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仪器计量的特点可概括为准确性、一致性、溯源性和法制性四个方面。
(1)准确性是指测量结果与被测量真值的一致程度。由于实际上不存在完全准确无误的测量,因此在给出量值的同时,给出适应于应用目的或实际需要的不确定度或误差范围,否则,所进行的测量的质量(品质)就无从判断,量值也就不具备充分的社会实用价值。量值的准确,是指在一定的不确定度、误差极限或允许误差范围内的准确。
2)一致性是指在计量单位统一的基础上,无论何时、何地采用何种方法、使用何种计量器具以及由何人进行测量,只要符合有关要求,测量结果就应在给定区间内表现一致,即测量结果应该是可重复、可再现(复现)、可比较的。
(3)溯源性是指任何一个测量结果或计量标准的量值,都能通过一条具有规定不确定度的连续比较链与计量基准联系起来,使所有的同种量值都可以按照这条比较链,通过校准来向测量的源头追溯,溯源到同一计量基准(国家基准或国际基准),使准确性和一致性获得技术。如果量值出于多源或多头,必然会造成技术和管理上的混乱。
(4)法制性源于计量的社会性。量值的准确可靠不仅有赖于科学技术手段,也需要相应的法律、法规、规范和行政监督管理。特别是对于国计民生影响明显、涉及公众利益和可持续发展的领域,或者需要特殊信任的领域,由部门主导建立法制保障,否则,量值的准确性、一致性和溯源性就无法实现,计量的作用也难以发挥。计量的上述四个特性是普通测量一般不具备也不必具备的,因此,仪器计量比普通测量更为严格。

实验室仪器设备的管理工作主要包括仪器设备的购置、验收、量值溯源、维护、期间核查、维修、报废等内容,这里谈设备的量值溯源和期间核查工作,本所按照量值溯源关系,编制设备的量值溯源计划,溯源设备为用于校准的对结果的准确性或有效性有显著影响的所有设备,包括辅助测量设备。对需要校准的设备,在溯源前先确定该设备校准的参数、范围、不确定度等,以便送校时提出明确的、有针对性的要求。在设备溯源回来后,对设备进行计量确认,根据校准证书的信息,判断设备是否满足预期使用的要求。

其实,社会公用计量标准就是JJF1001的8.6条定义的“参考测量标准”的一种,就是在“给定地区内用于校准或检定同类量其它测量标准的测量标准”,而“用于日常校准或检定测量仪器和测量系统的测量标准”就是我们所说的“工作计量标准”。“在给定地区内用于校准或检定”的计量标准(包括参考标准和工作标准)就是“社会公用计量标准”。对外开展校准服务的校准实验室的计量标准适用范围超出了“本组织”的服务范围,服务范围跨入了社会上一定的地区(县市区省等),其组织内部的计量标准也就上升为“社会公用计量标准”了。

比较CNAS-CL25:2014《检测和校准实验室能力认可准则在校准领域的应用说明》中“5.5.6 实验室应对测量标准的建立、考核、维护和正确使用制定的程序。”对测量标准的建立站位非常明确,而到了2018版,貌似有些弱化了,仅仅只是提到“实验室使用的测量标准的测量不确定度(或准确度等级、大允许误差)应满足校准方法(如检定规程或校准规范)和国家溯源等级图(国家检定系统表)等的要求”。但是比较二者区别无论是直接抑或间接均很明确提出了测量标准,就不得不承认测量标准在校准实验室中的地位和作用。

根据测量仪器的结构、预期可靠性和稳定性的相似情况,将测量仪器初步分组,然后根据一般的常规知识初步确定各组仪器的校准周期。对每一组测量仪器,统计在规定周期内超差或其他不合格的数目,计算在给定的周期内,这些仪器与该组合格仪器总数之比。在确定不合格测量仪器时,应排除明显损坏或由用户因可疑或缺陷而返回的仪器。如果不合格仪器所占的比例很高,应缩短校准周期。

如果证明不合格仪器所占的比例很低,则延长校准周期可能是经济合理的。如果发现某一分组的仪器(或某一厂家制造的或某一型号)不能和组内其他仪器一样工作时,应将该组划为具有不同周期的其他组。

当每台测量仪器按规定的的校准周期进行校准,将校准数据和前几次的校准数据相比,如果连续几个周期的校准结果均在规定的允许范围内,则可以延长它的校准周期;如果发现超出允许的范围,则应缩短该仪器的校准周期。测量仪器在每次校准中,选择有代表性的同一校准点,将它们的校准结果按时间描点,画成曲线,根据这些曲线计算出该仪器一个或几个校准周期内的有效漂移量,从这些图表的数据中,可推算出佳的校准周期。

实验室常用的减少风险的办法有:提高技术人员任职要求并加强培训与考核,加大监督检查的密度和强度,实施报告/证书二级审批制,提高能力验证和实验室比对的覆盖率和频次,配备多台(套)设备便于发现问题,改进体系建立标准作业程序。
同种设备,若预期用途不同,相同的差错造成的影响也会不同,因此实验室应通过与客户的沟通了解设备用途,从而控制风险。以环规为例,如果用于校准发动机缸体生产线上的气动量仪或电子塞规,环规测量结果的不确定度就要控制在1μm以内;如果用于校准内径百分表,测量不确定度为(2~3)μm就可以满足需要。设备用途不同,需关注的技术参数也不同。某水利工程施工单位曾经因为经纬仪的横轴与竖轴的垂直度超差,影响水库闸门的安装,造成重大损失。因此用于设备安装的经纬仪和全站仪,对于横轴与竖轴的垂直度指标应比一般用于建筑施工的给予更多关注。
风险评估:行政部门执法使用的强检计量器具,譬如公路测速仪,其数据准确与否将影响判罚,在行政当事人不服判罚时还可能引起诉讼。根据《计量法》的规定,强检计量器具应实行强制检定。若进行校准,即使测量数据准确,但用于判罚也于法无据。从以上分析可知,风险的影响度高,可能性大,应采取风险应对措施。
风险应对:向委托的行政机关解释检定与校准在法律上的差异以及可能产生的后果,告知本机构不具备检定的资质或条件。若实验室具备检定资质,先前也进行了检定,但由于某些特殊原因一时不能进行检定,如果委托的行政机关坚持要实验室进行校准,实验室应让委托人了解校准证书的非法制性,否则实验室就有故意不告知的嫌疑,存在不诚信的风险。
例2:设备生产商为采购方代送检。生产商是校准实验室当前客户,采购方是设备使用人。
风险评估:由于设备生产商对设备的预期用途不明,而设备功能多、测量范围宽,生产商提出的校准参数、校准点不一定与采购方完全一致,当校准人员按照生产商要求或按常规校准时,使用人无法判断设备能否满足使用要求,往往要求重新校准。因此,风险的可能性有,但除了因再次校准增加实验室工作量,可能造成设备使用人验收延期外,没有其他不利影响。
风险应对:采取减少风险的做法。与送检人沟通,识别设备的预期用途与校准目的。若校准目的在于判断设备是否符合标准方法的要求,则执行标准方法。若设备另有使用人,则尽量与使用人沟通,确认具体需求。
目前,计量行政部门授权的计量检定机构和仪器校准实验室出具的报告一般有检定证书、仪器校准报告、测试报告和测试结果通知书等三种形式。检定证书是证明计量器具已经过仪器校正,并获得满意结果的文件。检定证书依据的是国家或部门或地方颁布的检定规程,并给出合格的结论。仪器校准报告一般依据校准规范,给出校准点的具体校准结果与相应的测量不确定度,但通常不作合格与否的结论。测试报告和测试结果通知书是计量检定机构在无计量检定规程或规范的情况下,为满足客户要求所采取的一种检校活动,通常按照客户或特定的技术要求,采用与计量标准装置给出的“标准值”相比对的方法进行测量。测试报告通常只提供测量结果,不包含符合性判定。如实验室目前使用的可吸入颗粒物检测仪、余氯检测仪、马弗炉等计量部门目前出具的均为测试报告。

报告证书确认应包括形式确认和内容确认(技术确认)两个方面。形式上需确认检定证书是否由法定计量检定机构出具,仪器校准证书上是否有该校准实验室通过国家实验室认可的标识,以及校准计划要求的关键量值是否均开展了仪器校准,是否在仪器校准实验室认可范围内等。内容上确认证书报告中所列的测量溯源的证据(机构使用的计量器具、标准物质等)是否在有效期内,准确度是否符合设备要求。关注还有仪器校准结果是否满足实验室预期使用要求和设备本身技术参数要求等。实验室还可以将本次仪器校准报告与上次报告加以比较,识别设备的量值、准确度、测量范围等与检测标准要求的满足程度,以及仪器校准因子变化趋势,从而策划相应的仪器设备管理的预防措施,质量管理体系得到不断改进和完善。

实验室应将测试报告确认的结果,输入到质量控制计划中,采用参加实验室比对、能力验证的方式,确保检测结果的可比性。

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