计量学基础课程课件6资料

基准
将计量标准送上级 计量机构检定或校准
下一级计量 机构实验室
计量标准 检定方法 操作人员 环境条件
检定或校准
图6-2 传统量值传递方式
量值传递与溯源的方式
逐级周期送实验室校准（或检定）是一种传统的 、普遍采用的量值传递或溯源的基本方式。 具体做法是：用户（一般指受检单位）按《国家 计量检定系统》所规定的技术要求，将被检（或 被校准）的计量器具（计量标准或普通计量器具 ）送至规定或选定的有资格（国家授权）的校准 （检定）单位，由该单位的检定员按照相应的检 定规程进行校准（检定），给出检定数据，进而 做出被校准（检定）的计量器具是否合格等结论 ，并出具相应的证书。
量值传递和溯源
邓华夏 马孟超
量值传递与溯源是计量工作的主要任务之一，是 保证量值准确一致的重要手段。 为工农业生产、国防建设、科学实验、贸易结算 、环境保护以及人民生活、健康、安全等各个领 域提供计量保证。
任何计量器具，由于种种原因，都具有不同程度 的误差。 计量器具的误差只有在允许范围内才能应用，否 则将得出错误的测量结果。
计量保证方案：Measurement Assurance Program, MAP
量值传递与溯源的方式
6.2.1 用计量基准即计量标准进行逐级传递 用计量基准即计量标准进行逐级传递是传统的方 式 分为两种情况：
逐级周期送实验室校准（或检定）； 现场校准（检定）
量值传递与溯源的方式
准量值传递与保证量值准确一致的基础
3）. 法制基础 主要的法制基础为：
(1) 计量法及有关法规； (2) 计量检定系统； (3) 计量检定规程； (4) 具有法定性质的操作规范； (5) 有关的国家标准等。
准量值传递与保证量值准确一致的基础
4）. 组织基础 主要的组织基础为：
(1) 国家计量部门及其计量研究机构； (2) 各级地方计量部门； (3) 各部委系统的计量部门及有关研究机构 (4) 各企、 事业单位的计量机构及有关实验室； (5) 培养计量人才的院校及短期培训班等。
准量值传递与溯源体系
对于一个国家来说，每一个量值传递或溯源体系 ，只允许有一个国家计量基准。
将所用的可搬运的计量基准、标准或传递标准运至申请 单位，利用该单位的辅助设备和环境条件进行校准（检 定）
量值传递与溯源的方式
好处：都免去了送检计量器具的包装运输（特别 是大型、笨重设备）；节省了送检时间； 后者还可以对相应的辅助设备、环境条件、检测 方案以及检测人员进行考核。 问题：两次周期检定之间的计量性能的考核和控 制。即日常计量测试的品质仍难以保证。
量值传递与溯源的方式
（2）核查过程
在经“传递标准”校准合格，并在“传递标准”已送走 的时间间隔内，为了使参加实验室的日常计量过程一直 处于连续统计控制下，该参加实验室需要配备一个稳定 性较好的计量标准------“核查标准”。 定期用待核查的计量标准对核查标准进行测量，通过一 系列测量数据进行统计检验，评价测量过程是否一致处 于统计控制范围内，以及参加实验室给出的测量数据是 否可靠、有效。 这些统计数据要不断反馈给主持实验室。从而保证整个 检定周期都是可控的。
准量值传递与保证量值准确一致的基础
6.2 量值传递、溯源及保证量值准确一致的基础 1）. 科学基础 科学基础主要是计量学理论，如计量单位制、 计量理论、 误差理论等。
准量值传递与保证量值准确一致的基础
2）. 技术基础 主要的技术基础为：
(1) 保证以最高准确度复现计量单位的国家计量基准体 系。 (2) 将国家计量基准的量值传递到工作计量器具的计量 标准体系。 (3) 用以保证计量器具准确一致的， 或保证材料成分与 性能检测时准确一致的标准物质体系； (4) 计量器具的研制、 生产及修理的体系； (5) 计量器具的新产品定型鉴定体系； (6) 计量器具的检定体系等。
在我国，大部分国家计量基准保存在中国计量科学研究 院内。 较高准确度等级的计量标准，大多设置在省级或部委级 计量技术机构及计量准确度要求很高的少数大企业内。 较低准确度等级的计量标准，大多设置在地、县级计量 技术机构及计量要求较高的大中型企业中 工作计量器具则广泛应用于工矿、企业、商店、医院、 研究所、院校、甚至家庭之中 由此构成了我国的量值传递与溯源体系。该体系的形式 呈三角形或树枝型，如图所示。
同一量值，用不同的计量器具进行计量， 若其计 量结果在要求的准确度范围内达到统一，称为量 值准确一致。
量值准确一致的前提是被计量的量值必须具有能 与国家计量基准直至国际计量基准想联系的特性 ，亦即被计量的量值就要有溯源性。 所谓溯源性，是指通过一条具有规定不确定度的 不间断的比较链，使测量结果或测量标准的值能 够与规定的参考标准（通常是与国家计量标准或 国际计量标准）联系起来的特性。 要获得这种特性， 就要求用以计量的计量器具必 须经过具有适当准确度的计量标准的检定，而该 计量标准又受到上一等级计量标准的检定, 逐级往 上追溯， 直至国家计量基准或国际计量基准。 由 此可见溯源性的概念是量值传递概念的逆过程。
量值传递与溯源的方式
现场校准（检定）是由开展校准（检定）工作的 单位将相应的计量基准、标准或传递标准运至被 检计量器具所在的单位进行检定的一种量值传递 （溯源）的方式。 现场校准（检定）也有两种形式：
将所有可搬运的计量基准、标准或传递标准连同相应的 辅助设备仪器运送申请单位就地进行校准（检定）
对于新制的或修理后的计量器具，必须用适当等级的计 量标准来确定其计量特性是否合格； 对于使用中的计量器具，由于磨损、使用不当、维护不 良、环境影响或者零部件内在质量的变化等引起的计量 器具的计量特性的变化，是否仍在允许范围内，也必须 用适当等级的计量标准来确定其示值和其他计量功能。
量值传递与溯源
6.1 量值传递与溯源的概念 将国家计量基准所复现的计量单位量值， 通过检定（或其他传递方式）传递给下一等级的 计量标准，并依次逐级传递到工作计量器具，以 保证被计量的对象的量值准确一致，称为量值传 递
近年来，有些量值（如典型的频率和时间量等）由于传 递手段的进步， 也采用了从最高级别或很接近于最高 级别的标准直接通过无线等方法对工作计量器具进行传 递。 这对于传统的量值传递方法也是很大的改进。
量值传递与溯源的方式
（7）可以科学地调整计量标准的送检周期。 传统的计量器具检定周期都是由行政或技术法规同意制定 的，尽管法规制定也有一定的科学依据，但执行起来不 一定符合各个单位的实际情况。
参加计量质量保证方案的单位，计量标准的送检时间由参 加实验室的测量过程什么时候失控来决定。
国家计量基准
计量标准 工作计量器具
图6.1 量值传递或溯源体系的形式
6.2 量值传递与溯源的方式
量值传递与溯源的方式有： 1）.用计量基准即计量标准进行逐级传递； 2）.发放有证标准物质的方法；
有证标准物质：Certified Reference Material, CRM
3）.发播标准信号的办法； 4）.用计量保证方案等
6.2.2 用发放标准物质进行量值传递
量值传递与溯源的方式
6.2.2 用发放标准物质进行量值传递 主要包括6个重要的技术组成部分（6个环节）
第一部分：国际单位制的基本计量单位，它说明CRM 均可溯源到国家计量基准。 第二部分：绝对测量法，亦称公认的定义计量法或权威 性方法。它是指有正确的理论基础，量值可直接由基本 单位计算，或间接用基本单位有关的方程计算，方法的 系统误差基本消除，因而可以得到约定真值的计算结果 。实现这种方法需要高准确度等级的设备和技术熟练的 科技人员，耗费较多的资金和时间，所以这种方法一般 只用来测量一级标准物质的特性值。 第三部分为一级标准物质。它是用来研究和评价标准方 法，控制二级标准物质的研制和生产，用于重要计量器 具的校准以及重大的质量控制，是测量系统的中心环节
（1）参加实验是的计量检测连续地处于统计控制之中 ，其检测结果甚至单次测得值（可视为在受控的长周期 内多次测量的一个随机值）的不确定度，都在所给定的 允许范围之内，即测量结果是有保证的，具有明显的溯 源性。
量值传递与溯源的方式
（2）减少了量值传递的层次，从而减少了传递过程的 精度损失，即提高了量值传递的精度。 （3）解除了测量器具，特别是大型笨重设备的包装运 输，避免了运输过程中的损伤。 （4）综合考核了参加实验室的辅助设备、检测方法、 环境条件以及检测人员的技能。 （5）节省了测量器具的送检时间，基本上不影响参加 实验室的日常检测工作。 （6）保持经常的信息反馈，使得上级计量部门（也就 是主持单位）能全面地掌握参加实验室的检测情况，便 于及时发现问题。
量值传递与溯源的方式
6.2.3用计量保证方案(MAP)进行量值传递 美国国家标准局(NBS，1988年该局更名为 NIST，即国家标准技术研究院)在20世纪70年 代就开展了MAP，进行量值传递或溯源。 这是一种新型的量值传递方式，是一种测量过程 的品质保证方案，它使参加MAP活动的计量技术 机构的量值能够更好地溯源到国家计量基准。
量值传递与溯源的方式
MAP的特点： 与传统的量值传递方式相比，计量保证方案的特 点是参加实验室在接受主持实验室的量值传递前 后，以及两次传递值见的较长的时间间隔内，必 须经常反复地对本实验室的核查标准进行检测， 并将数据随时报送主持单位，建立起过程控制参 数，而且要进行必要地统计检验，以使所有的测 量过程均处于连续地统计控制之中：
量值传递与溯源的方式
第四部分：标准方法。它是指具有良好的测量重复性和 再现性的方法。这种方法有的已经与定义计量法进行过 比较验证，可给出方法的不确定度；有的只知道其重复 性，这是就需要采用两种以上原理的标准方法进行比较 ，以确定有无系统误差。用标准方法可以测定二级标准 物质的特性值。 第五部分：二级标准物质。它是用来研究和评价现场方 法及用于一般计量器具的校准。 第六部分：现场方法。这是一些相对测量方法，即大量 应用于工厂、矿山、实验室、监测单位的各种测量方法 。