量值溯源證書的確認方法及應(yīng)用

王雅柿　上海鐵路局科研所

隨著測量技術(shù)和高速鐵路的不斷發(fā)展，鐵路部門使用的測量設(shè)備也呈現(xiàn)出越來越多樣化的趨勢，各種電子化、智能化、多功能、多參數(shù)的測量設(shè)備廣泛應(yīng)用于機車、車輛、供電等各個部門。站段在對這些測量設(shè)備進行溯源時，通常會選擇以檢定的方式，但現(xiàn)行的國家檢定規(guī)程無法覆蓋越來越多樣化的測量設(shè)備，因此很多測量設(shè)備只能以校準的方式進行量值溯源。無論是檢定還是校準，對于溯源后的測量設(shè)備，都需要對測量設(shè)備的計量性能進行符合性評定。近幾年，隨著計量工作的不斷加強，站段的計量管理人員對溯源證書的確認有了一定的認識，但是如何根據(jù)溯源證書對測量設(shè)備的計量性能進行符合性評定在認識上仍然存在著一定的誤區(qū)，正確進行溯源證書的確認仍然是站段亟待加強的重要工作之一。

1　溯源證書確認的必要性

鐵路站段的測量設(shè)備一般有兩類：一是計量標準裝置中的標準器和主要配套設(shè)備；二是工作用測量設(shè)備。計量標準裝置中的標準器及主要配套設(shè)備，要嚴格按照計量檢定規(guī)程或者計量校準規(guī)范要求配置；工作用測量設(shè)備則需要根據(jù)不同的測量過程或不同使用要求進行確認。例如對于工作用一般壓力表和機車車輛專用壓力表的溯源證書確認時，要根據(jù)其不同的使用要求進行證書確認，一般壓力表一般按需要使用的準確度等級確認即可，而機車壓力表則需要根據(jù)其最大允許誤差是否滿足使用要求來進行確認。

因此，溯源后的證書必須根據(jù)其預(yù)期使用目的進行計量性能確認，只有符合使用要求才能將測量設(shè)備投入使用。

2　溯源證書的確認方法

2.1　檢定證書的確認

當測量設(shè)備以檢定方式溯源時，只要其配置符合有關(guān)法律、法規(guī)和規(guī)范的要求，當檢定結(jié)論為合格時，可直接給出確認合格的結(jié)論。但對于某些可降級使用的測量設(shè)備，要特別關(guān)注其檢定結(jié)論為“*級（等）合格”時是否與配置時一致。如機車車輛專用壓力表檢定裝置中，精密壓力表的配置要求為“0.25級”，如果檢定證書結(jié)論為“0.4級合格”，則該檢定證書確認結(jié)論為不合格，不能繼續(xù)用于機車車輛專用壓力表的檢定。

2.2　校準證書的確認

JJF1094-2002《測量儀器特性評定》規(guī)定：“依據(jù)計量檢定規(guī)程以外的技術(shù)規(guī)范對測量儀器示值誤差進行評定，并且需要對示值誤差是否符合某一最大允許誤差作出符合性判定時，必須采用合適的方法、計量標準和環(huán)境條件進行評定。選取有效覆蓋被評定測量儀器測量范圍的足夠多點，如果各個點均不超出最大允許誤差的要求，則得出被評定測量儀器整個測量范圍符合要求。同時考慮對示值誤差評定的測量不確定度影響?！?/p>

換言之，當測量設(shè)備以校準方式溯源時，不僅要看其示值誤差是否滿足相應(yīng)要求，還需要考慮校準證書給出的示值誤差不確定度的影響。

設(shè)U（或U95）為校準機構(gòu)評定的測量設(shè)備的示值誤差測量不確定度，△為測量設(shè)備的示值誤差，MPEV為測量設(shè)備的最大允許誤差絕對值。

若評定示值誤差的不確定度U（或U95）與被評定測量儀器的最大允許誤差的絕對值MPEV之比，小于或等于1：3，即時，可不考慮測量不確定度的影響。

（1）合格判定

當被評定測量儀器的示值誤差△在其最大允許誤差限內(nèi)時，判為合格，即|△|≤MPEV為合格。

（2）不合格判定

當被評定測量儀器的示值誤差超出其最大允許誤差時，判為不合格，即|△|＞MPEV為不合格。

若評定示值誤差的不確定度U（或U95）與被評定測量儀器的最大允許誤差的絕對值MPEV之比不能滿足小于或等于 1：3，即時，則須考慮測量不確定度的影響。

（1）合格判定

當|△|≤MPEV-U（或U95）時，判為合格；

（2）不合格判定

當|△|＞MPEV+U（或U95）時，判為不合格；

（3）待定區(qū)

當MPEV-U（或U95）＜|△〈|MPEV+U（或U95）時，不能判定該測量設(shè)備是否合格或不合格，即為待定區(qū)。

當判定為待定區(qū)時，可以通過采用準確度更高的測量標準、改善環(huán)境條件、增加測量次數(shù)和改變測量方法等措施，以降低測量不確定度U（或U95），使其滿足與最大允許誤差絕對值MPEV之比小于或等于1：3的要求，然后對測量儀器的示值誤差重新進行評定。

2.2.3校準證書其它內(nèi)容的確認

除了示值誤差評定以外，還應(yīng)根據(jù)預(yù)期使用要求、管理要求和法律法規(guī)要求進行，即應(yīng)從產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范、技術(shù)標準、工藝文件、加工圖紙等對測量的要求導(dǎo)出計量要求。計量要求包括但不限于測量范圍、重復(fù)性、穩(wěn)定性、環(huán)境條件等。測量設(shè)備的計量要求可按以下原則導(dǎo)出：

（1）測量設(shè)備的測量范圍應(yīng)覆蓋測量要求的量值或范圍；

（2）如是可以測量多種參量，測量設(shè)備校準證書的參量應(yīng)完整、齊全；

（3）測量設(shè)備的最大允許誤差為被測量允許誤差的1/3～1/10之間，視被測量的重要程度而定。如關(guān)鍵測量過程或參數(shù)可以選擇1/5～1/10，簡單測量過程或參數(shù)可選擇1/3～1/5。

3　應(yīng)用舉例

以常用的檢定和校準證書為例，簡要說明溯源證書的確認。

表1為某精密壓力表檢定證書的確認記錄。該精密壓力表是機車車輛專用壓力表檢定裝置的標準器，根據(jù)規(guī)程要求，其準確度等級應(yīng)為0.25級。但此表經(jīng)后續(xù)檢定后，其示值誤差超過了0.25級的最大允許誤差，但仍然符合0.4級的要求。檢定機構(gòu)給出了0.4級合格的結(jié)論。顯然，此表不能繼續(xù)用于機車車輛專用壓力表的檢定，證書確認結(jié)論為“不合格，不滿足使用要求”。

表1　精密壓力表檢定證書確認記錄表（部分）

表2為某數(shù)字多用表校準證書的確認數(shù)據(jù)分析。數(shù)字多用表具有測量交直流電流、電壓、電阻等功能。該數(shù)字多用表在使用中僅用作測量直流電流和直流電壓，因此在確認時只需要對直流電壓和直流電流部分的參量進行確認即可。對直流電流和直流電壓進行確認時，需對每個參數(shù)進行確認，即將各測量點的示值誤差與最大允許誤差進行比較，同時還應(yīng)根據(jù)U與MPEV之比來確定是否需要考慮校準機構(gòu)給出的測量不確定度U。

表2　數(shù)字多用表溯源證書數(shù)據(jù)分析（部分）

表2中，首先對直流電流校準數(shù)據(jù)進行確認，Urel=0.003%，可知U=0.003%×xi，于是1mA點的擴展不確定度U=3×10-5mA，2mA點的擴展不確定度U=6×10-5mA……，各點的測量不確定度U均小于因此只要各點的測量誤差不超過允許誤差，

就可以判斷符合要求。

同樣，對直流電壓部分也逐點進行確認。由Urel=0.009%可知，1V點的擴展不確定度為U=9×10-5V，2V點的擴展不確定度為U=1.8×10-4V……，30V點的擴展不確定度為U=2.7×10-3V……。30V點的測量不確定度不滿足因而此處需考慮測量不確定度的影響。MPEV-U=0.0045-0.0027=0.0018V，MPEV+U=0.0045+0.0027=0.0072V，30V點的測量誤差為 0.0045V，MPEV-U＜|△|＜MPEV+U，不能判定該點是否合格或不合格，即為待定區(qū)。此時應(yīng)通過提高準確度等級、改善測量條件等措施以降低評定的測量不確定度U，然后對其重新進行確認。

4　結(jié)束語

溯源證書確認是一項專業(yè)性較強的技術(shù)工作，需要相關(guān)計量管理人員和測量設(shè)備使用人員共同配合才能完成。只有根據(jù)測量設(shè)備的不同使用要求進行溯源證書確認，才能滿足站段對測量設(shè)備的使用要求，以保障鐵路部門生產(chǎn)、運輸?shù)陌踩煽俊?/p>

[1]JJF1001-2011《通用計量術(shù)語及定義》.中國質(zhì)檢出版社,2012.

[2]JJF1094-2002《測量儀器特性評定》.中國計量出版社,2003.

[3]浦麗華.《鐵路測量設(shè)備的計量確認》.鐵道技術(shù)監(jiān)督，2014（3）：13-16.