JJF10332016计量标准考核规范宣贯3

三、计量标准考核中有关技术问题计量标准的建立、考核、使用、监管等是一项技术性很强的工作，涉及计量技术理论和应用的方面。随着技术的进步，一些基础性的国际建议、国家规范等发生较大变化，包括计量术语及定义、测量不确定度评定等。因此，新版《考核规范》重新修订了附录C，对其进行了重新规定。10:07:23计量标准考核中有关技术问题（一）检定或校准结果的重复性（二）计量标准的稳定性（三）检定和校准结果的不确定度评定（四）检定或校准结果的验证（五）现场实验结果的评价（六）计量标准的量值溯源和传递框图10:07:23（一）检定或校准结果的重复性（附录C.1）10:07:23C.1检定或校准结果的重复性C.1.1检定或校准结果的重复性是指在重复性测量条件下，用计量标准对常规被检定或被校准对象（以下简称被测对象）重复测量所得示值或测得值间的一致程度。通常用重复性测量条件下所得检定或校准结果的分散性定量地表示，即用单次检定或校准结果𝑦的实验标准差𝑠(𝑦)来表示。检定或校准结果的重复性通常是检定或校准结果的不确定度来源之一。10:07:23C.1.2检定或校准结果的重复性试验方法在重复性测量条件下，用计量标准对被测对象进行n次独立重复测量，若得到的测得值为𝑦𝑖(i=1,2，…，n，则其重复性𝑠𝑦𝑖按下列公式计算：式中：𝑦——𝑛个测得值的算术平均值；𝑛——重复测量次数，𝑛应当尽可能大，一般应当不少于10次。如果检定或校准结果的重复性引人的不确定度分量在检定或校准结果的不确定度中不是主要分量，允许适当减少重复测次数，但至少应当满足𝑛≥6。（C.1）10:07:23𝑦𝑖−𝑦2𝑛𝑖=1𝑠𝑦𝑖=𝑛−110:07:23C.1.3被测对象对测得值的分散性有影响，特别是当被测对象是非实物量具的测量仪器时，该影响应当包括在检定或校准结果的重复性之中。在测量不确定度评定中，当检定或校准结果由单次测量得到时，由公式（C.1）计算得到的检定或校准结果的重复性直接就是检定或校准结果的一个不确定度分量。当检定或校准结果由N次重复测量的平均值得到时，由检定或校准结果的重复性引人的不确定度分量为：𝑠𝑦=𝑠𝑦𝑖𝑁10:07:23C.1.4被检定或被校准仪器的分辨力也会影响检定或校准结果的重复性。在测量不确定度评定中，当检定或校准结果的重复性引人的不确定度分量大于被检定或被校准仪器的分辨力所引人的不确定度分量时，此时重复性中已经包含分辨力对检定或校准结果的影响，故不应当再考虑分辨力所引人的不确定度分量。当检定或校准结果的重复性引人的不确定度分量小于被检定或被校准仪器的分辨力所引人的不确定度分量时，应当用分辨力引人的不确定度分量代替检定或校准结果的重复性分量。若被检定或被校准仪器的分辨力为𝛿，则分辨力引人的不确定度分量为0.289𝛿。10:07:2310:07:23C.1.5对于常规的计量检定或校准，当无法满足𝑛≥10时，为了使得到的实验标准差更可靠，如果有可能，可以采用合并样本标准差表示检定或校准结果的重复性，合并样本标准差𝑠𝑝按公式（C.2）计算：式中：𝑚——测量的组数；𝑛——每组包含的测量次数；𝑦𝑘𝑗——第𝑗组中第走次的测得值；𝑦𝑗——第𝑗组测得值的算术平均值。（C.2）10:07:23𝑠𝑝=𝑚𝑛−1𝑦𝑗𝑖−𝑦2𝑛𝑖=1𝑚𝑗=1由（C.2）计算得到的合并样本标准差仍是单次测量结果的实验标准差，若最后给出的测量结果是若干次测量结果的平均值，例如N次，则该平均值的实验标准差为𝑠𝑝𝑦=𝑠𝑝𝑁（C.2.1）10:07:2310:07:23在一些常规的日常检定或校准中，采用合并样本标准差也经常会有十分好的效果，现在以10kg砝码的校准为例来进行说明：10kg砝码的校准一般采用比较测量方法，将作为参考标准的10kg砝码和被校准的10kg砝码按ABBA的顺序放在质量比较仪进行比较，测量出两砝码的质量差。若校准规范规定重复测量3次，此时直接采用（C.1）的实验标准差无疑是不可靠的。常见的解决办法是增加测量次数，满足𝑛≥10。而更为简便的办法是无需多做任何测量，只要找出近期校准过的所有10kg砝码的原始记录，每个砝码都有一组三次重复测量的数据，此时应可以采用式（C.2）来计算其合并样本标准差𝑠𝑝。若近期共校准过15个10kg砝码，这相当于对一个砝码进行了15组测量，每组3次。这样做不仅节省了实验测量的时间，同时所得到实验标准差也比较可靠。再利用（C.2.1），就可计算三次测量平均值的标准不确定度。𝑢=𝑦=𝑠𝑝𝑁=𝑠𝑝310:07:23检定或校准结果重复性符合性判定：C.1.6对于新建计量标准，检定或校准结果的重复性应当直接作为一个不确定度来源用于检定或校准结果的不确定度评定中。其结果应当满足开展的检定或校准项目的要求。对于已建计量标准：①如果测得的重复性不大于新建计量标准时测得的重复性，则重复性符合要求；②如果测得的重复性大于新建计量标准时测得的重复性，则应当依据新测得的重复性重新进行检定或校准结果的不确定度的评定，如果评定结果仍满足开展的检定或校准项目的要求，则重复性试验符合要求，并可以将新测得的重复性作为下次重复性试验是再合格的判定依据；③如果评定结果不满足开展的检定或校准项口的要求，则重复性试验不符合要求。10:07:23计量标准器的不确定度𝑈1主要配套设备的不确定度计量标准的不确定度𝑈2其他因素引入的不确定度分量检定或校准结果的不确定度𝑈3所开展的检定或校准项目的不确定度，即目标不确定度𝑈4（小于）4种不确定度关系图计量标准器（主要配套设备）的不确定度U1计量标准的不确定度U2检定或校准结果的不确定度U3检定或校准结果的不确定度U4关系：U1、U2、U3：通常情况下，U1、U2“相当”，U2/U3一般为1/3~1/10更可靠。U3＜U4关于检定或校准结果重复性的几点说明10:07:23在JJF1033-2008版中称为“计量标准的重复性”，而在新版JJF1033-2016中更名为“检定或校准结果的重复性”。这一名称的改变只是回归该术语的本意，并不表示其内容有任何实质上的变化。10:07:23JJF1001-1998版有两个关于重复性的术语测量仪器的重复性测量结果的重复性JJF1001-2011版将两个术语合并成新的术语：“测量重复性”简称“重复性”定义：在相同测量条件下，重复测量同一个被测量，测量仪器提供相近示值的能力定义：在重复测量条件下，对同一被测量进行连续多次测量所得结果之间的一致性10:07:23在计量标准考核的历史上（1033-2001版和2008版），使用的术语是“计量标准的重复性”。显然“计量标准”本身就是“测量仪器”，因此“计量标准的重复性”应属于“测量仪器的重复性”。也就是说该重复性应主要来源于计量标准而不是测量对象。于是结论是，为得到“计量标准的重复性”，似乎应该采用稳定的被测对象。10:07:23计量标准的重复性1033-2001版稳定的被测对象重复性中未包含被测对象的影响计量标准的重复性常规的被测对象重复性中已包含被测对象的影响检定和校准结果的重复性常规的被测对象重复性中已包含被测对象的影响1033-2008版1033-2016版10:07:23对于不同的测量点，测得的重复性有可能不同，此时应采用测量范围内最大重复性。也可以分段给出重复性，每一分段的重复性以该分段内的最大重复性表示。对于可以测量多种参数的计量标准，应分别对每种参数进行重复性试验。10:07:23严格地说，要在完全相同的条件下进行两次重复测量是不可能的。这里的“相同的操作条件”应理解为测量时的环境条件应牌统计控制状态下。而要求“在短时间内重复测量”也是为了确保测量时的操作条件基本保持不变。如果测量时间较长，难免操作条件发生变化，因此在进行重复性测量时，测量时间应尽可能短。10:07:23在进行重复性测量时，从原则上讲所有的测量条件均应该保持不变。但由于在进行不确定度评定时，可能有部分不确定度来源由于信息量缺乏而无法采用B类方法进行评定，此时在进行重复性测量时应该使该不确定度来源所对应的影响量在合理范围内改变，使得到的重复性分量中包含该因素对测量结果的影响，否则该不确定度分量将会被遗漏。所谓“合理范围”是指规程或规范所规定的该影响量的允许变化范围。10:07:23反之，如果某一不确定度来源在B类评定中已经予以考虑，此时在进行重复性测量时应该使该不确定度来源所对应的影响量保持不变，否则该不确定度分量将会被重复计算。不遗漏，也不重复计算每一个不确定度分量，特别是重要的不确定度分量，这是不确定度评定的一项基本原则。10:07:23测量对象的选择为使评定得到的不确定度可用在大多数的同类测量中，JJF1033规定重复性试验所采用的测量对象应是常规测量对象。所谓“常规”的测量对象，应理解为其本身的短期稳定性是绝大多数的被测对象都能达到的，而不能采用短期稳定性最好的测量对象。这就是为什么在新版JJF1033中将原来的“计量标准的重复性”改名为“检定或校准结果的重复性”的原因。10:07:23（二）计量标准的稳定性（附录C.2）10:07:23C.2.1计量标准的稳定性是指计量标准保持其计量特性随时间恒定的能力。因此计量标准的稳定性与所考虑的时间段长短有关。计量标准的稳定性应当包括计量标准器的稳定性和配套设备的稳定性。如果计量标准可以测量多种参数，应当对每种参数分别进行稳定性考核。10:07:23C.2.2稳定性的考核方法C.2.2.1采用核查标准进行考核C.2.2.1.1用于日常验证测量仪器或测量系统性能的装置称为核查标准或核查装置。在进行计量标准的稳定性考核时，应当选择量值稳定的被测对象作为核查标准。采用核查标准对计量标准的稳定性进行考核时，其记录格式可以使用附录F《计量标准的稳定性考核记录》（参考格式）。10:07:23C.2.2.1.2对于新建计量标准，每隔一段时间(大于一个月)，用该计量标准对核查标准进行一组n次的重复测量，取其算术平均值为该组的测得值。共观测m组（m≥4）。取m组测得值中最大值和最小值之差，作为新建计量标准在该时间段内的稳定性。C.2.2.1.3对于已建计量标准，每年至少一次用被考核的计量标准对核查标准进行一组n次重复测量，取其算术平均值作为测得值。以相邻两年的测得值之差作为该时间段内计量标准的稳定性。10:07:23C.2.2.2采用高等级的计量标准进行考核C.2.2.2.1对于新建计量标准，每隔一段时间(大于一个月)，用高等级的计量标准对新建计量标准进行一组测量。共测量m组（m≥4），取m组测得值中最大值和最小值之差，作为新建计量标准在该时间段内的稳定性。C.2.2.2.2对于已建计量标准，每年至少一次用高等级的计量标准对被考核的计量标准进行测量，以相邻两年的测得值之差作为该时间段内计量标准的稳定性。10:07:23C.2.2.3采用控制图法进行考核C.2.2.3.1控制图（又称休哈特控制图）是对测量过程是否处于统计控制状态的一种图形记录。它能判断测量过程中是否存在异常因素并提供有关信息，以便于查明产生异常的原因，并采取措施使测量过程重新处于统计控制状态。C.2.2.3.2采用控制图法对计量标准的稳定性进行考核时，用被考核的计量标准对一个量值比较稳定的核查标准作连续的定期观测，并根据定期观测结果计算得到的统计控制量（例如平均值、标准偏差、极差）的变化情况，判断计量标准的量值是否处于统计控制状态。10:07:23C.2.2.3.3控制图的方法仅适合于满足下述条件的计量标准：①准确度等级较高且重要的计量标准；②存在量值稳定的核查标准，要求其同时具有良好的短期稳定性和长期稳定性；③比较容易进行多次重复测量。C.2.2.3.4建立控制图的方法和控制图异常的判断准则参见GB/T4091-2001idtISO8258:1991《常规控制图》。10:07:23C.2.2.4采用计量检定规程或计量技术规范规定的方法进行考核当计量检定规程或计