一、計(jì)量校準(zhǔn)的概念及目前存在的誤區(qū)
按照J(rèn)JF1001-2011《通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義》之4.10的表述，校準(zhǔn)是在規(guī)定條件下的一組操作，其**步是確定由測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)提供的量值與相應(yīng)示值之間的關(guān)系，**步則是用此信息確定由示值獲得測(cè)量結(jié)果的關(guān)系，這里測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)提供的量值與相應(yīng)示值都具有測(cè)量不確定度。通常情況下校準(zhǔn)可以是上述操作的**步，即將被測(cè)量的示值與標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較后，得到被測(cè)量值與標(biāo)準(zhǔn)量值的差異，一般采用示值誤差或其修正值與相應(yīng)的測(cè)量不確定度作為校準(zhǔn)結(jié)果，這與該規(guī)范9.17中對(duì)計(jì)量檢定的表述“查明和確認(rèn)測(cè)量?jī)x器符合法定要求的活動(dòng)……”所定義的工作內(nèi)容有著本質(zhì)區(qū)別。
檢定需要對(duì)計(jì)量器具的符合性進(jìn)行判定，判定依據(jù)包含計(jì)量器具應(yīng)有的多項(xiàng)計(jì)量性能，其法定要求通過(guò)相應(yīng)計(jì)量器具的檢定規(guī)程體現(xiàn);而校準(zhǔn)則主要以確定計(jì)量器具的量值為目的，通過(guò)具有相應(yīng)不確定度的不間斷的比較鏈，使計(jì)量器具的量值與測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)直至相應(yīng)的計(jì)量單位相聯(lián)系(比較)，其結(jié)果不需要進(jìn)行符合性判定，但需給出所得校準(zhǔn)結(jié)果的測(cè)量不確定度。但是在實(shí)際工作中，出于對(duì)計(jì)量檢定的長(zhǎng)期思維定式以及對(duì)計(jì)量校準(zhǔn)認(rèn)識(shí)上的不足，許多從事計(jì)量工作的技術(shù)人員或參與者，在對(duì)待計(jì)量校準(zhǔn)這個(gè)概念時(shí)存在一些不同的想法，影響計(jì)量校準(zhǔn)概念的普及和應(yīng)用，歸納起來(lái)有以下幾個(gè)方面。
1.將校準(zhǔn)與調(diào)整混淆
一些計(jì)量器具的使用者認(rèn)為，儀器經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)后就準(zhǔn)確了，當(dāng)校準(zhǔn)人員向他(她)說(shuō)明儀器示值超差后，總是認(rèn)為計(jì)量校準(zhǔn)就是要把儀器“校”準(zhǔn)了才算是校準(zhǔn)，如果儀器不準(zhǔn)就應(yīng)該“?！睖?zhǔn)了，否則對(duì)所做的校準(zhǔn)工作不予認(rèn)可，在需要簽字的確認(rèn)單上不簽字，造成雙方對(duì)立。實(shí)際上計(jì)量器具使用者是錯(cuò)誤地理解了校準(zhǔn)的含義，將對(duì)儀器的超差調(diào)整與校準(zhǔn)混淆在一起，因?yàn)镴JF1001-2011之4.10就有明確說(shuō)明，即“校準(zhǔn)不應(yīng)與測(cè)量系統(tǒng)的調(diào)整(常被錯(cuò)誤稱(chēng)為自校準(zhǔn))相混淆，也不應(yīng)與校準(zhǔn)的驗(yàn)證相混淆”。
2.校準(zhǔn)后，計(jì)量器具使用者要求對(duì)被校準(zhǔn)的計(jì)量器具給出符合性判定
實(shí)際上許多接受了校準(zhǔn)服務(wù)的組織，仍沿用計(jì)量檢定的思維觀念，要求對(duì)被校準(zhǔn)的計(jì)量器具符合性進(jìn)行判定。由于校準(zhǔn)是一種面向任務(wù)的量值溯源活動(dòng)，是在具有一定測(cè)量不確定度條件下得到的校準(zhǔn)結(jié)果，并且校準(zhǔn)所依據(jù)的技術(shù)文件上可能沒(méi)有相關(guān)性能指標(biāo)的說(shuō)明，即使有也可能因?yàn)閷?shí)際校準(zhǔn)活動(dòng)中所產(chǎn)生的測(cè)量結(jié)果不確定度已經(jīng)不能支持對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果的符合性判定，因此，簡(jiǎn)單地參考計(jì)量檢定方式要求計(jì)量校準(zhǔn)也提供符合性判定，所得出的判定結(jié)論可能是無(wú)效的。
3.當(dāng)對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行符合性判定后，糾結(jié)于測(cè)量不確定度對(duì)判定可靠性的影響
有些計(jì)量器具的校準(zhǔn)結(jié)果處在判定條件的邊緣區(qū)域，當(dāng)作出合格或者不合格的判定后，計(jì)量器具使用者又提出如果考慮到測(cè)量不確定度的影響，所作的判定是無(wú)法預(yù)知的。雖然這在計(jì)量學(xué)研究中有明確說(shuō)明，這一說(shuō)法也有其合理性，但怎樣才是科學(xué)、準(zhǔn)確、合理的結(jié)果判定需要根據(jù)具體情況得出，而不能簡(jiǎn)單下結(jié)論。
4.給出的校準(zhǔn)結(jié)果和測(cè)量不確定度不知如何使用
這是目前許多計(jì)量人員存在的普遍問(wèn)題，這與前述的第2項(xiàng)有一定的共性，即計(jì)量器具的使用人員在面對(duì)相應(yīng)的校準(zhǔn)證書(shū)時(shí)，不能理解校準(zhǔn)證書(shū)中給出的數(shù)據(jù)信息所說(shuō)明的具體含義。由于校準(zhǔn)是不對(duì)符合性作出判定的，因此校準(zhǔn)證書(shū)通常說(shuō)明的是該計(jì)量器具在某年某月某日被校準(zhǔn)過(guò)，至于它的計(jì)量性能是否滿足使用要求，需要使用者作出判斷，而不能簡(jiǎn)單地理解為經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)就可以使用了。因?yàn)橛袝r(shí)其校準(zhǔn)結(jié)果可能已經(jīng)不滿足要求了，這與計(jì)量檢定結(jié)果是有區(qū)別的，計(jì)量檢定后所獲得的檢定證書(shū)證明該計(jì)量器具在一個(gè)規(guī)定的期限內(nèi)準(zhǔn)確度是有保證的。
5.校準(zhǔn)證書(shū)上必須有中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)(CNAS)的認(rèn)可標(biāo)志
能否使用CNAS標(biāo)志在我國(guó)是一個(gè)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室是否通過(guò)了ISO/IEC17025:2005標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)可的第三方證明，由CNAS組織給出，同時(shí)還是一個(gè)在亞太地區(qū)組織中得到互認(rèn)的說(shuō)明，其優(yōu)點(diǎn)不言而喻。但是，由于認(rèn)可標(biāo)準(zhǔn)是通用的管理性和技術(shù)性要求，某一計(jì)量器具的校準(zhǔn)證書(shū)上可以使用CNAS認(rèn)可標(biāo)志是因?yàn)樵撚?jì)量器具的校準(zhǔn)能力獲得了審核通過(guò)(有一定的適用要求)，而通過(guò)審核的先決條件是有相應(yīng)的校準(zhǔn)依據(jù)和可提供量值溯源的標(biāo)準(zhǔn)器，而校準(zhǔn)依據(jù)通常是國(guó)家、行業(yè)、地方的校準(zhǔn)規(guī)范或檢定規(guī)程。當(dāng)涉及該計(jì)量器具沒(méi)有校準(zhǔn)依據(jù)時(shí)，就無(wú)法進(jìn)行認(rèn)可，只有編制了具有說(shuō)服力的自編校準(zhǔn)方法后才可以通過(guò)，這就會(huì)造成部分計(jì)量器具暫時(shí)無(wú)法獲得CNAS的認(rèn)可，但并不代表校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室不具有校準(zhǔn)能力、不能出具校準(zhǔn)證書(shū)。
二、如何走出誤區(qū)，合理使用校準(zhǔn)結(jié)果
基于上述一些對(duì)計(jì)量校準(zhǔn)的認(rèn)識(shí)差異，有必要對(duì)這些造成差異的問(wèn)題作進(jìn)一步說(shuō)明，以使計(jì)量校準(zhǔn)工作能夠按照合理、正常的方式進(jìn)行下去，使計(jì)量從業(yè)人員有一個(gè)統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。
1.明確校準(zhǔn)的含義和概念
如前所述，對(duì)校準(zhǔn)的理解出現(xiàn)差異存在兩方面的問(wèn)題:一是沒(méi)有正確理解校準(zhǔn)的概念和含義，又受到一些儀器制造商對(duì)儀器示值超差調(diào)整時(shí)用到的“自校準(zhǔn)”稱(chēng)謂的影響，簡(jiǎn)單地從字面上理解“校準(zhǔn)”時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤;二是計(jì)量人員對(duì)校準(zhǔn)的理解不充分，仍舊停留在計(jì)量檢定的概念里，認(rèn)為校準(zhǔn)是檢定的另一種形式，片面去強(qiáng)調(diào)校準(zhǔn)的法制性，造成校準(zhǔn)后的結(jié)果客戶只認(rèn)可合格，一旦被校準(zhǔn)儀器超差，不能正確地進(jìn)行解釋。因此，目前應(yīng)使所有的計(jì)量人員對(duì)校準(zhǔn)概念有個(gè)客觀準(zhǔn)確的理解，都應(yīng)以計(jì)量技術(shù)規(guī)范中的“校準(zhǔn)”定義為準(zhǔn)，不要受到外界各類(lèi)信息以及自身習(xí)慣性思維的引導(dǎo)，影響了對(duì)計(jì)量校準(zhǔn)的正確認(rèn)識(shí)，這樣才能在計(jì)量校準(zhǔn)和使用校準(zhǔn)結(jié)果中有正確的理解和評(píng)價(jià)。
2.校準(zhǔn)結(jié)果如何使用
計(jì)量校準(zhǔn)的目的在于量值溯源，溯源的校準(zhǔn)結(jié)果如何使用是擺在計(jì)量器具使用者面前的一個(gè)重要工作。從簡(jiǎn)單性的思維出發(fā)，使用者愿意得到一個(gè)這臺(tái)儀器能否使用的結(jié)論，這是計(jì)量檢定要做的符合性判定工作，它具有簡(jiǎn)單實(shí)用的優(yōu)點(diǎn)。但是在科技發(fā)展的今天，測(cè)量?jī)x器的制造技術(shù)提高、更新速度加快，出現(xiàn)了大量集合多參數(shù)測(cè)量的儀器設(shè)備，從符合性判斷的前提考量，只有多參數(shù)儀器的每一個(gè)參數(shù)都滿足規(guī)定的計(jì)量性能要求后才能作出合格的判定結(jié)論。如果一個(gè)參數(shù)不合格，則整臺(tái)儀器的判定結(jié)論也是不合格，按照《計(jì)量法》的規(guī)定，不合格的計(jì)量器具是不能使用的，這在客觀上就會(huì)造成使用者的成本增加。因此簡(jiǎn)單考慮計(jì)量器具的符合性判斷需求并不是*有效的技術(shù)手段(依法強(qiáng)制管理的計(jì)量器具除外)，此時(shí)計(jì)量校準(zhǔn)則可以有效地解決這一問(wèn)題。過(guò)計(jì)量校準(zhǔn)的計(jì)量器具，得到的校準(zhǔn)結(jié)果中包含了相應(yīng)的測(cè)量不確定度，一般情況下該不確定度基本是計(jì)量器具示值*大允許誤差的1/3～1/10，*差時(shí)也能達(dá)到1/2，這就說(shuō)明如果使用者在用校準(zhǔn)結(jié)果指導(dǎo)其測(cè)量工作時(shí)，其測(cè)量能力已經(jīng)高于所用計(jì)量器具計(jì)量性能的3～10倍，而此時(shí)并不用考慮其符合性問(wèn)題。
3.校準(zhǔn)結(jié)果的判斷
在計(jì)量校準(zhǔn)過(guò)程中仍舊會(huì)有客戶提出要對(duì)被校準(zhǔn)的計(jì)量器具進(jìn)行符合性判定，并且提出了應(yīng)考慮測(cè)量結(jié)果不確定度的影響，就此出現(xiàn)了當(dāng)測(cè)量結(jié)果在邊緣區(qū)域時(shí)對(duì)判斷產(chǎn)生疑問(wèn)。當(dāng)要求符合性判定時(shí)，在考慮測(cè)量不確定度的影響時(shí)通常有以兩種方式:
(1)將測(cè)量不確定度的影響考慮到判定條件中，即縮小用于符合性判斷的區(qū)間，以達(dá)到消除不確定度影響的目的，但該方法實(shí)際上是加嚴(yán)了判定條件，容易增加合格計(jì)量器具的誤判概率，其具體做法可由式(1)說(shuō)明。
-MPE+U(y)≤E≤MPE-U(y) (1)式中:U(y)——具有一定包含概率的測(cè)量結(jié)果的不確定度;E——示值誤差;MPE——示值*大允許誤差。
(2)按判定條件的1/3～1/10的比例選擇測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，或者說(shuō)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展不確定度或*大允許誤差為被檢計(jì)量器具*大允許誤差的1/3～1/10，這時(shí)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的不確定度對(duì)測(cè)量結(jié)果不確定度的影響就可忽略，即測(cè)量結(jié)果受測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的影響可不再考慮，其具體原因可通過(guò)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的不確定度和被校準(zhǔn)計(jì)量器具的不確定度的相互關(guān)系說(shuō)明。
通常，測(cè)量結(jié)果的測(cè)量不確定度Ut至少包含測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的不確定度Us和被校準(zhǔn)計(jì)量器具的不確定度Ux兩項(xiàng)，即
對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響<0.06;當(dāng)Us/Ux=1/10時(shí)，
1.005Ux， Us對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響<0.005。
同時(shí)JJF1094-2002《測(cè)量?jī)x器特性評(píng)定》之5.3.1.4明確規(guī)定:示值誤差的測(cè)量不確定度U95與被評(píng)定測(cè)量?jī)x器的*大允許誤差的優(yōu)良值MPEV之比小于或等于1/3時(shí)，進(jìn)行符合性判定時(shí)，則不考慮示值誤差的測(cè)量不確定度的影響，當(dāng)這種評(píng)定是用于型式評(píng)價(jià)和仲裁鑒定時(shí)，必要時(shí)U95與MPEV之比也可取小于或等于1/5。對(duì)于U95的確定，也可以用包含因子k=2的擴(kuò)展不確定度U代替。由此看來(lái)，當(dāng)測(cè)量結(jié)果的不確定度小于或等于被校準(zhǔn)計(jì)量器具的1/3時(shí)，進(jìn)行符合性判定的過(guò)程中不需要再考慮測(cè)量不確定度的影響，即使測(cè)量結(jié)果處于邊緣區(qū)域，造成誤判的概率也不會(huì)超過(guò)6%(1/3時(shí))或0.5%(1/10時(shí))，此時(shí)不要再糾結(jié)于測(cè)量不確定度的影響。
4.校準(zhǔn)證書(shū)的確認(rèn)和使用
經(jīng)校準(zhǔn)的儀器都會(huì)有一份對(duì)應(yīng)的校準(zhǔn)證書(shū)，與檢定證書(shū)不同，校準(zhǔn)證書(shū)上缺少了對(duì)符合性的判定，多出來(lái)校準(zhǔn)結(jié)果的測(cè)量不確定度(主要是示值誤差的)，所以拿到校準(zhǔn)證書(shū)應(yīng)核對(duì)具體內(nèi)容和數(shù)據(jù)，確認(rèn)校準(zhǔn)證書(shū)對(duì)應(yīng)的計(jì)量器具是否能夠滿足使用要求。
(1)對(duì)證書(shū)上的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)逐個(gè)進(jìn)行辨識(shí)，特別是要對(duì)誤差量與儀器說(shuō)明書(shū)中提供的計(jì)量特性要求進(jìn)行對(duì)照，看是否滿足要求，如果不滿足要求則需要確認(rèn)實(shí)際的計(jì)量特性是否滿足使用要求。比較簡(jiǎn)單的方法就是看看該誤差量是否還能達(dá)到被測(cè)對(duì)象允許誤差的1/3，如果達(dá)不到就需要考慮對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正使用或者對(duì)計(jì)量器具進(jìn)行維修，當(dāng)然維修后還需要重新進(jìn)行校準(zhǔn)。
(2)如果在平時(shí)的測(cè)量工作中需要使用校準(zhǔn)證書(shū)中測(cè)量結(jié)果的修正值，則應(yīng)對(duì)證書(shū)中給出的測(cè)量不確定度進(jìn)行確認(rèn)，一方面測(cè)量不確定度是否**，是否涵蓋了相應(yīng)的測(cè)量點(diǎn)，如果不能涵蓋，則使用修正值要謹(jǐn)慎;另一方面其評(píng)定結(jié)果是否能夠滿足使用要求，即測(cè)量不確定度能否達(dá)到被測(cè)對(duì)象允許誤差的1/3，是后續(xù)能否有效使用測(cè)量結(jié)果修正值的前提，如果達(dá)不到則在結(jié)果判定上就相對(duì)復(fù)雜。
(3)確認(rèn)計(jì)量器具校準(zhǔn)前提出的特殊要**否在校準(zhǔn)證書(shū)中體現(xiàn)，這是計(jì)量校準(zhǔn)有別于計(jì)量檢定的一個(gè)主要特點(diǎn)。由于校準(zhǔn)是一種簡(jiǎn)單實(shí)用的量值溯源方法，其具體校準(zhǔn)內(nèi)容應(yīng)該與計(jì)量器具的實(shí)際使用要求一致或近似，這樣所提供的校準(zhǔn)結(jié)果才可以為使用者進(jìn)行實(shí)際測(cè)量工作提供便利，即校準(zhǔn)結(jié)果應(yīng)覆蓋實(shí)際測(cè)量工作中的測(cè)量參數(shù)和量值范圍。因此，使用者可以將計(jì)量器具的實(shí)際使用要求轉(zhuǎn)化成計(jì)量校準(zhǔn)需要解決的具體任務(wù)，以特殊要求的形式提出并經(jīng)雙方確認(rèn)(不排除特殊要求中的部分或全部?jī)?nèi)容與正常校準(zhǔn)一致)，這些特殊要求可以是計(jì)量器具的相應(yīng)測(cè)量參數(shù)、量程、測(cè)量點(diǎn)等具體內(nèi)容，如果這些要求在計(jì)量校準(zhǔn)時(shí)能夠得到滿足，則會(huì)給實(shí)際測(cè)量工作帶來(lái)便利。
(4)對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)的計(jì)量器具，校準(zhǔn)條件的控制應(yīng)盡可能與實(shí)際使用條件保持基本一致，這是面向任務(wù)校準(zhǔn)的要求。正常情況下計(jì)量器具的校準(zhǔn)規(guī)范中會(huì)有對(duì)校準(zhǔn)條件(環(huán)境條件)的具體規(guī)定，校準(zhǔn)工作應(yīng)在滿足這一條件下進(jìn)行，此時(shí)的測(cè)量不確定度可以按照預(yù)期的要求給出，但是很多計(jì)量器具(特別是工作用計(jì)量器具)的使用條件與要求的校準(zhǔn)條件存在差異，造成校準(zhǔn)條件下獲得的校準(zhǔn)結(jié)果在實(shí)際使用條件下使用時(shí)，需要使用者對(duì)這一條件差異帶來(lái)的量值變化進(jìn)行評(píng)估或修正，如溫度誤差的評(píng)估或修正等。這
