn)工作的性質(zhì)是不同的。參比實(shí)驗(yàn)室只有深刻理解比對實(shí)施方案，熟悉比對的具體規(guī)定，才能按要求順利完成計(jì)量比對，獲得滿意的比對結(jié)果。由于部分參比實(shí)驗(yàn)室對比對實(shí)施方案解讀不透徹，出現(xiàn)了比對材料遞交不及時(shí)、不齊全、未按規(guī)定方法進(jìn)行比對測量、未按規(guī)定要求提交比對結(jié)果等問題。

2.2 測量結(jié)果表述不規(guī)范

測量結(jié)果是計(jì)量比對中最重要的數(shù)據(jù)，因此在比對實(shí)施方案中都有詳細(xì)的表述要求。但是在計(jì)量比對中出現(xiàn)測量結(jié)果表述不規(guī)范的情況較多，主要有：

1）測量結(jié)果的有效位數(shù)不符合比對實(shí)施方案的要求；

2）測量結(jié)果的不確定度表示形式（絕對形式、相對形式）不符合比對實(shí)施方案的要求；

3）測量結(jié)果的末位與測量不確定度的末位不一致；

4）測量結(jié)果或測量不確定度缺少單位。

2.3 測量不確定度評定不規(guī)范

測量不確定度的評定是各參比實(shí)驗(yàn)室對同一量的測量結(jié)果作有意義比較的基礎(chǔ)，因此測量不確定度的評定是計(jì)量比對的重點(diǎn)考察對象。測量不確定度評定合理與否與參比實(shí)驗(yàn)室的比對結(jié)果息息相關(guān)。每次計(jì)量比對參比實(shí)驗(yàn)室在測量不確定度評定中出現(xiàn)的問題都是最多的，主要有：

1）測量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度和分辨力引入的不確定度分量重復(fù)計(jì)算。合理的方法是取兩者之間數(shù)值較大者；

2）評定測量重復(fù)性引起的標(biāo)準(zhǔn)不確定度時(shí)，實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差是否要除以，n取何值？經(jīng)常會出現(xiàn)錯誤。根據(jù)JJF 1059.1-2012的規(guī)定，用算術(shù)平均值作為被測量的估計(jì)值時(shí)，實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差要除以，n取何值取決于被測量的估計(jì)值取幾次測量結(jié)果的算術(shù)平均值。如果是以單次測量結(jié)果作為被測量的估計(jì)值，則實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差不需要除以。

3）評定標(biāo)準(zhǔn)器引入的標(biāo)準(zhǔn)不確定度時(shí)，選擇用標(biāo)準(zhǔn)器的最大允許誤差還是用標(biāo)準(zhǔn)器的不確定度進(jìn)行評定，兩種選擇混淆不清。合理的方法是標(biāo)準(zhǔn)器在使用中采用標(biāo)稱值或示值，則評定時(shí)用標(biāo)準(zhǔn)器的最大允許誤差，標(biāo)準(zhǔn)器在使用中采用實(shí)際值，則評定時(shí)用標(biāo)準(zhǔn)器的不確定度。

3 結(jié)語

計(jì)量比對是對參比實(shí)驗(yàn)室檢校能力和實(shí)際水平的考核。參比實(shí)驗(yàn)室要正確對待比對結(jié)果，通過比對發(fā)現(xiàn)問題，找出差距，積極改進(jìn)，從而不斷提高技術(shù)水平。