中國(guó)測(cè)試技術(shù)研究院 魏壽芳 中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院 施昌彥
為了加強(qiáng)和規(guī)范我國(guó)測(cè)量?jī)x器量值比對(duì)工作,由國(guó)家質(zhì)檢總局組織制定的國(guó)家計(jì)量技術(shù)規(guī)范JJF1117-2004《測(cè)量?jī)x器比對(duì)規(guī)范》,于2004年3月2日發(fā)布、6月2日起正式實(shí)施。為幫助使用者理解和掌握該規(guī)范的內(nèi)容,本文就執(zhí)行中的有關(guān)問(wèn)題作簡(jiǎn)要說(shuō)明。
一、制定《測(cè)量?jī)x器比對(duì)規(guī)范》的主要依據(jù)
鑒于系初次制定,國(guó)內(nèi)又沒(méi)有相關(guān)的規(guī)范性資料可作參考,起草小組只能在收集國(guó)外資料、特別是查詢CIPM(國(guó)際計(jì)量委員會(huì))關(guān)鍵比對(duì)和輔助比對(duì)做法的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)了解國(guó)際比對(duì)的有關(guān)規(guī)則。同時(shí),參閱ISO/IEC(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織和國(guó)際電工委員會(huì))關(guān)于利用實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)的能力驗(yàn)證的相關(guān)規(guī)定,特別是中國(guó)實(shí)驗(yàn)室國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)對(duì)能力驗(yàn)證的要求,擬借鑒國(guó)外、國(guó)內(nèi)相關(guān)部門(mén)開(kāi)展類(lèi)似工作的經(jīng)驗(yàn),以求得測(cè)量?jī)x器比對(duì)方法上的協(xié)調(diào)一致。根據(jù)調(diào)研結(jié)果,選定如下文獻(xiàn)作為該規(guī)范制定的主要依據(jù)。
(1)ISO/IEC導(dǎo)則43:1997《利用實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)的能力驗(yàn)證》
(2)CIPM/MRA:1999國(guó)際計(jì)量委員會(huì)“國(guó)家計(jì)量基(標(biāo))準(zhǔn)互認(rèn)與國(guó)家計(jì)量院簽發(fā)的校準(zhǔn)及測(cè)量證書(shū)互認(rèn)”協(xié)議
(3)CIPM/MRA 附件F:1999國(guó)際計(jì)量委員會(huì)關(guān)鍵比對(duì)導(dǎo)則
(4)JJF1001-1998《通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義》
(5)JJF1071-2000《國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫(xiě)規(guī)則》
(6)JJF1059-1999《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》
二、關(guān)于《測(cè)量?jī)x器比對(duì)規(guī)范》的名稱
國(guó)際間的量值比較稱為國(guó)際比對(duì)。關(guān)鍵比對(duì)(key comparison)是指由國(guó)際計(jì)量委員會(huì)的相關(guān)咨詢委員會(huì)(CIPM/CC)選擇、組織的一套比對(duì),包括基本單位和導(dǎo)出單位的倍量、分量及人造標(biāo)準(zhǔn)物的比對(duì)(CIPM/MRA:1999);
實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)(inter-laboratory comparison)是指按照預(yù)先規(guī)定的條件,由兩個(gè)或多個(gè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)相同或類(lèi)似被測(cè)物品進(jìn)行檢測(cè)的組織、實(shí)施和評(píng)價(jià)(ISO/IEC導(dǎo)則43:1999);
《測(cè)量?jī)x器比對(duì)規(guī)范》所指的比對(duì),是指在規(guī)定條件下,對(duì)相同準(zhǔn)確度等級(jí)或指定不確定度范圍的同種測(cè)量?jī)x器復(fù)現(xiàn)的量值進(jìn)行比較的過(guò)程。
測(cè)量?jī)x器(計(jì)量器具)包括計(jì)量基準(zhǔn)、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)和工作計(jì)量器具。根據(jù)我國(guó)過(guò)去在計(jì)量領(lǐng)域比對(duì)的一貫做法,目前國(guó)內(nèi)由政府部門(mén)組織的比對(duì)工作均為測(cè)量?jī)x器量值的比對(duì)。
該規(guī)范對(duì)“比對(duì)”的定義明確表述為:在規(guī)定條件下,對(duì)相同準(zhǔn)確度等級(jí)或指定不確定度范圍的同種測(cè)量?jī)x器復(fù)現(xiàn)的量值進(jìn)行比較的過(guò)程;而量值復(fù)現(xiàn)的過(guò)程實(shí)際上全面反映了實(shí)驗(yàn)室的綜合能力,包括實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境條件、操作人員水平、測(cè)量方法、測(cè)量設(shè)備等。制定該規(guī)范的目的是協(xié)調(diào)和統(tǒng)一測(cè)量?jī)x器間量值比對(duì)的原則,所以,將規(guī)范的名稱確定為“測(cè)量?jī)x器比對(duì)規(guī)范”。
三、《測(cè)量?jī)x器比對(duì)規(guī)范》中的幾個(gè)主要問(wèn)題
1.關(guān)于該規(guī)范構(gòu)架設(shè)計(jì)的考慮
該規(guī)范的總體構(gòu)架設(shè)計(jì),主要依據(jù)兩個(gè)方面的考慮:
(1)鑒于我國(guó)目前開(kāi)展測(cè)量?jī)x器的比對(duì)工作,僅限于業(yè)已成熟的常規(guī)項(xiàng)目中的計(jì)量器具;又根據(jù)計(jì)量技術(shù)規(guī)范編寫(xiě)的基本要求,該規(guī)范只限于統(tǒng)一原則,而對(duì)于某項(xiàng)比對(duì)的具體要求和安排,則由主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室按照本專業(yè)領(lǐng)域的特點(diǎn),經(jīng)與參比實(shí)驗(yàn)室協(xié)商另行作出規(guī)定。
(2)考慮到各專業(yè)的比對(duì)有其自身特點(diǎn),諸如數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和處理方法、測(cè)量不確定度評(píng)定、儀器交接等都各不相同,故對(duì)其比對(duì)步驟及注意事項(xiàng)等細(xì)節(jié),均由各主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室以比對(duì)技術(shù)方案(作業(yè)指導(dǎo)書(shū))的方式具體規(guī)定,該規(guī)范不作詳述。
2.關(guān)于專家組的考慮
測(cè)量?jī)x器比對(duì)是一件十分嚴(yán)謹(jǐn)、通過(guò)若干個(gè)實(shí)驗(yàn)室間的技術(shù)運(yùn)作來(lái)完成的復(fù)雜工作,它不應(yīng)該受任何來(lái)自其他方面的干預(yù)。專家組是獨(dú)立于主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室和參比實(shí)驗(yàn)室乃至組織者的技術(shù)權(quán)威小組,國(guó)際關(guān)鍵比對(duì)中稱之為“比對(duì)顧問(wèn)組”。其主要職能包括:對(duì)比對(duì)工作實(shí)施技術(shù)指導(dǎo),處理比對(duì)中的重大技術(shù)問(wèn)題,解釋和協(xié)調(diào)比對(duì)過(guò)程中遇到的技術(shù)難題或技術(shù)爭(zhēng)議等。
顯然,這是比對(duì)組織者所無(wú)法替代的。借鑒國(guó)際關(guān)鍵比對(duì)的做法,該規(guī)范建議成立專家組;專家組由主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室與參比實(shí)驗(yàn)室協(xié)商后提出名單,報(bào)比對(duì)組織者決定。
3.關(guān)于比對(duì)路線
比對(duì)的路線方式有若干種,該規(guī)范推薦了常用的三種典型的方式:圓環(huán)式、星形式和花瓣式(參見(jiàn)JJF1117-2004附錄A)。具體操作由主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室根據(jù)實(shí)際情況自行選取。
圓環(huán)方式適用于參比實(shí)驗(yàn)室為數(shù)不多,傳遞標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、便于搬運(yùn)、穩(wěn)定性非常好的情況。其優(yōu)點(diǎn)是使用傳遞標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量少;但比對(duì)工作所用的時(shí)間(周期)較長(zhǎng),運(yùn)作不當(dāng)時(shí)容易造成無(wú)效比對(duì)。
星形方式適用于多套傳遞標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)進(jìn)行,其比對(duì)周期短,即使某一個(gè)傳遞標(biāo)準(zhǔn)損壞,也只影響一個(gè)實(shí)驗(yàn)室的比對(duì)結(jié)果。
花瓣方式可將無(wú)效比對(duì)控制在比對(duì)過(guò)程的某一中間環(huán)節(jié)。若有三套傳遞標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)進(jìn)行,則可縮短比對(duì)周期。
在一般情況下,若傳遞標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定性非常好,參比實(shí)驗(yàn)室較少,可采取圓環(huán)式;若傳遞標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定性比較好,則可采取花瓣式;否則只好采取星型式。
4.關(guān)于比對(duì)保密的規(guī)定
如果比對(duì)數(shù)據(jù)保密不好,將達(dá)不到比對(duì)預(yù)定的目的。為保證比對(duì)的質(zhì)量、比對(duì)的公正性和嚴(yán)肅性,該規(guī)范明確規(guī)定,在正式通報(bào)比對(duì)結(jié)果前,各相關(guān)實(shí)驗(yàn)室(主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室、參比實(shí)驗(yàn)室)和相關(guān)人員(組織人員、試驗(yàn)人員、專家組成員等)應(yīng)對(duì)比對(duì)結(jié)果嚴(yán)格保密。
在制定比對(duì)實(shí)施方案時(shí),由主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室重申保密規(guī)定或作出詳細(xì)規(guī)定。
5.關(guān)于比對(duì)實(shí)施方案
不同的測(cè)量?jī)x器有各自的特殊性,對(duì)其要求也有極強(qiáng)的針對(duì)性。為此,比對(duì)實(shí)施方案只能根據(jù)測(cè)量?jī)x器特點(diǎn)并結(jié)合其使用、運(yùn)輸、試驗(yàn)等過(guò)程中的注意事項(xiàng),由主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室提出,并經(jīng)所有參比實(shí)驗(yàn)室討論同意后實(shí)施。
6.關(guān)于比對(duì)結(jié)果的評(píng)價(jià)和判別方法
由于比對(duì)參考值往往不易確定,參考值的測(cè)量不確定度也不易評(píng)定;而各專業(yè)比對(duì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和處理方法又不一樣。因此,目前國(guó)際上常常是通過(guò)具體例子摸索經(jīng)驗(yàn),并指導(dǎo)其他項(xiàng)目,而不強(qiáng)求各專業(yè)之間在評(píng)價(jià)和判別方法上的一致。
對(duì)于實(shí)驗(yàn)室間有些測(cè)量?jī)x器的比對(duì),通常采取例如En比法,它可以是反映參比實(shí)驗(yàn)室測(cè)得值與主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室參考值之間變動(dòng)性的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化差值(與測(cè)得值、參考值的擴(kuò)展不確定度有關(guān))。當(dāng)En比大于1時(shí)判為不通過(guò),當(dāng)En比小于或等于1時(shí)判為通過(guò)。
也可以采取其他的評(píng)價(jià)判別方法。一般來(lái)說(shuō),依據(jù)比對(duì)的目的,由主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室、參比實(shí)驗(yàn)室、比對(duì)組織者和專家組,結(jié)合該領(lǐng)域測(cè)量不確定度評(píng)定的現(xiàn)狀而定。該規(guī)范沒(méi)有也不宜作出統(tǒng)一規(guī)定。
四、目前國(guó)內(nèi)比對(duì)實(shí)施的基本程序
比對(duì)有時(shí)是在缺少更高準(zhǔn)確度等級(jí)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí),使測(cè)量結(jié)果趨向一致的一種手段。比對(duì)通常應(yīng)具備組織者、參比實(shí)驗(yàn)室、主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室(一般在該領(lǐng)域中技術(shù)水平比較領(lǐng)先的實(shí)驗(yàn)室)、計(jì)量特性優(yōu)良的傳遞標(biāo)準(zhǔn)(測(cè)量不確定度應(yīng)小于被比對(duì)象,或同一量級(jí)但性能穩(wěn)定)。
近年來(lái),國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局十分重視測(cè)量?jī)x器的量值比對(duì)工作,每年計(jì)劃列支專款開(kāi)展相關(guān)領(lǐng)域的量值比對(duì)。具體組織立項(xiàng)工作,交由各相關(guān)專業(yè)計(jì)量技術(shù)委員會(huì)實(shí)施。中國(guó)實(shí)驗(yàn)室國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)也十分重視利用實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)的能力驗(yàn)證工作。目前,向國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局提出比對(duì)項(xiàng)目的基本程序是:
●實(shí)驗(yàn)室提出比對(duì)項(xiàng)目的建議申請(qǐng);
●報(bào)相關(guān)專業(yè)計(jì)量技術(shù)委員會(huì)組織論證;
●上報(bào)比對(duì)組織者——政府計(jì)量行政部門(mén);
●組織者確定項(xiàng)目、指定主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室,批轉(zhuǎn)技術(shù)委員會(huì);
●技術(shù)委員會(huì)通知主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室按JJF1117-2004組織實(shí)施。