建設(shè)工程檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備量值溯源應(yīng)注意的問(wèn)題

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(中國(guó)建筑科學(xué)研究院，北京 100013)

引言

儀器設(shè)備是實(shí)驗(yàn)室開展工作的重要條件之一，儀器設(shè)備的量值溯源直接影響到檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，在ISOIEC 17025：2005《檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則》與《計(jì)量認(rèn)證/審查認(rèn)可(驗(yàn)收)評(píng)審準(zhǔn)則》中，均對(duì)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室的量值溯源有詳細(xì)的要求。但是，實(shí)驗(yàn)室在對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行量值溯源的過(guò)程中，由于檢定規(guī)程要求與檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)要求不一致、檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)儀器設(shè)備要求不明確以及不同人員對(duì)規(guī)范的理解不同等原因，往往不能準(zhǔn)確有效地對(duì)儀器設(shè)備的所有參數(shù)進(jìn)行溯源，同時(shí)由于各種規(guī)程中對(duì)實(shí)驗(yàn)室的量值溯源結(jié)果確認(rèn)也沒(méi)有明確的要求，致使實(shí)驗(yàn)室在對(duì)溯源結(jié)果的確認(rèn)中也存在很多問(wèn)題。

1 不同質(zhì)量管理體系對(duì)儀器設(shè)備量值溯源的要求

目前的建設(shè)工程檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室通常是在計(jì)量認(rèn)證、國(guó)家實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可等實(shí)驗(yàn)室質(zhì)量管理體系下運(yùn)行的，這些質(zhì)量管理體系對(duì)儀器設(shè)備的量值溯源均有明確的要求，這些準(zhǔn)則主要是依據(jù)ISO/IEC 17025：2005《檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則》制定的。

在《計(jì)量認(rèn)證/審查認(rèn)可(驗(yàn)收)評(píng)審準(zhǔn)則》中，對(duì)儀器設(shè)備的量值溯源有如下規(guī)定[1]：

(1)凡對(duì)檢驗(yàn)準(zhǔn)確性和有效性有影響的測(cè)量和檢驗(yàn)儀器設(shè)備，在投入使用前必須進(jìn)行校準(zhǔn)和/或檢定(驗(yàn)證)。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)制定有關(guān)測(cè)量和檢驗(yàn)儀器設(shè)備的校準(zhǔn)與檢定(驗(yàn)證)的周期檢定計(jì)劃。

(2)應(yīng)制定和實(shí)施儀器設(shè)備的校準(zhǔn)和/或檢定(驗(yàn)證)和確認(rèn)的總體計(jì)劃，以確保(適用時(shí))實(shí)驗(yàn)室的測(cè)量可追溯到已有的國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)。校準(zhǔn)證書應(yīng)能證明溯源到國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)，并應(yīng)提供測(cè)量結(jié)果和有關(guān)測(cè)量不確定和/或符合經(jīng)批準(zhǔn)的計(jì)量規(guī)范的說(shuō)明。自檢定/校準(zhǔn)的儀器設(shè)備，按國(guó)家計(jì)量檢定系統(tǒng)的要求，繪制能溯源到國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)的量值傳遞方框圖(適用時(shí))，以確保在用的測(cè)量?jī)x器設(shè)備量值符合計(jì)量法制規(guī)定的要求。

(3)如不可能溯源到國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)提供結(jié)果相關(guān)性的滿意證據(jù)，例如參加一個(gè)適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)室間的比對(duì)或能力驗(yàn)證計(jì)劃。

(4)實(shí)驗(yàn)室建立的測(cè)量參考標(biāo)準(zhǔn)只能用于校準(zhǔn)，不能用于其他目的，除非能夠證明其作為測(cè)量參考標(biāo)準(zhǔn)的性能不會(huì)失效。

(5)測(cè)量的參考標(biāo)準(zhǔn)的校準(zhǔn)工作應(yīng)由能提供對(duì)國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)溯源的機(jī)構(gòu)進(jìn)行。應(yīng)編制參考標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn)和檢定(驗(yàn)證)的計(jì)劃。

(6)適當(dāng)時(shí)，參考標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)量和檢驗(yàn)儀器設(shè)備在兩次檢定(驗(yàn)證)/校準(zhǔn)之間應(yīng)經(jīng)受運(yùn)行中的檢查。

(7)如可能，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)應(yīng)能溯源到國(guó)家或國(guó)際計(jì)量基準(zhǔn)，或溯源到國(guó)家或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)。應(yīng)使用有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(有效期內(nèi))。

在國(guó)家實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可質(zhì)量管理體系中，對(duì)儀器設(shè)備的量值溯源有如下規(guī)定[2]：

(1)用于檢測(cè)、校準(zhǔn)和抽樣的設(shè)備及其軟件應(yīng)達(dá)到要求的準(zhǔn)確度，并符合檢測(cè)和/或校準(zhǔn)相應(yīng)的規(guī)范要求。對(duì)結(jié)果有重要影響的儀器的關(guān)鍵量或值，應(yīng)制定校準(zhǔn)計(jì)劃。設(shè)備(包括用于抽樣的設(shè)備)在投入服務(wù)前應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)或核查，以證實(shí)其能夠滿足實(shí)驗(yàn)室的規(guī)范要求和相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。設(shè)備在使用前應(yīng)進(jìn)行核查和/或校準(zhǔn)。

(2)用于檢測(cè)和/或校準(zhǔn)的對(duì)檢測(cè)、校準(zhǔn)和抽樣結(jié)果的準(zhǔn)確性或有效性有顯著影響的所有設(shè)備，包括輔助測(cè)量設(shè)備(例如用于測(cè)量環(huán)境條件的設(shè)備)，在投入使用前應(yīng)進(jìn)行校準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)制定設(shè)備校準(zhǔn)的計(jì)劃和程序。

(3)測(cè)量無(wú)法溯源到SI單位或與之無(wú)關(guān)時(shí)，與對(duì)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的要求一樣，要求測(cè)量能夠溯源到諸如有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(參考物質(zhì))、約定的方法和/或協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

2 量值溯源的主要方式

目前，建設(shè)工程檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室對(duì)檢測(cè)設(shè)備的量值溯源，其基本方式主要有檢定、校準(zhǔn)、測(cè)試3種，根據(jù)溯源方式的不同，校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)出具的溯源證書分別為檢定證書、校準(zhǔn)證書、測(cè)試證書。

儀器設(shè)備的檢定是指查明和確認(rèn)儀器設(shè)備是否符合法定要求的程序，包括檢查、加標(biāo)記和出具檢定證書。檢定依據(jù)是按法定程序?qū)徟嫉挠?jì)量檢定規(guī)程。在檢定結(jié)果中必須有合格與否的結(jié)論，并出具證書或加蓋印記。

儀器設(shè)備的校準(zhǔn)是指在規(guī)定條件下，為確定測(cè)量?jī)x器或測(cè)量系統(tǒng)所指示的量值，或?qū)嵨锪烤?、參考物質(zhì)所代表的量值，與對(duì)應(yīng)的由標(biāo)準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的量值之間關(guān)系的一組操作。校準(zhǔn)的主要目的有以下幾點(diǎn)：

(1)確定示值誤差，得出標(biāo)稱值偏差的報(bào)告值，并調(diào)整測(cè)量?jī)x器或?qū)ζ涫局导右孕拚?/p>

(2)給標(biāo)尺標(biāo)記賦值或核查參考物質(zhì)的特性。

(3)確定其他特性。

(4)實(shí)現(xiàn)溯源性。

校準(zhǔn)的依據(jù)是校準(zhǔn)規(guī)范或校準(zhǔn)方法，對(duì)其通常應(yīng)作統(tǒng)一規(guī)定，特殊情況下也可以自行制定。校準(zhǔn)的結(jié)果可記錄在校準(zhǔn)證書，也可用校準(zhǔn)因數(shù)或校準(zhǔn)曲線等形式表示。

儀器設(shè)備的測(cè)試與校準(zhǔn)類似，也是為了確定在規(guī)定條件下測(cè)量?jī)x器或測(cè)量系統(tǒng)所指示的量值，或?qū)嵨锪烤?、參考物質(zhì)所代表的量值，與對(duì)應(yīng)的由標(biāo)準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的量值之間關(guān)系的一組操作，只是測(cè)試往往是在沒(méi)有相關(guān)校準(zhǔn)規(guī)程的情況下進(jìn)行的，一般在證書中只給出測(cè)試的結(jié)果或者測(cè)試曲線。

除了以上3種溯源方式外，由于檢測(cè)技術(shù)與檢測(cè)領(lǐng)域不斷發(fā)展，部分設(shè)備在現(xiàn)階段還沒(méi)有國(guó)家頒布的檢定規(guī)程，或者實(shí)驗(yàn)室所在地的校準(zhǔn)檢定機(jī)構(gòu)尚不具備該種設(shè)備的校準(zhǔn)能力，此時(shí)實(shí)驗(yàn)室可采用與標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)比對(duì)的方式或者與儀器設(shè)備廠家提供的參考物質(zhì)比對(duì)的方式進(jìn)行量值溯源。例如目前建設(shè)工程檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室使用的平板導(dǎo)熱儀，校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)只能對(duì)平板導(dǎo)熱儀的溫度、加熱功率進(jìn)行校準(zhǔn)，而無(wú)法對(duì)導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)，故實(shí)驗(yàn)室均采用定期與導(dǎo)熱系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)板進(jìn)行比對(duì)的方式進(jìn)行溯源。又如氙燈老化試驗(yàn)箱，實(shí)驗(yàn)室也是采取定期與試驗(yàn)箱生產(chǎn)廠家提供的標(biāo)準(zhǔn)燈源進(jìn)行比對(duì)的方式進(jìn)行量值溯源。

3 在量值溯源過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題

在對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行量值溯源的過(guò)程中，由于種種原因，往往會(huì)有一些問(wèn)題沒(méi)有注意到，使得檢定校準(zhǔn)結(jié)果不能滿足使用要求，或者不能完全反映儀器設(shè)備的實(shí)際情況。

3.1 溯源的量程不能滿足使用要求

在對(duì)儀器設(shè)備溯源的過(guò)程中，尤其是對(duì)力學(xué)試驗(yàn)設(shè)備，校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)會(huì)根據(jù)檢定規(guī)程的要求對(duì)被檢定設(shè)備的滿量程按照一定比例進(jìn)行檢定。以建設(shè)工程檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行保溫材料力學(xué)試驗(yàn)常用的5 kN電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)為例，校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)在對(duì)此類試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行檢定時(shí)，一般會(huì)根據(jù)檢定規(guī)程對(duì)試驗(yàn)機(jī)滿量程的10%、20%、40%、60%、80%使用點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)，即500 N、1 000 N、2 000 N、3 000 N、4 000 N使用點(diǎn)進(jìn)行檢定，以確定該設(shè)備的精度與誤差。而實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行保溫材料力學(xué)試驗(yàn)時(shí)檢測(cè)的一些材料如界面劑、抹面抗裂砂漿等，一些檢測(cè)項(xiàng)目的合格判定值會(huì)在500 N以下，可見對(duì)此類設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)如果不增加500 N以下校準(zhǔn)點(diǎn)，就不能覆蓋所有試驗(yàn)所需量程。

又如在建設(shè)工程檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室中會(huì)用到很多溫濕度測(cè)量與控制設(shè)備，對(duì)此類設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)需考慮實(shí)際使用溫度來(lái)確定校準(zhǔn)點(diǎn)，而不能僅僅依據(jù)設(shè)備的精度、量程進(jìn)行校準(zhǔn)。再如混凝土試塊標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室的溫度一般為20 ℃；泡沫塑料尺寸穩(wěn)定性檢測(cè)所用烘箱的溫度一般為70 ℃；砂、石烘干所用烘箱的溫度一般為105 ℃，因此這些設(shè)備所用溫度計(jì)在進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)要校準(zhǔn)不同的溫度點(diǎn)，并根據(jù)對(duì)使用的溫度偏差的具體要求來(lái)確定所需的精度。

3.2 溯源的參數(shù)不全

隨著檢測(cè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，在建設(shè)工程中對(duì)試驗(yàn)設(shè)備的要求越來(lái)越高，而儀器設(shè)備檢定規(guī)程的更新又相對(duì)滯后。因此，如果校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)不了解被校準(zhǔn)儀器設(shè)備的具體使用要求，在溯源過(guò)程中只是簡(jiǎn)單地按照檢定規(guī)程進(jìn)行檢定，往往會(huì)造成遺漏。例如建設(shè)工程檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室使用的電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)，通常會(huì)用于鋼材、混凝土、水泥、防水材料、保溫材料等材料的力學(xué)性能檢測(cè)。在這些材料的檢測(cè)過(guò)程中，除了對(duì)試驗(yàn)機(jī)的精度、量程有要求外，還會(huì)對(duì)試驗(yàn)機(jī)的加荷速率、變形測(cè)量有相應(yīng)的要求。如果對(duì)電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)僅按照力學(xué)設(shè)備檢定規(guī)程進(jìn)行溯源，就會(huì)遺漏對(duì)試驗(yàn)機(jī)位移傳感器、大變形傳感器、加荷速率控制系統(tǒng)的檢定。

3.3 檢定周期與期間核查

儀器設(shè)備的溯源周期一般是根據(jù)檢定規(guī)程來(lái)確定的，而建設(shè)工程檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室往往會(huì)根據(jù)儀器設(shè)備的使用情況重新確定其檢定周期。如北京、上海等地均根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況規(guī)定了建工檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室不同設(shè)備的檢定周期，這些周期一般大于或者等于檢定規(guī)程所規(guī)定的檢定周期，這就要求實(shí)驗(yàn)室應(yīng)根據(jù)儀器設(shè)備檢定周期的實(shí)際情況與使用情況，在周期內(nèi)對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行期間核查，以確保儀器設(shè)備在整個(gè)檢定周期內(nèi)的精度均滿足使用要求。

3.4 對(duì)溯源結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)

在ISO/IEC 17025：2005《檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則》和《計(jì)量認(rèn)證/審查認(rèn)可(驗(yàn)收)評(píng)審準(zhǔn)則》中，均要求對(duì)溯源結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)。建工檢測(cè)試驗(yàn)室在對(duì)溯源結(jié)果進(jìn)行確認(rèn)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

(1)對(duì)檢定證書進(jìn)行確認(rèn)，由于檢定證書中已經(jīng)給出了檢定結(jié)論，當(dāng)結(jié)論為合格時(shí)，實(shí)驗(yàn)室往往不對(duì)其進(jìn)行確認(rèn)，但是此時(shí)還應(yīng)確認(rèn)證書中給出的檢定精度與范圍是否符合試驗(yàn)要求。

(2)對(duì)溯源的參數(shù)是否覆蓋了所有使用要求的參數(shù)進(jìn)行確認(rèn)。

(3)對(duì)溯源的量程范圍以及校準(zhǔn)點(diǎn)是否符合使用要求進(jìn)行確認(rèn)。

除了以上內(nèi)容外，檢測(cè)機(jī)構(gòu)還應(yīng)定期對(duì)提供溯源服務(wù)的校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的能力與測(cè)試范圍進(jìn)行確認(rèn)。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著建設(shè)工程檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)領(lǐng)域的擴(kuò)大和檢測(cè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，所使用的儀器設(shè)備種類越來(lái)越多，在對(duì)這些儀器設(shè)備進(jìn)行量值溯源的過(guò)程中應(yīng)不斷總結(jié)，對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行有效溯源，從而提高檢測(cè)工作的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1] 計(jì)量認(rèn)證/審查認(rèn)可(驗(yàn)收)評(píng)審準(zhǔn)則[S].

[2] ISO/IEC 17025：2005，檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力認(rèn)可準(zhǔn)則[S].