對計(jì)量校準(zhǔn)的認(rèn)識一種量值溯源方式
計(jì)量校準(zhǔn)作為一種量值溯源方式,在量值準(zhǔn)確可靠中發(fā)揮了重要作用其量值保證方式正得到廣泛應(yīng)用,而如何保障該項(xiàng)工作能夠高效、有序、順利地開展是關(guān)鍵。筆者在此就開展校準(zhǔn)工作中遇到的一些具體情況作簡要評述供計(jì)量同行參考借鑒。
一、計(jì)量校準(zhǔn)的概念和能力認(rèn)可
校準(zhǔn):JJF 1001-2011《通用計(jì)量術(shù)語及定義》中給出的定義是"在規(guī)定條件下的一組操作,其第一步是確定由測量標(biāo)準(zhǔn)提供的量值與相應(yīng)示值之間的關(guān)系,第二步則是用此信息確定由示值獲得測量結(jié)果的關(guān)系,這里測量標(biāo)準(zhǔn)提供的量值與相應(yīng)示值都具有測量不確定度 "。
通過校準(zhǔn),通常需要得到具有測量不確定度的修正值或修正因子,并且校準(zhǔn)不代表對測量系統(tǒng)的調(diào)整 (應(yīng)區(qū)別于對測量系統(tǒng)的自校準(zhǔn)),常規(guī)意義下的校準(zhǔn)通常只是定義中的第一步即相應(yīng)示值與測量標(biāo)準(zhǔn)的量值進(jìn)行比較。
從以上定義可以看出,對校準(zhǔn)的理解就是在實(shí)際的計(jì)量活動中,被測量(可以是測量系統(tǒng)、測量儀器、量具、被測物的特征量等)的值需要與測量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行一個合理比較,以確認(rèn)該值與測量標(biāo)準(zhǔn)之間的差異,并最終得到該值與SI單位的一致量,即所謂的量值溯源,這一過程的結(jié)果輸出可以是曲線、圖譜、修正值、校準(zhǔn)因子等,以及與此對應(yīng)的測量結(jié)果不確定度。
測量標(biāo)準(zhǔn)是提供一個可以將相應(yīng)示值能夠與SI單位量一致的標(biāo)準(zhǔn)量,校準(zhǔn)的前提是該標(biāo)準(zhǔn)量必須接受SI單位量的量值傳遞或溯源,即通常說的溯源性要求。IS0/IEC17025 : 2005《檢測和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力的通用要求》之5.6測量溯源性里作了全面規(guī)定,也就是說測量標(biāo)準(zhǔn)所提供的量值只要具有溯源性,在依據(jù)確認(rèn)的技術(shù)方法所開展的校準(zhǔn)工作是符合校準(zhǔn)要求的,電磁儀器校準(zhǔn)具有相應(yīng)的校準(zhǔn)能力。
在國際化合作以及I S09000族標(biāo)準(zhǔn)被廣泛應(yīng)用于各類組織的質(zhì) 量體系要求的大背景下,也給標(biāo)準(zhǔn)中用于對過程質(zhì)量運(yùn)行提供記錄的 "監(jiān)視和測量裝置"(標(biāo)準(zhǔn)7.6條)的有效性提出要求,其最基本的就是所配置的監(jiān)視和測量裝置必須進(jìn)行校準(zhǔn),以保持其量值能夠溯源到SI單位基準(zhǔn),從而為質(zhì)量體系運(yùn)行提供準(zhǔn)確可靠井一致的量值,而滿足該要求的校準(zhǔn)工作也就需要有一個客觀合理的評價(jià)。
伴隨著IS09000族標(biāo)準(zhǔn)的廣泛應(yīng)用對提供校準(zhǔn)能力的技術(shù)機(jī)構(gòu)也要有相應(yīng)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。IS0/IEC17025 : 2005的推行,解決了這一困惑。就如同 IS09000族標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了相關(guān)行業(yè)的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)一樣,ISO/IEC17025 : 2005全面提出檢測和校準(zhǔn)服務(wù)實(shí)驗(yàn)室的組織、管理體系、設(shè)備、儀器校準(zhǔn)方法確認(rèn)、測量溯源性等要求,全方位地對提供校準(zhǔn)服務(wù)的實(shí)驗(yàn)室有了與IS09001 : 2000標(biāo)準(zhǔn)類似的要求。
通過統(tǒng)一的方式,對按照 ISO/IEC 17025 : 2005的規(guī)定進(jìn)行的評審,并滿足要求的實(shí)驗(yàn)室 (即通常所說的cnas評審),就具有了認(rèn)可資質(zhì)并由相關(guān)機(jī)構(gòu)頒發(fā)證書,對其校準(zhǔn)能力進(jìn)行公開推薦,使社會上有此類校準(zhǔn)需求的組織機(jī)構(gòu),可以放心地選擇該實(shí)驗(yàn)室的校準(zhǔn)服 務(wù),這就是能力認(rèn)可。
對于可提供量值溯源的實(shí)驗(yàn)室,其本身就具有提供校準(zhǔn)服務(wù)的能力,是可以提供量值溯源的校準(zhǔn)服務(wù),但作為校準(zhǔn)服務(wù)不只局限于為量值提供溯源,同時還有人員能力、公正性、不符合工作控制等多方面的要求,而滿足 IS0/IEC 17025 : 2005的實(shí)驗(yàn)室,貝Ij在曰前的認(rèn)知條件下,對提供的校準(zhǔn)服務(wù)可以滿足相應(yīng)要求,這是校準(zhǔn)服務(wù)的需求方需要信任和選陣的,由此,具有可溯源的校準(zhǔn),只是提供校準(zhǔn)服務(wù)的初步,而符合 ISO/IEC 17025 : 2005要求的實(shí)驗(yàn)室,才是客戶可以信任的提供全方位校準(zhǔn)服務(wù)的合格供應(yīng)商。
二、校準(zhǔn)內(nèi)容與客戶的特殊要求
明確了校準(zhǔn)的服務(wù)要求,就明了校準(zhǔn)時應(yīng)如何具體開展工作以 及此項(xiàng)工作應(yīng)該在什么情況下進(jìn)行。在ISO/IEC17025: 2005中,除去規(guī)范性的章節(jié)外,主要有管理 要求和技術(shù)要求兩大類,其中對校準(zhǔn)的要求從合同評審開始,對設(shè)備采購、不符合校準(zhǔn)工作的控制、設(shè)施和環(huán)境條件、校準(zhǔn)方法的確認(rèn)、設(shè)備溯源性等有系統(tǒng)的規(guī)定。除了具體的校準(zhǔn)活動外,實(shí)驗(yàn)室還應(yīng)在記錄控制、管理評審、校準(zhǔn)物品的處置、糾正和預(yù)防措施等管理活動中做到規(guī)范,為實(shí)驗(yàn)室的正常運(yùn)作提供保障,本文所述主要以技術(shù)要求為主。
所提供的校準(zhǔn)服務(wù)最終以校準(zhǔn)證書的形式提供給客戶。校準(zhǔn)證書是對一臺經(jīng)過校準(zhǔn)的儀器設(shè)備提供滿足量值溯掠要求的證明,因此其具體內(nèi)容受到校準(zhǔn)方法、環(huán)境條件、標(biāo)準(zhǔn)器具等多方面的影響,特別是在客戶提出了特殊要求后,校準(zhǔn)活動就不是簡單地按部就班將整個流程走一遍,而是要根據(jù)這些特殊要求,啟動合同評審程序,對所提特殊要求從實(shí)驗(yàn)室的校準(zhǔn)能力考慮,進(jìn)行初步的要求確認(rèn),而詳細(xì)的確認(rèn)需要從實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可的校準(zhǔn)能力以及被校準(zhǔn)儀器設(shè)備的計(jì)量特性兩方面考慮。
首先,實(shí)驗(yàn)室的校準(zhǔn)認(rèn)可能力是中國合格評定國家認(rèn)可委員會 (CNAS )對外公布的,包含儀器名稱、校準(zhǔn)參量、技術(shù)依據(jù)、能力范圍(測量范圍及測量不確定度)、限制說明及備注類,能力上的確認(rèn)只要是被校準(zhǔn)的儀器設(shè)備(名稱)、校準(zhǔn)參量、能力范圍(測量范圍及測量不確定度)存在于推薦表中并且沒有相應(yīng)的限制性說明,則初步的要求確認(rèn)就可以滿足了,即在對客戶要求校準(zhǔn)的儀器設(shè)備經(jīng)過規(guī)定的校準(zhǔn)程序后,可以出具滿足CNAS認(rèn)可能力要求的校準(zhǔn)證書。
其次,需要對詳細(xì)的被校準(zhǔn)儀器計(jì)量測量范圍及計(jì)量特性進(jìn)行確認(rèn),以確定所提特殊要求能夠適合于該儀器的特性,并且實(shí)驗(yàn)室的校準(zhǔn)能力也能夠做到。例如,一臺數(shù)字多用表的電流測量范圍為 0——25A,分辨力為 0.01A,客戶在所提出的校準(zhǔn)要求中有這樣的表述:校準(zhǔn)點(diǎn)需包含以下測量點(diǎn):0.01A、0.05A、……25A,由此可以看出,客戶在使用該數(shù)字多用表做測試時,需要測量小到0.01A(10mA)的電流值,客戶提出這樣的需求,只是從儀器的通用特性上考慮,認(rèn)為測量范圍到25A,該儀器就可以測量小于25A的相應(yīng)電流值,但由于客戶對儀器的具體特性不了解,校準(zhǔn)時,在給該儀器輸人一個10mA的電流值時,儀器示值沒有任何變化,依舊顯示0.00A,即0.01A的校準(zhǔn)點(diǎn)無法校準(zhǔn)。
出現(xiàn)這一現(xiàn)象是由于該儀器的鑒別閏不足,無法對施加于其上的外部激勵作出反應(yīng),所以要求對該點(diǎn)的校準(zhǔn)是無效的。因此,在客戶所提的特殊要求處理上,一定要經(jīng)過必要的技術(shù)確認(rèn),才能確定相應(yīng)的校準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)合同。
此外,客戶所提校準(zhǔn)要求只是部分超出了CNAS對實(shí)驗(yàn)室能力推薦范圍肘,需要事先說明,例如:能力推薦的電流測量范圍是20A而客戶送檢儀器的校準(zhǔn)點(diǎn)要求校準(zhǔn)到30A,如果實(shí)驗(yàn)室的能力也能夠校準(zhǔn)30A的點(diǎn),此時需向客戶說明校準(zhǔn)證書上會有超出認(rèn)可能力的說明,征求客戶的意見后再進(jìn)行相應(yīng)的校準(zhǔn)工作;如果客戶所提要求完全超出了實(shí)驗(yàn)室的校準(zhǔn)能力,就更需要進(jìn)行說明。
三、如何走出實(shí)驗(yàn)室開展計(jì)量檢測校準(zhǔn)
隨著科技的發(fā)展,計(jì)量儀器設(shè)備的技術(shù)含量不斷提高,反映在機(jī)電一體化、數(shù)字技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、光電子技術(shù)的綜合應(yīng)用方面,出現(xiàn)了集成化、多參數(shù)的計(jì)量儀器設(shè)備,都對計(jì)量校準(zhǔn)提出了更高的要求,特別是這種多參數(shù)的計(jì)量儀器設(shè)備都組合在一個機(jī)柜中拆卸不便,送實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)的可能性很小,因此很多客戶提出對儀器設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場校準(zhǔn)。為此,校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該從校準(zhǔn)需求考慮,做好面向具體任務(wù)的校準(zhǔn)服務(wù),為客戶提供可靠有效的校準(zhǔn)結(jié)果。而要達(dá)到這一目標(biāo),需要從以下5個方面進(jìn)行準(zhǔn)備并做好相關(guān)工作。
首先,對需要現(xiàn)場校準(zhǔn)的儀器設(shè)備進(jìn)行了解并通過相關(guān)的計(jì)量特性要求,詢問客戶現(xiàn)場校準(zhǔn)的環(huán)境條件以及儀器設(shè)備工作情況。對于客戶所述的環(huán)境條件不能滿足相應(yīng)檢定規(guī)程/校準(zhǔn)規(guī)范要求的,應(yīng)提示客戶需要進(jìn)行改善以達(dá)到要求 ;在不能達(dá)到的情況下,應(yīng)向客戶進(jìn)行環(huán)境條件對校準(zhǔn)結(jié)果可能帶來影響的說明,在獲得客戶同意后再對校準(zhǔn)服務(wù)合同進(jìn)行確認(rèn)并繼續(xù)提供相應(yīng)的校準(zhǔn)服務(wù)。
第二,現(xiàn)場校準(zhǔn)服務(wù)前,應(yīng)對必要的環(huán)境條件(如溫濕度、振動、供電電源清潔度、電源接地、靜電、電磁輻射、屏蔽效果等)進(jìn)行實(shí)地測試,對測試獲得的環(huán)境條件進(jìn)行確認(rèn)。對于諸如電源清潔度、電源接地、靜電、屏蔽等不能滿足要求的環(huán)境,對某些無線電類儀器設(shè)備則不能進(jìn)行校準(zhǔn),以避免這些缺陷對標(biāo)準(zhǔn)器和被校準(zhǔn)儀器設(shè)備的損壞。另外,對于一些多參數(shù)的測試系統(tǒng),應(yīng)該將各參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)進(jìn)行隔離后再校準(zhǔn),避免相五之間干擾影響校準(zhǔn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
第三,校準(zhǔn)工作不同于計(jì)量檢定,不必苛求現(xiàn)場環(huán)境條件一定要滿足檢定規(guī)程/校準(zhǔn)規(guī)范的要求后才能進(jìn)行校準(zhǔn)。當(dāng)環(huán)境條件不能滿足要求時,應(yīng)對實(shí)際環(huán)境條件進(jìn)行合理評估,確認(rèn)實(shí)際環(huán)境條件對校準(zhǔn)結(jié)果的影響并作出相應(yīng)修正;在無法修正的情況下,應(yīng)對校準(zhǔn)結(jié)果的測量不確定度進(jìn)行合理評定,給出與實(shí)際環(huán)境條件一致的校準(zhǔn)結(jié)果和測量不確定度評定說明,為客戶正確使用校準(zhǔn)結(jié)果提供幫助。儀器計(jì)量
第四,現(xiàn)場校準(zhǔn)前應(yīng)與客戶進(jìn)行必要的技術(shù)溝通,了解客戶對被校準(zhǔn)儀器性能的了解和掌握程度,同時確認(rèn)儀器設(shè)備使用人員對具體儀器的校準(zhǔn)要求,以便與校準(zhǔn)合同確認(rèn)時的校準(zhǔn)要求進(jìn)行比較;對超出確認(rèn)要求的需要重新進(jìn)行必要的溝通說明,避免儀器設(shè)備校準(zhǔn)完成后出現(xiàn)不必要的爭議。此外,如果客戶使用人員對被校準(zhǔn)儀器的具體性能和設(shè)置不是非常熟悉,應(yīng)對被校準(zhǔn)的儀器設(shè)備當(dāng)時的使用狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)和記錄,在對儀器設(shè)備校準(zhǔn)后,應(yīng)將其從校準(zhǔn)狀態(tài)設(shè)置到校準(zhǔn)前的使用狀態(tài),以便客戶的使用人員能夠繼續(xù)使用。
第五,當(dāng)校準(zhǔn)中出現(xiàn)異常情況時,應(yīng)及時中斷校準(zhǔn)工作;需要電力供電的儀器設(shè)備和標(biāo)準(zhǔn)器應(yīng)及時切斷電源,避免異常情況導(dǎo)致儀器設(shè)備的損壞 ;如果儀器設(shè)備損壞,應(yīng)與客戶及時溝通,共同對故障情況進(jìn)行必要確認(rèn),計(jì)量校準(zhǔn)的認(rèn)識一種量值溯源方式以明確責(zé)任為后續(xù)工作提供幫助。