本文為第二屆《中國計量》中青年優(yōu)秀科技論文獎三等獎獲獎文章之一

遼寧省大連市計量檢定測試所　馬強(qiáng)

　　期間核查的主要目的是考核核查量的變化情況是否超出規(guī)定或理想的界限，提前加以預(yù)防和控制。前期的探討對設(shè)備核查工作有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義，通過對各位老師專家的學(xué)習(xí)，現(xiàn)結(jié)合我們單位的工作實踐，對期間核查的理解作進(jìn)一步探討。

　　一、對需核查設(shè)備及核查標(biāo)準(zhǔn)選取的理解

　　需要核查的測量設(shè)備主要指在周期間對其計量性能的保持有懷疑的設(shè)備，通常為準(zhǔn)確度較高、使用頻繁、使用條件不佳、穩(wěn)定性不理想且存在穩(wěn)定的核查標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。穩(wěn)定性可以通過上級檢定數(shù)據(jù)及日常核查數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對建立計量(測量)標(biāo)準(zhǔn)時穩(wěn)定性考核及歷年上級檢定數(shù)據(jù)良好的測量設(shè)備則不需核查。

　　核查標(biāo)準(zhǔn)為計量性能滿足核查要求、用于核查的測量設(shè)備。通常其穩(wěn)定性應(yīng)優(yōu)于核查控制限的1/3，用于多周期核查應(yīng)優(yōu)于1/5。由于各專業(yè)技術(shù)特點的差異性，可對核查標(biāo)準(zhǔn)的穩(wěn)定性、分辨力等計量性能指標(biāo)單獨提出要求，通?？蛇x用符合上述要求的實物量具。    

　　二、對核查量及控制限的理解

　　核查量即核查點的實際值(也可用示值誤差或修正值表示，下同)，其初值通常由高一等級計量標(biāo)準(zhǔn)給出。其控制限通常為技術(shù)法規(guī)規(guī)定的最大允許誤差、擴(kuò)展不確定度限或?qū)嶋H值的允許變化范圍，無相應(yīng)規(guī)定，可參考其他標(biāo)準(zhǔn)或依據(jù)長期統(tǒng)計控制數(shù)據(jù)確定，本文用Y_c表示，核查結(jié)果Y_x應(yīng)不大于相應(yīng)量的控制限Y_c。

　　核查點選擇設(shè)備的基本測量參數(shù)的基本量程的常用測量點或變化最明顯的點。
　　應(yīng)根據(jù)專業(yè)技術(shù)法規(guī)及專業(yè)技術(shù)特點選擇期間核查與穩(wěn)定性的控制限。有的規(guī)程明確給出了實際值的允許變化范圍及穩(wěn)定性控制限，有些設(shè)備規(guī)程規(guī)定的最大允許誤差或擴(kuò)展不確定度并不是指檢定點實際值的允許變化范圍或穩(wěn)定性控制指標(biāo)，有的需要通過給出的最大允許誤差、擴(kuò)展不確定度或?qū)嶒灁?shù)據(jù)進(jìn)行推算。例如，JJG259-2005《標(biāo)準(zhǔn)金屬量器》檢定規(guī)程規(guī)定，3次標(biāo)定值最大差值不能超過最大允許誤差，需要推算實際值的允許變化范圍，而JJG99-2006《砝碼》檢定規(guī)程同時規(guī)定了修正值的允許變化范圍是±(|MPE|-U)，不確定度U≤(1/3)|MPE|，穩(wěn)定性為相鄰兩個周期的檢定結(jié)果之差不得超過該砝碼最大允許誤差的1/3。    

　　三、對核查、計算方法的理解

　　設(shè)備經(jīng)高一等級計量標(biāo)準(zhǔn)檢定/校準(zhǔn)后，立即用核查標(biāo)準(zhǔn)對被核查設(shè)備進(jìn)行第1次核查，在設(shè)備有效期到期前計劃時間段(通常可取到期前1/2～1/4周期)，對被核查設(shè)備進(jìn)行第2次核查，在設(shè)備有效期到期前，對被核查設(shè)備進(jìn)行第3次核查，分別得到核查值y₁、y₂、y₃。核查值按相應(yīng)計量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)測量得到，通常為多次測量的算術(shù)平均值。∣>0.2Y_c。其中:n——周期內(nèi)核查次數(shù)i=1，2，3……n；j——多周期序號)，應(yīng)分析經(jīng)高一等級溯源時校準(zhǔn)調(diào)修、運(yùn)輸震動或核查標(biāo)準(zhǔn)變化等影響因素，如果確認(rèn)經(jīng)高一等級溯源時校準(zhǔn)調(diào)修，應(yīng)在核查結(jié)果中減去調(diào)整量，若調(diào)整量未知，并排除運(yùn)輸振動影響，可近似用(y_1，j+1-y_n)代替。多周期連續(xù)核查結(jié)果如果超出合理范圍，應(yīng)檢查、更新核查標(biāo)準(zhǔn)或另起核查起點。
    對自我溯源的設(shè)備可按相應(yīng)檢定規(guī)程或校準(zhǔn)規(guī)范對設(shè)備核查點用傳遞法進(jìn)行核查。周期間可只做1次核查，以前后2次周期檢定/校準(zhǔn)數(shù)據(jù)(y_0j、y_0(j+1))及中間檢定/校準(zhǔn)數(shù)據(jù)y′_0j作為核查數(shù)據(jù)，此時核查結(jié)果取3次周期檢定/校準(zhǔn)數(shù)據(jù)絕對值最大者。
    對重要的最高計量標(biāo)準(zhǔn)，若有可能可繪制多周期期間核查曲線，如圖1所示。
    ，j

　　核查結(jié)果:Y_x=∣Y_i∣_max，為多次核查差值絕對值最大者。核查差值Y_i=y_i-y₁+y₀，y₀為經(jīng)高一等級計量標(biāo)準(zhǔn)檢定/校準(zhǔn)設(shè)備核查點的初值，示值誤差、修正值未給出時默認(rèn)y₀=0。
　　核查結(jié)果Y_x應(yīng)不大于相應(yīng)量的控制限Y_c，即Y_x≤Y_c。
　　計算核查判據(jù):
　　多周期核查結(jié)果良好(通常為P≤0.5)，且穩(wěn)定性合格的設(shè)備，可減少核查頻次；0.8<P≤1，且多次核查判據(jù)值有增大趨勢，應(yīng)增加核查次數(shù)，并采取相應(yīng)控制措施加以預(yù)防；P>1，應(yīng)分析原因，通過調(diào)修加以排除，多周期P>1，應(yīng)考慮縮短檢定周期或校準(zhǔn)間隔。
　　多周期核查時，如果下周期第一次核查值與上周期最后一次核查值偏差較大(通常∣y_1，j+1-y_n，j

 圖1  多周期期間核查曲線    

　　四、期間核查和穩(wěn)定性考核關(guān)系的探討

　　期間核查與穩(wěn)定性考核都是設(shè)備示值核查管理的一部分，但期間核查是核查實際值，實際值控制限為Y_c，控制的中心線Y₀(原點)為0(示值誤差或修正值)或標(biāo)稱值(實際值為標(biāo)定值)；穩(wěn)定性考核是核查實際值的變化量，控制限為技術(shù)法規(guī)規(guī)定的周期間穩(wěn)定性控制指標(biāo)Y_cw或穩(wěn)定性統(tǒng)計控制指標(biāo)，如實際評定的設(shè)備的擴(kuò)展不確定度作控制限，控制的中心線Y_0w(原點)為由高一等級計量標(biāo)準(zhǔn)給出的初值，未給出初值時取期間核查控制的中心線Y₀。兩個核查量的控制限不同，對示值的控制區(qū)域也不同。只有當(dāng)中心線與控制限完全相同(未給出初值或標(biāo)定且Y_c=Y_cw)時，兩項核查結(jié)果才會偶然重合。實際值允許范圍和穩(wěn)定性均有符合性要求的設(shè)備控制范圍應(yīng)為兩者控制限的交集。-y_i)為多次核查值的最大差值。核查結(jié)果Y_xw應(yīng)不大于穩(wěn)定性的控制限Y_cw，即Y_xw≤Y_cw。
    穩(wěn)定性核查判據(jù):
    為了比較三種控制限的期間核查及穩(wěn)定性考核數(shù)據(jù)，下面以200g、F2等級砝碼為例說明核查判據(jù)的計算方法，如表1所示。
    min

　　實際值允許范圍和穩(wěn)定性均有符合性要求的設(shè)備，可將兩項工作合并進(jìn)行。穩(wěn)定性核查核查值y₁、y₂、y₃測量與上述期間核查相同，計算方法如下:max

　　 穩(wěn)定性考核分為對初值變化和核查值之間最大變化兩種情況。核查量為對初值變化的，核查結(jié)果Y_xw=∣Y_i∣_max為多次核查差值絕對值最大者，核查差值Y_wi=y_i-y₁；核查量為核查值之間最大變化(JJF1033-2008《計量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》的新建標(biāo)要求)的，核查結(jié)果Y_xw=(y_i

 表1

　　注:表中3次測量核查數(shù)據(jù)為核查值(mg)/核查差值(mg)/判據(jù)值，例如期間核查(控制限為Y_c)第2次測量核查數(shù)據(jù)0.2/0.8/1.1為y₂/Y₂/P₂。核查值之間最大變化的穩(wěn)定性考核只列出控制限為Y_cw的計算，總體判斷為3次核查判據(jù)值的最大值。

　　已知:最大允許誤差Δ=±1mg，修正值允許變化范圍Y_c=0.7mg，穩(wěn)定性控制限Y_cw=0.3mg，高一等級計量標(biāo)準(zhǔn)檢定證書給出砝碼修正值為0.6mg，砝碼實際評定擴(kuò)展不確定度(含穩(wěn)定性)U=0.4mg，核查得到:y₁=0、y₂=0.2mg、y₃=-0.4mg。

　　由表1數(shù)據(jù)可知，該例不適合用最大允許誤差或擴(kuò)展不確定度作期間核查控制限。用最大允許誤差作期間核查控制限會將已超出要求的點判為合格，如第2次測量核查；用實際評定擴(kuò)展不確定度作為期間核查控制限會將符合要求的點判為不合格，如第1次核查合格的設(shè)備還沒有變化，判據(jù)值就達(dá)到1.5。穩(wěn)定性核查各控制限如果存在，控制限應(yīng)按Y_cw、U、Δ順序優(yōu)選，核查值之間最大變化的穩(wěn)定性考核比對初值變化更為嚴(yán)格。期間核查及穩(wěn)定性核查核查過程可為同一過程，但計算判斷及核查曲線繪制應(yīng)分別進(jìn)行。如果高一等級計量標(biāo)準(zhǔn)給出了核查點實際值的初值，期間核查時應(yīng)將其代入。

　　期間核查和穩(wěn)定性同時進(jìn)行時，可將穩(wěn)定性考核圖疊加于期間核查圖，穩(wěn)定性核查圖中心線為y₀，以表1為例的核查曲線如圖2所示，斜線重疊區(qū)域為實際控制區(qū)域，即(y₀-Y_cw)～Y_c。

 圖2  期間核查及穩(wěn)定性核查曲線