關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)砝碼檢定中幾個問題的探討 標(biāo)準(zhǔn)砝碼檢定和校準(zhǔn)工作都是為了解決計量量值的溯源問題，除了強(qiáng)檢目錄中的計量器具必須通過計量部門強(qiáng)制檢定外，校準(zhǔn)工作越來越普遍。我們在日常工作中經(jīng)常會遇到以下三方面問題，現(xiàn)加以討論以期引起大家注意。
一、標(biāo)準(zhǔn)砝碼校準(zhǔn)中的測量不確定度 按照現(xiàn)行有效的技術(shù)文件定義，校準(zhǔn)是在規(guī)定條件下的一組操作，確定由測量標(biāo)準(zhǔn)提供帶有測量不確定度的量值與相應(yīng)帶有測量不確定度的示值之間的關(guān)系。
由測量標(biāo)準(zhǔn)提供的量值及其測量不確定度，不僅與實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)量值的測量標(biāo)準(zhǔn)儀器或系統(tǒng)有關(guān)，同時與測量標(biāo)準(zhǔn)的運行條件、測量程序甚至與標(biāo)準(zhǔn)量值的定義相關(guān)，對其相應(yīng)需確定關(guān)系的示值及測量不確定度也是一樣。這就是校準(zhǔn)關(guān)注的是量值而不是測量儀器的原因。
一般情況下，校準(zhǔn)確定關(guān)系是由兩個測量過程來實現(xiàn)，分別由測量標(biāo)準(zhǔn)和測量系統(tǒng)對相同的一個或多個典型量進(jìn)行測量，相應(yīng)的測量結(jié)果表征帶有測量不確定度的標(biāo)準(zhǔn)量值和相應(yīng)帶有測量不確定度的示值。因此，校準(zhǔn)中的測量不確定度應(yīng)當(dāng)是標(biāo)準(zhǔn)量值和對應(yīng)示值的測量結(jié)果的測量不確定度。
標(biāo)準(zhǔn)量值的測量不確定度的一個合成分量為測量標(biāo)準(zhǔn)的儀器測量不確定度，這在測量標(biāo)準(zhǔn)定義中已說明，也是量值及測量不確定度必須在測量標(biāo)準(zhǔn)使用的當(dāng)時確定的理由。在一些特殊條件下，比如測量標(biāo)準(zhǔn)是實物量具（砝碼、量塊等）或標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)時，標(biāo)準(zhǔn)量值的測量不確定度與測量標(biāo)準(zhǔn)的儀器測量不確定度可以是統(tǒng)一的。
校準(zhǔn)中標(biāo)準(zhǔn)量值和相應(yīng)示值的關(guān)系一般用對應(yīng)表格形式給出，尤其是同類量校準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)量值與相應(yīng)示值是相等關(guān)系。順便指出，校準(zhǔn)圖、校準(zhǔn)曲線是定義示值和測量結(jié)果或測得值間的關(guān)系，對應(yīng)校準(zhǔn)定義中第二步的操作。
二、 標(biāo)準(zhǔn)砝碼校準(zhǔn)中的示值誤差 在JJF1001-2011《通用計量術(shù)語及定義》中，概念術(shù)語示值誤差屬于測量儀器特性的范疇，定義為“測量儀器的示值與對應(yīng)輸入量參考量值之差"，與之相關(guān)的[測量儀器的]最大允許測量誤差概念術(shù)語修訂為最大允許測量誤差。在ISO/IEC GUIDE 99：2007《國際計量學(xué)詞匯—基礎(chǔ)和通用概念及相關(guān)術(shù)語》中，沒有示值誤差的概念術(shù)語，但在現(xiàn)行的各種計量規(guī)程規(guī)范的應(yīng)用中，示值誤差與儀器偏移概念術(shù)語的結(jié)果是重合的。
示值誤差或儀器偏移是計量儀器測量系統(tǒng)的重要特性，在規(guī)定的范圍內(nèi)對測量的影響貢獻(xiàn)給測量結(jié)果的測量不確定度，但超出規(guī)定的范圍應(yīng)當(dāng)依據(jù)示值誤差或儀器偏移對測量系統(tǒng)的示值進(jìn)行調(diào)整或者修正。
校準(zhǔn)的基礎(chǔ)是不確定度法，校準(zhǔn)的目的是測量結(jié)果的計量溯源。但校準(zhǔn)也可以用來評定計量儀器的特性。就一般校準(zhǔn)而言，由測量標(biāo)準(zhǔn)和測量系統(tǒng)對典型量進(jìn)行測量，兩個測量結(jié)果的測得值之差等效為示值誤差；這在多種計量規(guī)程規(guī)范中得到應(yīng)用，顯然在校準(zhǔn)中要求評定示值誤差或儀器偏移是有必要性的。
然而，用校準(zhǔn)評定測量儀器特性，并將這些特性作為被測量去測量，同時評定測量不確定度，這種方式并不適宜。因為對測量儀器特性評定的重要目的之一是評定測量儀器的測量不確定度，測量儀器特性對測量的影響量作為分量均應(yīng)貢獻(xiàn)給測量儀器的測量不確定度。這些分量如果有不確定度的話，對于測量儀器的測量不確定度也是高階不確定度，而且有些特性表述本身就是測量分散性，如儀器的重復(fù)性、穩(wěn)定性等。
現(xiàn)在流行的，從計量器具檢定過程中衍生過來的，將儀器示值誤差的評定作為校準(zhǔn)中的測量模型，其結(jié)果尤其是不完整的測量不確定度評定在測量中得不到應(yīng)用。用術(shù)語儀器偏移代替示值誤差而對儀器偏移進(jìn)行評定，依據(jù)評定結(jié)果對儀器示值進(jìn)行調(diào)整或修正，可能是校準(zhǔn)在測量儀器評定中滿足客戶要求的一種方式。
三、標(biāo)準(zhǔn)砝碼校準(zhǔn)中的測量模型
同類量校準(zhǔn)通常包含一個或多個測量過程，建立相應(yīng)的測量模型必須有明晰的測量方法和測量程序。當(dāng)被校準(zhǔn)示值由實物量具提供，此示值是上一校準(zhǔn)周期對量具帶測量不確定度的賦值，此時校準(zhǔn)操作應(yīng)是確定由測量標(biāo)準(zhǔn)提供帶有測量不確定度的量值，其測量過程就是用測量標(biāo)準(zhǔn)對實物量具進(jìn)行直接測量，測量結(jié)果作為約定量值與實物量具原賦值比較建立關(guān)系。這一校準(zhǔn)的測量模型實例是量塊校準(zhǔn)，可以參見JJF1059.1-2012《測量不確定度評定與表示》和其他不確定度文獻(xiàn)。
當(dāng)測量標(biāo)準(zhǔn)帶有測量不確定度的量值由實物量具或者有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)提供，用校準(zhǔn)測量儀器提供的示值時，通常已經(jīng)完成賦值于標(biāo)準(zhǔn)量值及其測量不確定度的測量，此時校準(zhǔn)的測量模型是測量儀器對實物量具或標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的約定量值進(jìn)行直接測量，其測量結(jié)果作為被校準(zhǔn)示值與約定量值建立關(guān)系。在示值的測量不確定度評定中，約定量值的測量不確定度可視為被測量的定義不確定度，作為示值測量不確定度的分量參與合成，這就是計量溯源性中校準(zhǔn)鏈每項校準(zhǔn)引入測量不確定度的根據(jù)。
當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)量值和測量儀器示值及各自測量不確定度必須在測量標(biāo)準(zhǔn)和測量儀器使用的當(dāng)時確定，這類校準(zhǔn)有兩個測量模型，分別由標(biāo)準(zhǔn)測量系統(tǒng)和測量儀器對典型參量實施測量，典型參量由測量標(biāo)準(zhǔn)或測量儀器或獨立的傳遞測量裝置提供。兩個測量結(jié)果分別確定帶測量不確定度的標(biāo)準(zhǔn)量值和相應(yīng)儀器示值，進(jìn)而建立相互之間的關(guān)系。
在測量結(jié)果的計量兼容性中得到儀器示值和相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)量值之差，差值的絕對值除以該差值的擴(kuò)展合成不確定度，類似于計量比對中En值，其結(jié)果可能是儀器示值調(diào)整的依據(jù)。
四、標(biāo)準(zhǔn)砝碼結(jié)語
校準(zhǔn)的本義是獲得測量儀器示值及其測量不確定度，同時獲得對應(yīng)的測量標(biāo)準(zhǔn)量值及其測量不確定度，再確定相互之間的關(guān)系，進(jìn)而建立應(yīng)用測量儀器獲得測量結(jié)果包括評定測量不確定度的測量程序。校準(zhǔn)也可以被應(yīng)用來進(jìn)行測量儀器特性評定，評定的結(jié)果作為測量儀器調(diào)整的依據(jù)，當(dāng)然測量儀器調(diào)整后必須再校準(zhǔn)。
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