對(duì)專用測(cè)試設(shè)備溯源管理及不確定度評(píng)定方法的探討

楊艷紅

摘 要：專用測(cè)試設(shè)備廣泛應(yīng)用于軍工產(chǎn)品、武器裝備的質(zhì)量控制、性能評(píng)定、技術(shù)指標(biāo)驗(yàn)證等方面， 其測(cè)試數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確可靠直接影響到產(chǎn)品及裝備的質(zhì)量，因此越來越受到生產(chǎn)研制單位以及使用方的重視，并對(duì)其開展校準(zhǔn)有著更高的要求。對(duì)于該如何管理專用測(cè)試設(shè)備，并保證專用測(cè)試設(shè)備量值能夠溯源到國家基準(zhǔn)，近年來一直是計(jì)量部門的研究重點(diǎn)。本文主要介紹了專用測(cè)試設(shè)備的現(xiàn)狀、特點(diǎn)，并對(duì)幾種常用的校準(zhǔn)方法、不確定度評(píng)定方法進(jìn)行了論述，并結(jié)合實(shí)際提出了對(duì)專用測(cè)試設(shè)備管理的幾點(diǎn)建議。

關(guān)鍵詞：專用測(cè)試設(shè)備;溯源;管理;不確定度評(píng)定

引言

隨著國防現(xiàn)代化建設(shè)的快速發(fā)展以及國家戰(zhàn)略發(fā)展方向轉(zhuǎn)移，各種新型軍事裝備的研制及與其配套的用于計(jì)量保證的專用測(cè)試設(shè)備數(shù)量越來越多，如何保證其測(cè)試過程中的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確及可溯源性，確保裝備質(zhì)量可靠，是擺在我們廣大計(jì)量人員面前的一項(xiàng)艱巨任務(wù)。計(jì)量管理作為產(chǎn)品質(zhì)量控制的一項(xiàng)重要工作，在近幾年越來越受到部機(jī)關(guān)及相關(guān)研制、修理企業(yè)的重視，為提升軍工產(chǎn)品、裝備武器的質(zhì)量可靠性和戰(zhàn)斗保障力，保證裝備性能參數(shù)的量值準(zhǔn)確一致，實(shí)現(xiàn)測(cè)量溯源性和檢測(cè)過程受控，確保裝備始終處于良好技術(shù)狀態(tài)是基礎(chǔ)，是質(zhì)量可靠的有力保障。但在測(cè)量設(shè)備管理上，專用測(cè)試設(shè)備的計(jì)量管理與通用設(shè)備相比仍相對(duì)薄弱，特別是對(duì)專用測(cè)試設(shè)備的立項(xiàng)、評(píng)審、研制、驗(yàn)收、過程控制、周期管理等整個(gè)環(huán)節(jié)還存在一些問題，有待進(jìn)一步改進(jìn)。

1 專用測(cè)試設(shè)備特點(diǎn)

專用測(cè)試設(shè)備是指為保證軍工產(chǎn)品符合技術(shù)指標(biāo)和性能要求，在科研、生產(chǎn)和服務(wù)過程中，用于質(zhì)量控制、性能評(píng)定及產(chǎn)品驗(yàn)證而專門研制或配置的非通用測(cè)試設(shè)備。長(zhǎng)期以來， 計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)工作的重點(diǎn)一直放在測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)和通用測(cè)試儀器上， 忽視了專用測(cè)試設(shè)備的溯源和管理， 致使專用測(cè)試設(shè)備在目前的計(jì)量保障中難以有效發(fā)揮其作用，究其原因是由于專用測(cè)試設(shè)備有許多不同于通用測(cè)量?jī)x器的特點(diǎn)。

1.1 系統(tǒng)復(fù)雜、專用性強(qiáng)

專用測(cè)試設(shè)備一般由不同的測(cè)試單元集成在一個(gè)控制箱或控制柜里，專用于某項(xiàng)產(chǎn)品的試驗(yàn)或控制，一般無法拆卸、分解，如航姿系統(tǒng)、CAC檢測(cè)系統(tǒng)等。

1.2 校準(zhǔn)參數(shù)多、涉及專業(yè)廣

在軍工領(lǐng)域，用于多功能產(chǎn)品檢測(cè)的大型專用測(cè)試設(shè)備較多，其性能復(fù)雜，校準(zhǔn)參數(shù)多，涵蓋了電學(xué)、無線電、時(shí)間頻率、熱學(xué)、力學(xué)、幾何量等諸多專業(yè)，如陀螺儀表綜合轉(zhuǎn)臺(tái)就包含角度、角速度、時(shí)間頻率、電流、電壓等五項(xiàng)主要參數(shù)。

1.3 整機(jī)校準(zhǔn)難以實(shí)現(xiàn)參數(shù)范圍全覆蓋

在整機(jī)校準(zhǔn)過程中，除了常用的角度、位移、電壓、電流、頻率、壓力、噪聲等項(xiàng)目外，現(xiàn)場(chǎng)受環(huán)境、產(chǎn)品、夾具等各方面因素的影響，還有許多性能指標(biāo)寬、測(cè)量范圍大、需聯(lián)機(jī)調(diào)試、技術(shù)封鎖等一類設(shè)備無法實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)。

1.4 沒有完善的量值溯源渠道

專用測(cè)試設(shè)備不具備通用測(cè)量設(shè)備所具有的完善的量值溯源渠道，國家沒有統(tǒng)一的校準(zhǔn)規(guī)范，一般是由研制廠家編制校準(zhǔn)規(guī)范，量值溯源方式通常采用外接各種不同接口，通過輸入標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)與被測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較。

1.5 校準(zhǔn)規(guī)范形式各異不統(tǒng)一

由于專用測(cè)設(shè)設(shè)備針對(duì)產(chǎn)品特性強(qiáng)，功能用途各異，致使校準(zhǔn)規(guī)范編制存在一定的困難，且由于大部分研制廠家，對(duì)計(jì)量法規(guī)及計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范的編寫要求不熟悉，導(dǎo)致編寫的校準(zhǔn)規(guī)范內(nèi)容不夠全面和具體，沒有詳細(xì)的校準(zhǔn)步驟，同時(shí)缺乏規(guī)范性，格式不一，難以直接作為計(jì)量部門的校準(zhǔn)依據(jù)。

2 專用測(cè)試設(shè)備的量值溯源

2.1 專用測(cè)試設(shè)備的重要性

在軍工產(chǎn)品測(cè)試及修理過程中，除了使用通用儀器設(shè)備外，還需依靠大量的專用測(cè)試設(shè)備對(duì)其主要性能指標(biāo)進(jìn)行判定、狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷，這是各類軍工產(chǎn)品研制、修理過程中必不可少的重要環(huán)節(jié)，一般情況下，測(cè)試數(shù)據(jù)直接用于產(chǎn)品判定，且在下工序沒有檢查控制手段，因此其測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量。

2.2 專用測(cè)試設(shè)備的量值溯源方式

量值溯源是指通過具有規(guī)定不確定度的不間斷的比較鏈，使測(cè)量結(jié)果或測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的量值能夠與規(guī)定的參照標(biāo)準(zhǔn)、國家測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)或國際測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)系起來的特性。為保證量值準(zhǔn)確可靠，測(cè)量設(shè)備進(jìn)行量值溯源是基本要求，通用測(cè)量?jī)x器涉及的參數(shù)一般為計(jì)量基本參數(shù)，有相對(duì)完整的溯源鏈（通用測(cè)量?jī)x器-部門計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)-國家基準(zhǔn)）。專用測(cè)試設(shè)備因其特殊性，多數(shù)情況下是把特殊參量轉(zhuǎn)化為通用參量，從而進(jìn)入溯源鏈。量值溯源過程如圖1所示。

2.3 專用測(cè)試設(shè)備的校準(zhǔn)方法

在校準(zhǔn)過程中，根據(jù)參數(shù)不同應(yīng)選用不同的校準(zhǔn)方法，由于專用測(cè)試設(shè)備使用用途和技術(shù)性能的差異，不能完全依據(jù)通用的校準(zhǔn)方法，可參照通用校準(zhǔn)方法，結(jié)合設(shè)備使用說明書及使用情況，編寫對(duì)應(yīng)的校準(zhǔn)規(guī)范。計(jì)量工作中，常用的校準(zhǔn)方法主要有以下幾種。

2.3.1 分解法

將綜合參數(shù)分解成不同的單一參數(shù)，利用經(jīng)過溯源的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)或工作標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)專用測(cè)試設(shè)備的單項(xiàng)參數(shù)逐一開展校準(zhǔn)，得到實(shí)際測(cè)量結(jié)果，然后通過數(shù)據(jù)分析、結(jié)果確認(rèn)，綜合判定其是否滿足使用要求。

2.3.2 綜合儀器法

利用多功能校準(zhǔn)源可進(jìn)行相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域綜合參數(shù)的校準(zhǔn)，將多功能校準(zhǔn)源接入被測(cè)設(shè)備相應(yīng)接口，輸入標(biāo)準(zhǔn)值，記錄輸出值，由此判定專用測(cè)試設(shè)備是否符合技術(shù)指標(biāo)要求。目前，大部分多功能校準(zhǔn)源精度都比較高，功能齊全，基本可滿足專用測(cè)試設(shè)備的校準(zhǔn)要求。

2.3.3 產(chǎn)品驗(yàn)證法

在專用測(cè)試設(shè)備校準(zhǔn)過程中，對(duì)于既無法分解，也沒有滿足使用要求的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備時(shí)，可以采用產(chǎn)品驗(yàn)證的方法。利用各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)已知、性能穩(wěn)定的“標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品”對(duì)專用測(cè)試設(shè)備的性能進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，該方法可以更好的反映設(shè)備的真實(shí)性能。

2.3.4 比對(duì)法

比對(duì)是指在規(guī)定條件下，對(duì)相同準(zhǔn)確度等級(jí)的同種測(cè)量設(shè)備的量值進(jìn)行比較。在缺乏更高等級(jí)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，往往通過比對(duì)方法來統(tǒng)一量值。比對(duì)一般在3臺(tái)或3臺(tái)以上設(shè)備之間進(jìn)行，開展比對(duì)測(cè)量時(shí)要制定比對(duì)程序，確保過程準(zhǔn)確可靠。