检定规程和校准规范 -1

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随着市场经济的发展，计量校准正逐渐被国内更多的用户所接受。校准在国内计量技术机构开展的计量活动中的比重正在逐步加大，已经作为一种新型的计量活动与检定相提并论。因此，正确认识校准与检定的关系，正确开展检定和校准活动，正确利用检定和校准结果，最终实现量值统一，保证社会生产活动的正常进行就显得尤为重要。
   
一、检定、校准和计量确认
    1.检定和校准
    在JJF1001-1998《通用计量术语及定义》中校准(calibration)的定义是:在规定条件下，为确定测量仪器或测量系统所指示的量值，或实物量具或参考物质所代表的量值，与对应的由标准所复现的量值之间关系的一组操作。
    测量仪器、测量系统、实物量具或参考物质，有时统称为计量器具，本文统称为测量设备。这样，校准可以归结为将测量设备与测量标准进行技术比较，确定被校测量设备的量值及其不确定度的一组操作。校准的目的是确定测量设备示值误差的大小，并通过测量标准将测量设备的量值与整个量值溯源体系相联系，使测量设备的量值具有溯源性。
    在JJF1001-1998中检定(verification)的定义是:查明和确认计量器具是否符合法定要求的程序，它包括检查、加标记和(或)出具检定证书。
    计量检定过程中的检查既包括了测量设备与测量标准的技术比较(即校准的过程)，又包括将校准结果与计量要求进行比较，判断是否符合规定的准确度等级；对于符合某准确度等级的测量设备加标记和(或)出具检定证书。
    2.校准与计量确认
    GB/T19022-2003《测量管理体系 测量过程和测量设备的要求》是由国际标准ISO10012:2003转化而来的。该标准是ISO9000系列标准的支撑性标准，对如何通过合理的测量管理保证产品的质量进行了规定。该标准的核心是:
    (1)测量活动根据产品质量要求进行安排，即测量结果的准确度应符合产品质量控制要求。
    (2)测量的准确度取决于测量过程的控制，受测量过程中的各种因素的影响。
    (3)测量仪器是测量过程中的一个关键因素，其量值通过校准活动进行溯源，通过计量确认判断仪器是否符合测量过程的要求。
    根据定义，计量确认是“为确保测量设备处于满足预期使用要求的状态所需要的一组操作。”从定义可知，计量确认的前提是已经明确预期的使用要求，是根据测量设备的使用目的，在测量设备的使用要求已经明确的基础上进行的活动。通过计量确认，可以确定该测量设备是否符合预期的使用要求。而为了实现这个判断，计量确认包括校准和计量验证两个部分。
    校准是计量确认中的一个部分，是计量确认的第一个阶段。校准将测量设备与测量标准进行技术比较，目的是确定测量设备示值误差的大小。同时，校准通过测量标准将测量设备的量值与整个量值溯源体系相联系，使测量设备的量值具有溯源性。
    计量验证是计量确认的第二个阶段，通常包括使用校准结果与计量要求进行比较，判定该测量设备是否符合预期的使用要求。当校准结果表明测量设备准确度不满足计量要求时，进行必要的调整或维修及随后的再校准；而当测量设备的准确度满足设备预期使用的计量要求时，出具计量确认报告或文件，按照要求进行适当的标识，如进行封印和(或)贴标签。
    因此，校准是计量确认的技术基础，计量验证是将校准结果与计量要求比较的过程。计量要求与测量设备的预期使用目的有关。明确的计量要求与合理的校准结果进行比较，才能完成计量确认，确定该测量设备是否适合用于特定的应用。从这个意义上说，校准则不需要判断是否合格。尤其是对于为社会提供服务的校准机构，其客户千差万别，同样的仪器用在不同场合，计量要求就会不同，校准机构无法按照统一的要求进行合格性判断。但是，当用户明确告知使用目的，或给出了计量要求时，校准机构就可以根据已知的计量要求或相关标准判断被校测量设备合格与否。这个判断是协助企业完成计量验证工作，包含了合格性判断的校准证书，具有计量确认报告的功能。
    3.计量工作
    在JJF1001-1998中计量(metrology)的定义是:实现单位统一、量值准确可靠的活动。实现单位统一，通过规定单位的大小和保持单位基准的稳定得以实现。而量值准确可靠则不仅需要统一定义的计量单位，还需要在测量活动中控制各种影响因素，包括仪器的溯源性和测量方法、影响量的控制等，实现测量结果统一。
    通过对计量确认的分析可知，计量确认是为了保证测量设备的示值准确度符合生产中产品的相关量值一致的需要，最终保持产品与不同来源产品的相应量值实现互换。因此，计量确认是计量工作的一种形式。
    通过比较检定与计量确认可发现，二者所包含的操作内容是相同的:检定与计量确认均包含校准和合格性判断两个组成部分。检定作为法制计量管理工作，对特定领域中使用的测量设备进行管理；计量确认是适用于对其他领域中使用的测量设备进行管理的一种模式。
    通过以上分析可知，校准是计量活动中不可缺少的技术组成部分。校准作为计量检定和计量确认的一部分，对测量设备的计量特性进行评定，是保证测量设备单位统一、量值准确可靠的关键技术环节之一。
   
二、校准规范与检定规程的异同
    根据以上讨论我们可以知道，校准与检定是有区别的:校准是测量设备管理过程中的一个技术环节，而检定是一个完整的测量设备管理过程。因此校准规范与检定规程必然也有差别。
    校准规范是经过特定组织制定并批准颁布，在一定范围内施行，作为校准时依据的技术文件。因此校准规范必须定义下列内容:
    适用范围:明确校准规范所适用的被校准测量设备。
    描述测量设备测量能力的计量特性。
    校准各计量特性使用的参考标准。
    标准的值。
    校准条件。
    校准方法和程序:如何操作(获得被校值、数据处理、结果处理)。
    通过这些内容的定义，我们才能确定:
    该规范是否适用于某个特定的测量设备。
    通过哪些计量特性评价该测量设备的测量性能。
    这些计量特性的具体含义。
    校准规范规定的内容，主要是为了保证不同实验室的校准结果具有可比性。
    检定规程是由政府计量管理部门制定并批准颁布，在管辖范围内施行，作为检定时依据的技术文件。
    校准是检定的技术组成部分，检定规程除了校准规范必须包含的上述内容外，还需要规定被检测量设备的准确度等级划分、相应计量特性的计量要求、检定周期、是否经过型式批准(获得CMC标志)等内容。
    由于检定规程对被检测量设备规定了准确度等级以及各等级测量设备的计量要求，因此检定规程还详细规定了标准测量设备、测量方法和测量条件，以保证在严格遵守检定规程时，检定结果的不确定度优于计量要求的1/3，不明显影响测量设备的合格性判定。
   
三、检定规程的编制
    编制检定规程应执行JJF1002-1998《国家计量检定规程编写规则》。
    检定规程中技术部分的编制与校准规范一致(详见四、校准规范的编制)。但是，检定规程中还要包括测量设备准确度等级的划分、测量设备不同准确度等级对应的计量要求、检定使用的标准测量设备及其要求、检定的环境要求、检定的程序、合格性判断的准则、检定周期、检定证书或检定结果通知书的格式等。
    编制检定规程时也需要进行不确定度分析，并且以检定规程中规定的标准测量设备、环境要求、检定程序为基础，分析不确定度来源。试验报告是通过试验验证不确定度分析的正确性。

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四、校准规范的编制

    编制校准规范应执行JJF1071-2000《国家计量校准规范编写规则》。
    1.在范围和概述中定义被校准仪器
    在校准规范的范围部分，指明哪种测量设备的校准可以使用本规范，有时还要增加其他限制条件，例如测量范围和特定功能的限制。
    范围中规定的测量设备不是指一个特定型号的测量设备，而是针对同一类仪器或系统。这种测量设备的具体特点和应用应该在概述中简单描述，并可以通过典型仪器进行说明。说明时主要针对仪器的计量原理和特点，而不是仪器的结构。
    同一类测量设备指设备的测量原理相同、基本组成相同、被校参数相同、数据处理方法相同。其差别一般不是关键性的，例如游标卡尺与数显卡尺，只是输出方式不同；百分表和千分表，只是放大倍数和准确度不同。
    2.规定计量特性和校准方法
    任何测量设备的计量特性，最关键的是示值的准确度。对于定值标准器，校准结果是其示值；对于多值测量设备，校准结果是其示值误差的变化范围，或对最大允许示值误差的验证。
    由于使用环境中或测量设备本身的一些因素可能对仪器示值产生影响，需要确定这些因素造成的仪器示值变化范围——仪器的示值重复性。
    由于示值的规定和测量设备使用中复现值之间可能存在差异，例如量块示值的定义为其中心长度，而使用时使用位置可能偏离量块测量面的中心。因此，校准中还需要确定其他可能的影响量对示值的影响。
    对于每个计量特性，评价时使用的标准器、测量方法(如测量的点数和次序)，可能造成计量特性评定结果的差异。为了减小这个差异，校准规范必须明确规定测量方法和测量程序。
    统一校准参数和含义的目的是为了保证测量设备的量值统一。
    3.测量不确定度评估示例
    校准规范编制应该提供一个测量不确定度评估示例。通过该示例，为校准规范的使用者提供不确定度来源的参考。
    示例中应包含被校仪器计量特性的典型计量要求，符合该校准规范规定的标准仪器，测量过程和数据处理过程的简单描述。
    示例中应列出可能影响校准结果不确定度的主要不确定度来源，包括测量环境、测量设备的参考标准器、测量设备、附件的选择、软件和计算、测量人员、测量设备的特性、测量设备特性的定义、测量程序、物理常数和换算因子。
    针对被校计量特性的计量要求，确定相应的测量条件和设备等条件，分析不确定度以确定这些规定可以满足校准过程的准确度要求。
    4.试验报告
    试验报告是验证上述不确定度分析的试验结果报告。试验中采用了不确定度评估示例中使用的各种条件，试验结果与标准结果比较，证明上述分析是正确的。
    通过测量不确定度分析示例和试验报告，可以提供一个典型的校准过程控制范例，供校准规范审定者进行分析，也可以供校准规范使用者参考。校准规范的使用者并不需要完全按照示例装备实验室，但可以参考示例对自己的实验室校准能力进行评估。


五、检定规程和校准规范的执行

    1.正确选择
    根据发布组织的权威性，校准规范的严谨性会有所不同。使用权威的校准规范，校准结果可以被更广泛地接受。因此首先选择最权威组织发布的校准规范。当没有权威组织发布的校准规范时，校准实验室可以自行编制校准规范，以使校准过程和校准结果可以复现。
    检定规程必须选择上级计量管理部门制定的。即首先执行国家计量检定规程，没有时执行行业或地方计量检定规程。
     由于校准规范中没有规定执行校准规范必须达到的不确定度，实验室必须根据自己在校准市场的定位决定目标不确定度。适当的市场定位可以保证实验室获得最佳的经济效益。校准实验室根据目标不确定度配备标准测量仪器、控制校准条件，在经济合理的条件下保证实验室目标不确定度的实现。测量结果的不确定度评估可以参照文献，通过比对或测量审核等活动进行能力验证。经过验证的校准实验室能力，是测量设备用户选择校准实验室的根据。
    开展检定工作的实验室必须按照检定规程建标，考核批准后，按照批准的准确度等级开展检定工作。
    2.正确执行
    正确执行校准规范的目的是保证校准结果符合规范规定，减小测量原理造成的校准实验室间量值差异。
    正确执行校准规范包括了解被校测量设备。编制校准规范时，考虑到通用性，可能对同类测量设备的各种功能加以考虑，规定的参数可能多于某台特定测量设备的需要。校准时，首先需要确定校准规范中适用于被校测量设备的计量特性。
    校准规范中规定的计量特性取舍不是随意的。评定的计量特性必须覆盖被校测量设备的使用要求。
    选择可以产生规定量值的计量标准，控制相关的测量条件，按照规定程序进行校准测量。
    校准规范主要保证校准参数一致且不出现歧义，而对于校准中各种不确定度来源的控制不进行详细规定。因此，各实验室应该根据本实验室的目标不确定度配备标准设备和设施，控制各种不确定度来源的大?
    由于上述原因，各校准实验室应该起草作业指导书，规定本实验室的目标不确定度，以及配备的校准设备和设施、各种不确定度来源的控制要求等。当校准规范中规定的校准程序还不够详细时，实验室可以根据配备的设备，对校准程序的细节作进一步的规定。
    开展检定工作，必须严格执行检定规程，包括:
    (1)按照规定检定各检定项目，以保证全面评价测量设备。
    (2)按照检定规程规定的标准测量设备、检定环境、检定方法、检定程序进行检定，以保证测量不确定度。
    3.正确利用检定和校准结果
    检定规程根据预期的需要对测量设备的计量特性划分了准确度等级。按照特定准确度等级检定合格的测量设备，可以投入使用。
    校准是评价测量设备计量性能的技术过程，而确认测量设备是否适用，需要测量设备用户利用校准结果与计量要求进行比较，并进行计量验证。
     为了保证测量设备的计量确认，用户必须通过生产过程管理和测量过程管理，提出测量设备的计量要求。委托有能力的实验室进行计量校准，获得具有足够准确度的校准结果。校准实验室声称的校准测量能力是用户选择实验室的依据，校准报告中的测量不确定度是用户对测量设备进行计量确认，使用测量设备时评估测量结果不确定度的重要依据。因此，校准必须给出测量不确定度。
    受传统的影响，少数测量设备用户不分析自己的计量需求，将测量设备按照检定规程送检，拿到检定证书后即投入使用；或者将测量设备送校后，不进行计量验证，往往造成超差仪器的误用，影响产品的质量。这些现象说明用户没有掌握计量概念，无法通过计量活动保证产品质量，其质量活动是失控的。
   

六、结论
    正确理解检定和校准活动，正确编制、执行检定规程和校准规范，才能够真正满足客户需求、保证量值统一。同时，作为检定或校准服务的用户，只有正确理解检定和校准结果，才能判断测量设备是否满足使用要求，满足法制管理的需要或实现质量管理的目标