浅谈校准实验室仪器计量特性的控制

浅谈校准实验室仪器计量特性的控制

校准实验室中的仪器均属于测量仪器或称之为计量器具，作为一种传递量值的标准器具，广泛地用于生产、科研等领域，为了达到准确的测量结果，测量仪器必须具有符合要求的计量特性。

标签：计量特性；测量仪器；校准实验室；仪器管理

引言

校准实验室是通过CNAS（中国国家合格评定委员会）认可，对社会开展计量校准服务的机构，通过认可的实验室出具的校准报告或数据受到国际互认。随着实验室认可工作的展开，仪器作为开展校准活动的重要工具，是整个校准实验室体系运行的物质基础，对仪器的管理是否科学有效，直接影响了校准工作的顺畅开展和实验室体系的正常运行。并且校准实验室中的仪器均属于测量仪器或称之为计量器具，作为一种标准的测量工具广泛地用于生产、科研各个领域的计量工作，为了达到准确可靠测量效果，测量仪器必须具有符合要求的计量特性。

1 测量仪器的计量特性与量值传递

仪器的计量特性是开展量值传递活动（主要包括检定或校准）的基本特性，是影响测量结果的重要特性，包括仪器的灵敏度、稳定性、分辨力、测量不确定度、准确度等级等。以下结合实际工作，谈谈测量仪器的计量特性与量值传递的关系。

1.1 测量不确定度与准确度等级

仪器的测量不确定度是指由所用的测量仪器或测量系统引起的测量不确定度的分量。不确定度的大小是由测量仪器本身决定的，一般的测量仪器其不确定度可以通过上一级标准的量值传递得到。准确度等级，顾名思义就是反映了测量仪器的准确程度，是指使测量误差或仪器不确定度保持在规定极限内的测量仪器或系统的等别或级别[2]。在开展量值传递活动所依据的技术规范中，一般对测量仪器的准确度等级都有明确的规定，准确度等级也是量值溯源表中必不可少的技术指标。

1.2 示值误差与最大允许误差

示值误差是测量仪器的最主要的计量特性之一，表示了测量仪器输出示值与输入量标准值之差，它反映了测量仪器准确度的大小，示值误差大，其准确度低，示值误差小，则其准确度高，其大小通常由上级标准量值传递给出。最大允许误差是指在技术规范所规定的允许的误差极限值，将示值误差去和最大允许误差比较，判断是否符合最大允许误差的要求，是检定证书中判断该测量仪器的示值误差是否合格的标准。

2 控制保持仪器的计量特性

2.1 强化人员素质

人员作为整个校准实验室体系运行的实施主体，从仪器购置、验收、使用、维护各个环节作用于仪器设备，直接或间接地影响了仪器的状态。

首先，要加强人员的管理，校准机构要明确人员的资格和职责，上岗人员必须具备相应能力与条件，尤其作为实验室校准员和仪器管理员，应当对仪器本身的性能、计量特性以及相关计量管理知识等要有深入的理解；其次，相关制度、操作规范的学习以及考核，也是提高技术管理人员的专业素质，减少了操作过程中的疏忽的重要措施；此外相关人员还应通过继续教育和培训，不断提高知识水平和应变能力，以适应设备更新、技术发展的需求。

2.2 控制环境条件

环境是影响仪器计量特性的主要因素之一，主要体现在测量仪器使用、贮存这两个环节。很多计量标准器具复现的量值，要在一定的环境保证才能达到规定的准确度。有些校准结果要根据环境条件的参数进行修正，有时对于环境的影响如不加以控制，将直接影响测量仪器的计量特性，造成校准结果的不准确。因此校准现场，必须按校准规范要求对温湿度、气压、噪声、振动等环境条件进行监控，且配备环境监控设备，如温湿度计、气压表、声级计等；有时现场存在不同的实验项目条件互相冲突的情况，例如在校准振动试验台时会产生剧烈的振动，强烈的振动会对天平造成很大的影响，必须采取措施使之有效隔离。相对于测量仪器使用过程中的环境控制，仪器的贮存状态，由于处于一个相对稳定的室内环境，比较利于仪器计量特性的保持。对于室内的环境监控也是必不可少的，首先必须保证硬件配置达到环境控制的要求，如配备必要的监控设备，对一些高精密仪器采取一些防潮、防尘、抗振隔离处理等；完善环境监控程序，针对不同的测量仪器自身性能和计量特性，制定不同的环境控制程序，并形成文件记录；配备专职仪器管理员，且管理员自身必须具备必要的专业知识和素质。仪器的运搬常常是仪器计量管理中被忽略的一个环节，开展外出校准活动时，不可避免发生仪器的运输，运输途中仪器的存放，除了排除一些温湿度、电磁等干扰因素外，还充分应考虑到车辆行驶途中颠簸给仪器带来的影响，例如一些高精密天平、台秤等，事先应做好防振处理。

2.3 完善体系制度

管理离不开管理制度，CNAS-CL01《检测和校准实验室能力认可准则》是目前国际上检测/校准实验室通用准则，所以任何有关管理制度必须基于准则的规定和要求。在此基础上，完整的质量管理体系还应该确定各个环节对仪器管理的目标和要求，仪器从购置到最终报废，各个环节都可能存在影响仪器计量特性的不确定因素，所以健全体系文件（质量手册、程序文件和各类作业指导书等），确定各阶段、各环节监督和控制的措施，才能使得体系的运行、仪器的管理有方

法可依，有制度可循，达到仪器管理的目的，控制保持仪器计量特性。

2.4 技术手段控制

除了以上几种控制要素外，保持仪器计量特性还必须加以有效的技术手段控制，针对校准实验室仪器的管理主要包括：周期的检定/校准，测量仪器期间核查、实验室间比对、测量审核、能力验证这几种方式。

综上所述，保持仪器计量特性的控制要素主要包括人员、文件、环境、技术四个方面，四个要素各自独立又相互联系，其间的联系具体如图1所示。

2.5 其他监督手段

除此之外对测量仪器的计量管理，还少不了必要的监督手段，接受CNAS 评审组定期或不定期的能力评价（监督评审、复评审等），定期进行实验室内部审核。通过内部监督与外部监督相互补充，对于审核中发现仪器管理、使用中存在的问题及时整改、完善，从而达到有效控制保持仪器计量特性的目的。

3 结束语

测量仪器作为校准实验室开展校准活动的重要工具，其计量特性的可靠与否影响校准结果的可信度，一旦其计量特性发生改变失去控制，将直接影响校准结果的准确性。所以加强仪器的计量管理，有效控制和保持仪器的计量特性是实验室开展校准工作的必要前提。总而言之，正确理解测量仪器的计量特性，全面分析影响其计量特性的因素，加之有效手段予以控制，才能消除不利因素，保持仪器计量特性恒定可靠。

参考文献

[1]王韬.检测和校准实验室的设备管理[J].电子产品可靠性与环境试验，2008（3）：61-64.

[2]中国计量测试学会.一级注册计量师基础知识及专业实务（第三版）[M].北京：中国质检出版社，2013.

[3]彭雷，郭东华，包左军，等.公路工程试验检测仪器设备计量管理关键要素的研究[J].公路工程，2013，38（2）：32-35.