徐鍇 余瑋玥 張莉莉 / 上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院

0 引言

計(jì)量比對(duì)既是量值溯源的方式之一，又是強(qiáng)化計(jì)量監(jiān)督管理的重要手段。通過(guò)評(píng)價(jià)參加比對(duì)的實(shí)驗(yàn)室反饋的傳遞標(biāo)準(zhǔn)（樣品）測(cè)試結(jié)果，可以判定參加比對(duì)實(shí)驗(yàn)室所涉及比對(duì)的計(jì)量基準(zhǔn)、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的運(yùn)行狀態(tài)是否符合相關(guān)要求[1-2]。

衡器計(jì)量是力學(xué)計(jì)量領(lǐng)域中的重要分支，其中電子計(jì)價(jià)秤作為衡器領(lǐng)域的重要工作計(jì)量器具之一，在貿(mào)易結(jié)算領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)對(duì)電子計(jì)價(jià)秤檢定的準(zhǔn)確性直接關(guān)乎商家與消費(fèi)者的合法權(quán)益[3]。

為了全面了解上海市各計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)在電子計(jì)價(jià)秤檢定項(xiàng)目方面實(shí)際水平和技術(shù)能力，以及對(duì)JJG 539—2016《數(shù)字指示秤》檢定規(guī)程的執(zhí)行情況和量值傳遞準(zhǔn)確程度，上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院作為主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室組織開(kāi)展了電子計(jì)價(jià)秤量值比對(duì)活動(dòng)。該比對(duì)旨在驗(yàn)證各計(jì)量實(shí)驗(yàn)室電子計(jì)價(jià)秤檢定或校準(zhǔn)結(jié)果是否具有一致性，以保證量值傳遞的準(zhǔn)確、一致、可靠。通過(guò)此次比對(duì)，考察了上海市各計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)檢定人員的專業(yè)技術(shù)水平、測(cè)量及數(shù)據(jù)處理能力。通過(guò)對(duì)比分析各計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)之間的差異，嘗試尋找造成差異的原因，提出相應(yīng)的對(duì)策，積累經(jīng)驗(yàn)，以確保量值傳遞的準(zhǔn)確可靠。這將有助于促進(jìn)制造與使用電子計(jì)價(jià)秤相關(guān)行業(yè)的發(fā)展，同時(shí)也能保護(hù)廣大消費(fèi)者與商家之間的公平貿(mào)易。

1 比對(duì)基本情況

此次電子計(jì)價(jià)秤量值比對(duì)工作由上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院作為主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室組織實(shí)施。參與比對(duì)的計(jì)量校準(zhǔn)技術(shù)機(jī)構(gòu)共有33 家，這些機(jī)構(gòu)已經(jīng)取得檢定或校準(zhǔn)數(shù)字指示秤項(xiàng)目的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核證書(shū)[4]。

1.1 比對(duì)項(xiàng)目

對(duì)最大秤量為15 kg 電子計(jì)價(jià)秤，分別在2.5 kg（加載）、2.5 kg（卸載）以及15 kg（加載）三個(gè)稱量示值點(diǎn)的量值比對(duì)。

1.2 比對(duì)技術(shù)依據(jù)

JJG 539—2016、JJF 1117—2010《計(jì)量比對(duì)計(jì)量技術(shù)規(guī)范》、JJF 1059.1—2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》。

1.3 比對(duì)方式

此次比對(duì)采用固定地點(diǎn)比對(duì)。在固定地點(diǎn)進(jìn)行比對(duì)可以確保各參比機(jī)構(gòu)在相同的環(huán)境條件下進(jìn)行測(cè)量，提高了比對(duì)結(jié)果的可靠性。

1.4 傳遞標(biāo)準(zhǔn)

此次比對(duì)的傳遞標(biāo)準(zhǔn)由主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室提供。主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室選取了4 臺(tái)電子計(jì)價(jià)秤（最大秤量15 kg，分度值5 g，準(zhǔn)確度等級(jí)）作為比對(duì)的傳遞標(biāo)準(zhǔn)，其中兩臺(tái)作為比對(duì)樣品，另外兩臺(tái)作為備用樣品。根據(jù)比對(duì)日程安排，將比對(duì)樣品分為兩組，每組1 臺(tái)比對(duì)樣品，1 臺(tái)備用樣品。

為確保所選傳遞標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性、可靠性，主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室在比對(duì)實(shí)施前、實(shí)施中和實(shí)施后對(duì)傳遞標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了穩(wěn)定性考核，每個(gè)測(cè)量點(diǎn)平均值最大差值均不超過(guò)各測(cè)量點(diǎn)的最大允許誤差的三分之一，以滿足傳遞標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性要求[5]。

1.5 參考值的確定

主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室使用F1等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)砝碼，在每天試驗(yàn)前后，對(duì)電子計(jì)價(jià)秤的2.5 kg（加載）、2.5 kg（卸載）以及15 kg（加載）三個(gè)稱量示值點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試，得到電子計(jì)價(jià)秤的示值誤差平均值，作為比對(duì)的參考值，示值誤差的不確定度為此次比對(duì)參考值的不確定度。

1.6 比對(duì)結(jié)果的評(píng)價(jià)

依據(jù)JJF 1117—2010，用歸一化偏差En值評(píng)價(jià)各參比實(shí)驗(yàn)室給出的比對(duì)結(jié)果，如式（1）所示。

式中：En—— 比對(duì)的歸一化偏差；

Yri—— 第i個(gè)測(cè)量點(diǎn)的參考值；

Yji—— 第j個(gè)參比實(shí)驗(yàn)室上報(bào)的在第i個(gè)測(cè)量點(diǎn)上的測(cè)量結(jié)果；

k—— 覆蓋因子，取k= 2；

ui—— 第i個(gè)測(cè)量點(diǎn)上Yji-Yri的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；

uji—— 第j個(gè)參比實(shí)驗(yàn)室上報(bào)的在第i個(gè)測(cè)量點(diǎn)上測(cè)量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；

uri—— 第i個(gè)測(cè)量點(diǎn)參考值的標(biāo)準(zhǔn)不確定度；

uei—— 比對(duì)期間傳遞標(biāo)準(zhǔn)在第i個(gè)測(cè)量點(diǎn)上的不確定性對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響

比對(duì)結(jié)果一致性的評(píng)判原則：

|En|≤1，參比實(shí)驗(yàn)室的測(cè)量結(jié)果與參考值之差在合理的預(yù)期范圍之內(nèi)，比對(duì)結(jié)果可接受；

|En| > 1，參比實(shí)驗(yàn)室的測(cè)量結(jié)果與參考值之差沒(méi)有達(dá)到合理的預(yù)期，應(yīng)分析原因。

2 比對(duì)結(jié)果

根據(jù)各參比實(shí)驗(yàn)室提交的比對(duì)結(jié)果，所有參比實(shí)驗(yàn)室計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置的檢測(cè)能力均符合計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求，并且各稱量點(diǎn)的比對(duì)結(jié)果不確定度也符合要求。

比對(duì)結(jié)果通過(guò)歸一化偏差En來(lái)評(píng)價(jià)。在此次比對(duì)中，各個(gè)參比實(shí)驗(yàn)室的En絕對(duì)值均小于1，在合理的預(yù)期范圍之內(nèi)，沒(méi)有明顯的系統(tǒng)偏差。其中有25 家參比實(shí)驗(yàn)室在三個(gè)測(cè)量點(diǎn)的|En|值都在0～0.7范圍內(nèi)，個(gè)別測(cè)量點(diǎn)的|En|值在0.7～1 范圍內(nèi)的有8家。此次比對(duì)結(jié)果均為滿意。

圖1、圖2、圖3 展示了各參比實(shí)驗(yàn)室在各個(gè)稱量點(diǎn)的偏差值和不確定度。圖中“·”X 坐標(biāo)為參比實(shí)驗(yàn)室測(cè)量結(jié)果與參考值的差值，橫坐標(biāo)為各參比實(shí)驗(yàn)室代碼，小點(diǎn)上短線“Ι”半寬為參比實(shí)驗(yàn)室給出的測(cè)量結(jié)果不確定度。各參比實(shí)驗(yàn)室En絕對(duì)值匯總圖，見(jiàn)圖4。這些圖形可以更直觀地呈現(xiàn)各參比實(shí)驗(yàn)室的比對(duì)結(jié)果，并對(duì)比其偏差值和不確定度。通過(guò)該數(shù)據(jù)，可以進(jìn)一步對(duì)比對(duì)結(jié)果作出評(píng)估。

圖2 2.5 kg 卸載比對(duì)結(jié)果

圖3 15 kg 加載比對(duì)結(jié)果

圖4 各參比實(shí)驗(yàn)室En 絕對(duì)值匯總

3 問(wèn)題分析及建議

3.1 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及分析

在此次比對(duì)中，主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室認(rèn)真觀察參比實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員進(jìn)行的比對(duì)試驗(yàn)操作，并仔細(xì)審閱了參比實(shí)驗(yàn)室提交的比對(duì)材料，經(jīng)過(guò)分析，發(fā)現(xiàn)以下問(wèn)題。

1）比對(duì)試驗(yàn)的操作[6]

（1）水平調(diào)整：根據(jù)JJG 539—2016 中第7.5.2條b）的規(guī)定，帶有水平調(diào)整裝置的電子計(jì)價(jià)秤，在進(jìn)行比對(duì)前應(yīng)將秤調(diào)整到水平位置。然而，部分參比實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)人員疏于觀察水平泡位置，未進(jìn)行適當(dāng)?shù)乃秸{(diào)整。

對(duì)被測(cè)樣品進(jìn)行水平調(diào)整是日常檢定開(kāi)展前的準(zhǔn)備工作，也是必備步驟。如果未正確進(jìn)行水平調(diào)整，將對(duì)后續(xù)的操作造成影響。水平調(diào)整后，還應(yīng)對(duì)零點(diǎn)進(jìn)行確認(rèn)，必要時(shí)需進(jìn)行一次置零。

（2）砝碼加載：根據(jù)JJG 539—2016 中第7.5.7 條規(guī)定，在加、卸砝碼時(shí)，應(yīng)逐漸遞增或遞減。部分參比人員存在砝碼加、卸載稱量過(guò)程中，當(dāng)交換砝碼時(shí)出現(xiàn)空秤回零現(xiàn)象，這給后續(xù)修正誤差帶來(lái)影響。

（3）砝碼疊放：部分參比人員在稱量過(guò)程中，將砝碼在秤盤(pán)上堆疊擺放不均勻，導(dǎo)致給稱量示值帶來(lái)一定的偏載誤差，影響比對(duì)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（4）重復(fù)性試驗(yàn)：根據(jù)JJG 539—2016 中第7.5.10.2 條規(guī)定，在重復(fù)性試驗(yàn)中，每次稱重時(shí)應(yīng)重新置零。部分參比人員在進(jìn)行重復(fù)性試驗(yàn)時(shí)，每次稱量前沒(méi)有重新置零，可能導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏離真實(shí)值。

（5）偏載試驗(yàn)：根據(jù)JJG 539—2016 中第7.5.11.2條b）項(xiàng)規(guī)定，須將砝碼依次施加在面積約占承載器1/4 的區(qū)域內(nèi)。部分參比人員在偏載試驗(yàn)中，未完全將砝碼置于偏載的四個(gè)區(qū)域的中心位置，這將給偏載的數(shù)據(jù)帶來(lái)影響。

2）計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器的管理

比對(duì)采用的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)為非自動(dòng)衡器檢定或校準(zhǔn)裝置，計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器為砝碼，因傳遞標(biāo)準(zhǔn)的最大秤量為15 kg，所以使用的是F2或M1等級(jí)的砝碼，該等級(jí)的砝碼屬于精密測(cè)量?jī)x器，在保存和管理上有嚴(yán)格要求，以確保砝碼表面不會(huì)發(fā)生腐蝕、磨損、污染和受大氣環(huán)境等影響。部分參比實(shí)驗(yàn)室的砝碼標(biāo)準(zhǔn)器上粘貼有標(biāo)簽等附加物，這對(duì)砝碼的質(zhì)量值造成了直接影響。

3）測(cè)量不確定度的表述

按照J(rèn)JF 1059.1—2012 的要求，進(jìn)行不確定度評(píng)定時(shí)要采用正確的表述。部分參比實(shí)驗(yàn)室提供的不確定度，其有效小數(shù)位與修正誤差末位沒(méi)有保持一致，存在表述不規(guī)范的情況[7]。

3.2 建議

分析上述發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，各參比實(shí)驗(yàn)室應(yīng)對(duì)此次比對(duì)工作進(jìn)行全面總結(jié)，找出實(shí)驗(yàn)室存在的問(wèn)題，加以提高和改進(jìn)。主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室建議如下：

1）提高人員的操作技術(shù)水平

針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)試驗(yàn)暴露的操作問(wèn)題，建議對(duì)實(shí)驗(yàn)室人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，以糾正測(cè)量過(guò)程中存在的不正確理解或操作。

2）加強(qiáng)人員的不確定度評(píng)定的培訓(xùn)

測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定是本次比對(duì)考查的重點(diǎn)項(xiàng)目之一。對(duì)于測(cè)量不確定度表述存在問(wèn)題的參比實(shí)驗(yàn)室和|En|值接近1 的參比實(shí)驗(yàn)室，應(yīng)重視這一問(wèn)題，并加強(qiáng)員工培訓(xùn)和學(xué)習(xí)，積極查找不足之處。

3）健全計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的管理制度

在比對(duì)中發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)器上存在附加物的情況，建議相關(guān)實(shí)驗(yàn)室核查計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的維護(hù)和保養(yǎng)實(shí)施情況，并健全機(jī)構(gòu)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)管理制度[8]。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)此次比對(duì)，對(duì)上海市各參比實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展的電子計(jì)價(jià)秤項(xiàng)目的測(cè)量方法、儀器設(shè)備、人員素質(zhì)等方面進(jìn)行了全面了解，比對(duì)結(jié)果客觀反映了各參比實(shí)驗(yàn)室的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置和檢定人員測(cè)試水平和綜合能力，達(dá)到比對(duì)預(yù)期效果。同時(shí)，此次比對(duì)也充分發(fā)揮了計(jì)量比對(duì)在保障檢測(cè)機(jī)構(gòu)測(cè)量量值的一致性和計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的可靠性方面的重要作用，為計(jì)量監(jiān)管和提升計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)檢測(cè)能力提供了強(qiáng)有力的支撐。