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对《测量仪器比对规范》有关问题的说明

发布时间:2008-05-12 作者:魏寿芳 施昌彦 来源:www.jlbjb.com 浏览:5047

中国测试技术研究院  魏寿芳 中国计量科学研究院  施昌彦


  为了加强和规范我国测量仪器量值比对工作,由国家质检总局组织制定的国家计量技术规范JJF1117-2004《测量仪器比对规范》,于2004年3月2日发布、6月2日起正式实施。为帮助使用者理解和掌握该规范的内容,本文就执行中的有关问题作简要说明。   

  一、制定《测量仪器比对规范》的主要依据

  鉴于系初次制定,国内又没有相关的规范性资料可作参考,起草小组只能在收集国外资料、特别是查询CIPM(国际计量委员会)关键比对和辅助比对做法的基础上,重点了解国际比对的有关规则。同时,参阅ISO/IEC(国际标准化组织和国际电工委员会)关于利用实验室间比对的能力验证的相关规定,特别是中国实验室国家认可委员会对能力验证的要求,拟借鉴国外、国内相关部门开展类似工作的经验,以求得测量仪器比对方法上的协调一致。根据调研结果,选定如下文献作为该规范制定的主要依据。

  (1)ISO/IEC导则43:1997《利用实验室间比对的能力验证》
  (2)CIPM/MRA:1999国际计量委员会“国家计量基(标)准互认与国家计量院签发的校准及测量证书互认”协议
  (3)CIPM/MRA 附件F:1999国际计量委员会关键比对导则
  (4)JJF1001-1998《通用计量术语及定义》
  (5)JJF1071-2000《国家计量校准规范编写规则》
  (6)JJF1059-1999《测量不确定度评定与表示》   

  二、关于《测量仪器比对规范》的名称

  国际间的量值比较称为国际比对。关键比对(key comparison)是指由国际计量委员会的相关咨询委员会(CIPM/CC)选择、组织的一套比对,包括基本单位和导出单位的倍量、分量及人造标准物的比对(CIPM/MRA:1999);

  实验室间比对(inter-laboratory comparison)是指按照预先规定的条件,由两个或多个实验室对相同或类似被测物品进行检测的组织、实施和评价(ISO/IEC导则43:1999);

  《测量仪器比对规范》所指的比对,是指在规定条件下,对相同准确度等级或指定不确定度范围的同种测量仪器复现的量值进行比较的过程。

  测量仪器(计量器具)包括计量基准、计量标准和工作计量器具。根据我国过去在计量领域比对的一贯做法,目前国内由政府部门组织的比对工作均为测量仪器量值的比对。

  该规范对“比对”的定义明确表述为:在规定条件下,对相同准确度等级或指定不确定度范围的同种测量仪器复现的量值进行比较的过程;而量值复现的过程实际上全面反映了实验室的综合能力,包括实验室的环境条件、操作人员水平、测量方法、测量设备等。制定该规范的目的是协调和统一测量仪器间量值比对的原则,所以,将规范的名称确定为“测量仪器比对规范”。   

  三、《测量仪器比对规范》中的几个主要问题

  1.关于该规范构架设计的考虑
  该规范的总体构架设计,主要依据两个方面的考虑:
   (1)鉴于我国目前开展测量仪器的比对工作,仅限于业已成熟的常规项目中的计量器具;又根据计量技术规范编写的基本要求,该规范只限于统一原则,而对于某项比对的具体要求和安排,则由主导实验室按照本专业领域的特点,经与参比实验室协商另行作出规定。
  (2)考虑到各专业的比对有其自身特点,诸如数据统计和处理方法、测量不确定度评定、仪器交接等都各不相同,故对其比对步骤及注意事项等细节,均由各主导实验室以比对技术方案(作业指导书)的方式具体规定,该规范不作详述。

  2.关于专家组的考虑
  测量仪器比对是一件十分严谨、通过若干个实验室间的技术运作来完成的复杂工作,它不应该受任何来自其他方面的干预。专家组是独立于主导实验室和参比实验室乃至组织者的技术权威小组,国际关键比对中称之为“比对顾问组”。其主要职能包括:对比对工作实施技术指导,处理比对中的重大技术问题,解释和协调比对过程中遇到的技术难题或技术争议等。
  显然,这是比对组织者所无法替代的。借鉴国际关键比对的做法,该规范建议成立专家组;专家组由主导实验室与参比实验室协商后提出名单,报比对组织者决定。

  3.关于比对路线
  比对的路线方式有若干种,该规范推荐了常用的三种典型的方式:圆环式、星形式和花瓣式(参见JJF1117-2004附录A)。具体操作由主导实验室根据实际情况自行选取。
  圆环方式适用于参比实验室为数不多,传递标准结构比较简单、便于搬运、稳定性非常好的情况。其优点是使用传递标准数量少;但比对工作所用的时间(周期)较长,运作不当时容易造成无效比对。
  星形方式适用于多套传递标准同时进行,其比对周期短,即使某一个传递标准损坏,也只影响一个实验室的比对结果。
  花瓣方式可将无效比对控制在比对过程的某一中间环节。若有三套传递标准同时进行,则可缩短比对周期。
  在一般情况下,若传递标准稳定性非常好,参比实验室较少,可采取圆环式;若传递标准稳定性比较好,则可采取花瓣式;否则只好采取星型式。

  4.关于比对保密的规定
  如果比对数据保密不好,将达不到比对预定的目的。为保证比对的质量、比对的公正性和严肃性,该规范明确规定,在正式通报比对结果前,各相关实验室(主导实验室、参比实验室)和相关人员(组织人员、试验人员、专家组成员等)应对比对结果严格保密。
  在制定比对实施方案时,由主导实验室重申保密规定或作出详细规定。

  5.关于比对实施方案
  不同的测量仪器有各自的特殊性,对其要求也有极强的针对性。为此,比对实施方案只能根据测量仪器特点并结合其使用、运输、试验等过程中的注意事项,由主导实验室提出,并经所有参比实验室讨论同意后实施。

  6.关于比对结果的评价和判别方法
  由于比对参考值往往不易确定,参考值的测量不确定度也不易评定;而各专业比对数据的统计和处理方法又不一样。因此,目前国际上常常是通过具体例子摸索经验,并指导其他项目,而不强求各专业之间在评价和判别方法上的一致。
  对于实验室间有些测量仪器的比对,通常采取例如En比法,它可以是反映参比实验室测得值与主导实验室参考值之间变动性的一个标准化差值(与测得值、参考值的扩展不确定度有关)。当En比大于1时判为不通过,当En比小于或等于1时判为通过。
  也可以采取其他的评价判别方法。一般来说,依据比对的目的,由主导实验室、参比实验室、比对组织者和专家组,结合该领域测量不确定度评定的现状而定。该规范没有也不宜作出统一规定。   

  四、目前国内比对实施的基本程序

  比对有时是在缺少更高准确度等级的计量标准时,使测量结果趋向一致的一种手段。比对通常应具备组织者、参比实验室、主导实验室(一般在该领域中技术水平比较领先的实验室)、计量特性优良的传递标准(测量不确定度应小于被比对象,或同一量级但性能稳定)。
  近年来,国家质量监督检验检疫总局十分重视测量仪器的量值比对工作,每年计划列支专款开展相关领域的量值比对。具体组织立项工作,交由各相关专业计量技术委员会实施。中国实验室国家认可委员会也十分重视利用实验室间比对的能力验证工作。目前,向国家质量监督检验检疫总局提出比对项目的基本程序是:

  ●实验室提出比对项目的建议申请;
  ●报相关专业计量技术委员会组织论证;
  ●上报比对组织者——政府计量行政部门;
  ●组织者确定项目、指定主导实验室,批转技术委员会;
  ●技术委员会通知主导实验室按JJF1117-2004组织实施。

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