计量设备管理培

1、 计量设备管理培训教材计量设备管理培训教材 2015.9.112课程主要内容一、计量的基础和术语二、计量设备的管理三、测量不确定度的评定四、审核时经常发现的问题五、计量人员的资格要求六、参考资料3一、计量的基础和术语基础和术语基础和术语计量计量设备为何要校准或检定设备为何要校准或检定应选择怎样的计量服务单位应选择怎样的计量服务单位有有关计量关计量的几个术语的几个术语哪哪些计量些计量设备需要校准或检定设备需要校准或检定4有关计量的几个术语计量（measurable）以确定量值为目的的一组操作。计量设备（ISO9000 3.10.4）为实现计量过程所必需的计量仪器、软件、计量标准、标准物质或辅助设

2、备或它们的组合。本术语既包括测试和检验过程中使用的，也包括校准中使用的计量设备。5有关计量的几个术语计量确认（ISO9000 3.10.3）为确保计量设备符合预期使用要求所需要的一组操作。注1：计量确认通常包括：校准或检定、各种必要的调整或维修及随后的再校准、与设备预期使用的计量要求相比较以及所要求的封印和标签。注2：只有计量设备已被证实适合于预期使用并形成文件，计量确认才算完成。注3：预期使用要求包括：量程、分辨率、最大允许误差等。计量确认要求通常与产品要求不同，并不在产品要求中规定。6有关计量的几个术语检定(verification) 由国家法制计量部门（或其它法定授权组织），为确定和证实

3、计量器具是否完全满足检定规程的要求而进行的全部工作。 校准(calibration) 在规定条件下，为确定测量仪器、测量系统的示值、实物量具或标准物质所代表的值与相对应的由参考标准确定的量值之间关系的一组操作。注：校准可以确定示值误差，或给任何标尺上的标记赋注：校准可以确定示值误差，或给任何标尺上的标记赋 值。值。7检定与校准的关系目的不同校准的目的是确定计量设备的示值误差。经过校准确定了示值误差的计量设备可按预期使用要求所规定的测量允许误差来确定其使用。检定的目的是判定计量设备的示值误差是否符合规定的要求，是否小于检定规程规定的最大允许误差。检定是对其计量特性及技术要求符合性的全面评定。8检

4、定与校准的关系对象和性质不同检定是针对列入国家强检计量器具目录的，并且是用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测的计量器具。检定具有法制性，属计量管理范畴的执行行为。校准是除此之外的计量器具。校准不具法制性，是企业自主溯源行为。9检定与校准的关系其他方面不同校准的依据是校准规范、校准方法，通常应作统一规定，有时也可自行制定；检定的依据则是检定规程。校准通常不判断计量仪器合格与否，必要时也可确定某一性能是否符合预期要求；检定则必须作出合格与否的结论。校准结果通常是出具校准证书或校准报告；检定结果则是合格的发检定证书，不合格发不合格通知书。10有关计量的几个术语量值溯源（traceability

5、）通过连续的比较链，使测量结果能够与有关的测量标准，通常是国际或国家测量标准联系起来的特性。量值溯源是对测量设备最基本的要求。不管测量设备如何精密，测量的重复性如何好，如果所进行的测量不能溯源到国家或国际标准，这种测量就不可能准确，量值就无法统一，测量数据缺乏可比性，这种测量就没有实际意义。国家校准链溯源等级示意图如后页。11普通工作计量器具国际基准或物理定义国家基准副基准国家法制计量工作部门工作标准器计量校准实验室工作标准器工业部门测试实验室企业工作标准比较装置、方法比较装置、方法比较装置、方法比较装置、方法比较装置、方法传递装置5级4级3级2级1级12按国家校准链溯源如：某工业部门测试实验

6、室拥有校准一般工作计量器具的5级标准器，这就形成一个最低层次的校准链。它又必须保证定期与计量校准室保存的4级标准器接受其校准，这就又构成了一个校准链。而这些校准链还必须与国家和地方政府授权的法定计量校准机构内的3级、2级、甚至1级标准器联系起来，从而使每个计量器具都能与国家基准相连。13计量设备为何要校准或检定计量设备本身的需要；量值统一的需要；ISO9001的要求（7.6）；QS-9000的要求(4.11);中华人民共和国计量法规的要求。14哪些计量设备需要校准或检定为确保产品符合要求，用于监视和测量产品或过程特性的测量设备均应列入校准/检定范围。检验进料、半成品和/或过程参数、成品检验所用

7、的测量设备。对测量或监视工作环境所用的量规仪器。测量设备不仅仅指测量仪器本身，还包括各个等级的测量标准、与测量设备联接的各种辅助设备，以及各类的测试用软件。15应选择怎样的计量服务单位针对某些计量设备，如果公司无能自行校验，则应委托外部合格的校验机构进行校验。委外校验以送获得计量授权证书的计量检定机构为宜。如：国家标准检验局地方计量行政管理部门所设置的计量检定机构其他的社会公用检定机构目前CNACL和国家技术监督已经在省级以上法定计量检定机构中进行校准实验室的认可工作。最好是还获得CNACL颁发证书的实验室。16中国实验室国家认可委员会中国实验室国家认可委员会中国实验室国家认可委员会（CNAC

8、L）于1994年9月20日，由国家质量技术监督局依据中华人民 共和国产品质量法、中华人民共和国计量法、中华人民共和国标准化法、中华人民共和国产品质量认证管理条例 和中国实验室认可工作发展需要授权成立的，是统一负责管理中国实验室认可工作的国家认可机构。凡是获得CNACL认可的实验室，都将得到CNACL颁发的证书，证书上包括：认可标志、实验室名称、地址、认可范围、生效日期和编号等。同时获取其校准检定范围的清单或附件。详见后页。1718二、计量设备的管理选配验收报废纳管使用周期校准维修19选配识别所需的测量/监视的质量特性根据质量特性要求选购适宜的计量设备技术特性经济特性测量特性精密度量程分辨率准确

9、度稳定度20计量特性准确度选择：定义：计量准确度是指计量结果与被计量的真值之间的一致程度。真值测量结果平均偏倚偏倚21测量特性准确度选择一般为被测计特性值公差的十分之一或以上。TT/10LSLUSL22测量特性精密度(重复性)选择精密度是指在同一测量条件下，对同一被测量进行连续多次测量所得结果的一致性。相同的计量程序；相同的观测者；相同的计量仪器 ；在短时间内重复测量。用计量结果的分散性表示。23测量特性精密度选择一般为被测量公差的十分之一。TLSLUSLT/1024计量特性稳定度选择：稳定度是指在规定条件下，测量设备保持测量特性恒定不变的能力。稳定度通常是相对时间而言的。如：检定规程规定二等

10、标准布氏硬度块稳定度为一年内不超过4%。XB33型微波信号发生器频率短期稳定度不超过1x104/15min。长期稳定度不超过5x104/3h。25计量特性选择稳定度通常考虑的因素：计量设备工作原理、结构设计；构成材料、制造方法，以及关键元器件抗老化程度，耐磨损情况等 。计量设备稳定度指标要优于使用要求的指标。26计量特性稳定度计算：以硬度块为例 t1 t2time硬度值 50100 x1x2稳定度=（ x1-x2）/ x127计量特性量程选择： 所选择仪器的量程应能满足测量要求。一般，所测量的最大值为满量程的80%左右。080010028计量特性分辨率（最小刻度）选择： 一般为被测量参数公差的

11、十分之一或以上。T103029技术特性使用方便，操作简单可靠；运输、装卸、组装、安装方便，并易于和检定（校准）装置联接装配；在使用保存期间，易于防护、防损坏、防污染、抗干扰性能良好；所需专用辅助设备（安装、读数、记录、电源等）少；对环境、操作人员条件要求合适，不苛刻。30经济特性计量设备购置费用少；操作、维护、保护费用少；能修理，使用寿命长；利用率高；使用时所需场地小；需要操作人员数量少。31选配平衡cost综合性能准确度精密度分辨率稳定度计量计量设备的综合测量能力不是越高设备的综合测量能力不是越高越好，应与测量要求相适宜！越好，应与测量要求相适宜！计量设备综合性能使用要求32计量认证标志CM

12、A（China Metrology Accredidation）选择计量设备，尽可能选择有CMA标志的设备。33选配流程确定预期使用要求确定预期使用要求确定准确度、精密度的确定准确度、精密度的最大允许值；确定分辨最大允许值；确定分辨率、量程、稳定度。率、量程、稳定度。选取适当的标准器，到选取适当的标准器，到选购商店选择适合量程、选购商店选择适合量程、分辨率、稳定性要求的分辨率、稳定性要求的测量设备，并进行测量测量设备，并进行测量试验（试验（5 5 1010次）次）计算并比较准确度计算并比较准确度准确度值准确度值= = x - x - 标称值；标称值；准确度值准确度值= = 最大允许值最大允许值

13、计算并比较精密度计算并比较精密度精密度值精密度值= = x xmaxmax- x- xminmin（也可用标准差计算）；也可用标准差计算）；精密度值精密度值= = 最大允许值最大允许值从经济、技术等因素综从经济、技术等因素综合裁定合裁定34选配案例某公司欲选配一台电子秤，用于糖果包装的秤量，秤量要求为75150 g5g。确定预期使用要求秤量范围是0150g公差要求是5g确定准确度、精密度要求；分辨率、量程准确度的最大允许值为1g精密度的最大允许值为1g分辨率应小于1g量程为0200g初选 DZC200型35选配案例选择一组校准合格的砝码，用于选购量程为0-200g、分辨率为1g、稳定度满足要求

14、的电子秤，并进行测量试验，测量结果如下： 标称值 测量值 （5次） 50 50.3 50.2 50.3 50.2 50.2100 100.5 100.4 100.4 100.5 100.4 150 150.7 150.6 150.7 150.5 150.5200 200.8 200.9 200.7 200.8 200.8 36选配案例计算准确度和精密度标称值 x x-x x-标称值标称值 x xmaxmax- x- xminmin 50 50.24 0.24 0.1 100 100.44 0.44 0.1 150 150.6 0.6 0.2 200 200.8 0.8 0.237选配案例判定准

15、确度、精密度各段示值平均值的最大偏倚为0.81g，准确度满足要求；各段示值的最大极差值0.2 1g，精密度满足要求。从技术、经济因素考虑，综合裁定上海某衡器厂生产的DZC200型数显电子秤价格适中、操作方便，测量能力满足使用要求，决定选购此型号。38CASE STUDY今有一家公司，新购置了一台分辨率为0.01g，量程为0200g的分析天平，秤量要求为301600.05g塑料粒子，其用50、100、150、200标准砝码校验后各段示值如下： 标称值 测量值（5次） 50 50.001 50.002 50.001 50.001 50.002 100 100.004 100.003 100.003

16、 100.004 100.003 150 150.005 150.004 150.004 150.005 150.005 200 200.006 200.007 200.006 200.005 200.006请问该分析天平的准确度、精密度能满足使用要求吗？ 39验收请购部门依照请购单要求验收计量设备，主要包括：设备名称规格型号量程分辨率外观等进行使用前的校准，必要时由使用部门先行安装、调试。40使用前校准 合格？ 合格？ 合格 合格出厂运输、仓储入库验收41纳管编号；登记；标识校准状态；建立维修履历；计量设备操作说明书。42登记范例计量设备管理一览表设备编号设备名称型号规格验收日期首校日期测量

17、范围分辨率校准周期使用地点43 校准合格证计量设备编号校准日期校准周期校准者校准状态标识范例44计量设备维修履历设备名称设备编号型号规格验收日期制造商使用部门主要技术参数随机附件及资料历次校准记录维修记录备注45使用落实责任制；严格执行操作说明书；定期维护；防止不当的调整；搬运、储存时防止损坏或失效；适合的环境条件；应按期送校。46落实责任制标识责任者人计量设备47严格执行操作标准书计量设备培训考核合格正确操作48定期维护定期维护内容清扫污秽上防锈油日常点检活动部位加润滑油49防止不当的调整作适当的封印封印被破坏立即识别出及时得以调整50封印的形式标签；焊料；线材；涂料封印应能达到一经改变即明

18、显可见的效果！封印应能达到一经改变即明显可见的效果！51搬运储存时防止损坏或失效搬运规定搬运规定搬运时应尽可能选择平坦途径，并避免剧烈的震动。 严禁堆栈运输。计量设备面板突出部份，如刻度盘、旋钮等必需加以保护。 若重量过重时，应由两入或可使用避震防护器具搬运。52搬运储存时防止损坏或失效贮存规定贮存规定 贮存时须予以适当的覆盖，以避免灰尘污染；贮存时须注意干燥，以避免电子零件的故障；其它的特殊之贮存规定依各仪器使用说明书规定执行。如温度、湿度、防震动、避免光照等要求。53适合的环境条件环境条件是影响测量结果的重要因素，可根据计量设备制造商提供的说明书，配备适合的环境条件，通常包括：温度、湿度；

19、温度变化；照明；振动；灰尘；清洁度；电磁干扰等等。54应按期送校使用部门责任者应根据仪器上的校准标签，在校准到期前一个月通知管理部门；使用部门和计量设备管理部门应共同处理好计量设备校准时期计量问题。 如：备用计量设备借用计量设备但均应保证计量设备是合格的。55定期校准确定合理校准周期；使用校准规程，没有时应编制校准规程；提供合适的校准环境；记录校准的结果；不合格校准结果的处理。注：校准范围应涵盖测量范围。注：校准范围应涵盖测量范围。56校准周期的设定原则要在测量器具的准确度变化对其使用可能产生明显影响之前再次校准。属于国家强制检定的计量设备，校准的周期必须遵守国家检定规程的规定。这类计量设备的

20、校准周期只可短于国家规定，而不能延长。不属于国家强制检定的计量设备，可根据影响计量设备的多种因素决定校准周期。57确定合理的校准周期合理校准周期稳定性环境条件使用情况以往校准结果58稳定性稳定性计量设备的结构计量设备元器件性能59环境条件环境条件使用的温度、湿度尘土、油污酸性气体环境条件变化剧烈60使用情况使用情况使用频率(三班/单班)操作者的素质61以往校准结果1年2年3年延长校准周期缩短校准周期校准周期62使用校准规程对于强制检定的计量设备必须依据国家检定规程执行。对于非强制检定的计量设备可参照国家检定规程执行，易可依照自行编制的校准规程执行。对于组织特殊的计量设备（如果国外进口的），当没

21、有可依据校准规程时，应自行编制校准规程。63内校规程范例一、目的： 为确保厂内高度规，均能维持其准确度及精密度 ，以符合量测品质要求，故制定本标准书。二、范围： 本公司使用之高度规，测量范围为0300mm。三、权责：3.1高度规之校准：量具管理组。3.2高度规之使用及保管：使用单位。3.3高度规校准记录及保管：量具管理组。64内校规程范例 四、作业内容4.1 校正频率：6个月4.2 使用标准件：可追溯至国家标准送外校合格之标准环规及 外校合格之花冈石平台。内校合格之千分表。 4.3 校正环境：室内一般之温度、湿度。 4.4 允差：0.01mm 4.5 校正步骤： 4.5.1 校正前： 4.5.

22、1.1 将高度规擦拭干净。 4.5.1.2 转动高度进给轮，全程升降是否顺畅。 4.5.1.3 以目视观察计数器及附表指针在高度调整时， 活动是否顺畅。 4.5.1.4 检视高度规底座与导杆是否有松动。65内校规程范例 4.5.2 检准时： 4.5.2.1 选择适当之块规尺寸，放置于花冈石平台上， 检验高度规。 4.5.2.2 将千分表安装于高度规划线针夹上。高度规放 置于花冈石平台上。 4.5.2.3 将高度规划线针夹上之千分表下降至探针接触 花冈石平台表面，并将千分表接触值记下及高 度规计数器，标度盘归零。 4.5.2.4 做三种不同尺寸校正，分别为20%、60%、80% ，每次千分表接触

23、环规量测表之值必须相同， 每点校正两次，取其平均值。66内校规程范例 4.5.3 校正后： 4.5.3.1高度规升降轮转动不良时，转检验器位判定是否暂停 使用，并安排送校。 4.5.3.2升降轮齿轮磨耗，如以补正值尚不能得正确尺寸读数 值时，应予以暂停使用，并送修。如无法修复应予以报废处理。 4.5.3.3高度规基座底部磨耗过大，影响量测精确度时，应以暂停使用，并送修。如无法修复应予以报废处理。 4.5.3.4校准完毕，应于高度规基座明显处贴校准标识，并将 结果登录至内校记录表。 4.5.3.5块规使用完毕，须擦拭干净，并喷上防护油，放回固定位置。67提供合适的校准环境环境条件是影响校准结果的

24、重要因素通常包括：温度；温度变化和温度梯度；湿度；照明；振动；电磁干扰；灰尘；校准实验室本身等等。68校准实验室要求地面应足够坚硬，能承载、耐磨、不易保留灰尘、不易磨蚀、不产生静电、不潮湿、易于清扫，而且应给人一种舒适感；最好背向阳光（在我国应处于建筑物的背面）。窗户不要太大，温控室可以没有窗户。照明用荧光灯以减少辐射热的影响。墙面要平整、光滑。在潮湿地区应涂防霉菌油漆。目前我国规定计量室的标准温度为20 c，各种实验室的常用温度和湿度参见下表：69我国实验室温湿度常用值校验室名称 常用温度c温度波动c相对湿度%长度测量室200.570电学标准室230.570热工仪表校准室17-23170无线

25、电仪表校准室15-25170塑料、橡胶测试23150570记录校准结果校准记录校准依据环境条件校准项目校准数据各项目的允许误差校准有效期判定结果校准日期、人员71校准记录形式校准记录形式内校外校内校记录表校准报告/证书检定证书72内校记录表内校记录表设备编号型号规格测量范围设备名称使用部门最大允差校准规程编号：校准使用的设备及编号：校准时环境条件：校准数值记录：量程标称值实测值示值误差单项结论 校准结论（标明有效期限）备注：校准者/日期：737475能能接接受受吗吗？76例例 2/177例例 2/2787980例例 3/181例例 3/282判定校准结果依据测量要求自行判定结果委外校准报告内部

26、校准合格？ 示值误差示值误差=最大允许误差（最大允许误差（T/10）判定标准判定标准重复性重复性= T/10委外检测报告83CASE STUDY某公司一数显高压表(量程为5KV)，经上海市计量测试技术研究院检测的数据如下：输出电压实际值：标称值（KV） 实际值（KV） 10次测量值极差(KV) 1 1.010 0.001 2 2.011 0.001 3 3.005 0.002 4 4.021 0.002 5 5.007 0.002该仪器所需测量的数据为：3.20.2 KV，请问该数显高压表是否合格？若测量的数据为3.22 0.02 KV，又如何？84不合格校准结果的处理校准不合格处理不合格仪器

27、评估测量的有效性85不合格仪器的处理限制使用降级标识、隔离处置调整修理报废86不合格仪器的处理修理调整再次校准合格使用87评价测量结果有效性对该不合格计量设备以往测量结果的有效性进行评价和记录根据不合格情况判定是否需要对以往测量结果再次测量，若需要则：用合格的计量设备进行再次测量；在适当的范围内追溯；直至测量结果正确；并考虑调整校准周期。88Case study某公司一电子秤(量程为200g)，经上海市计量测试技术研究院检测的数据如下：各段示值如下：标称值（g ） 实际值（g ） 0 0.5 50 50.4 100 100.7 150 151.2 200 203.0该仪器所需测量的数据为：15

28、05 g，请问该电子秤是否合格？是否需追溯已销售的产品？89Case study如果各段示值为：指示值（g ） 实际值（g ） 0 0.0 50 49.4 100 98.7 150 148.2 200 197.0该仪器所需测量的数据仍为：1505 g，请问该电子秤是否合格？是否需追溯已销售的产品？为什么？90维修使用时发现损坏校准时不合格专业人员修理、调整再校准yes使用报废no91报废当检测设备经使用多年，主要测量功能丧失，且无修理价值时，管理部门申请报废。申请表经批准后，及时予以报废处理。不得与在用的设备混放。“报废申请单”见后页。92报废申请单设备名称验收日期设备编号价格型号规格使用部门

29、报废原因审批意见93三、测量不确定度的评定测测量量不不确确定定度度评评定定测量不确定度的表示方法测量不确定度的表示方法测量不确定度的几个概念测量不确定度的几个概念测量不确定度的评定流程测量不确定度的评定流程测量不确定度的应用举例测量不确定度的应用举例94测量不确定度表示方法测量不确定度标准不确定度扩展不确定度A类标准不确定度B类标准不确定度95测量不确定度的几个概念测测量量不不确确定定度度概概念念不确定度的不确定度的A类评定类评定不确定度的不确定度的B类评定类评定合成标准不确定度合成标准不确定度扩展不确定度扩展不确定度96不确定度的A类评定定义：用对测量样本进行统计分析的方法来评定标准不确定度

30、，称为不确定度的A类评定，有时也称A类不确定度。用符号UA表示。这里的统计方法，是指根据随机取出的测量样本中所获得的信息，来推断关于总体性质的方法。例如：在重复性条件下的任何一个测量结果，可以看作是无限多次测量结果（总体）的一个样本，通过有限次数的测量结果（有限的随机样本）所获得的信息（如平均值x、实验标准差s），来推断总体的平均值（）以及总体标准差，这就是所谓的统计分析方法，A类标准不确定度用实验标准差表征。97不确定度的A类评定当对同一被测量作n次测量，表征测量结果分散性的量s实验标准偏差，按下式计算： s(x)表示测量仪器的重复性S(x)表示用此测量仪器所得测量结果的分散性。nxsxsu

31、nxxxsAnii)()(1)()(2198不确定度的B类评定定义：用不同于对测量样本进行统计分析的方法来评定标准不确定度，称为不确定度的B类评定，有时也称为B类不确定度评定。其符号用uB 表示，它用根据经验或资料及假设的概率分布估计的标准差表示，亦即其原始数据并非来自观测列的数据处理，而是基于实验或其他信息来估计，含有主观鉴别的成分。99不确定度的B类评定用于不确定度B类评定的信息来源一般有：以前的测量样本数据；对有关技术资料和测量仪器特性的了解和经验；仪器的说明书；校准证书、检定证书或其他文件提供的数据；某些资料给出的参考数据及其不确定度。B类评定方法要求具备实践经验和判断能力。这种技巧是可以掌握的。应认识到，B类不确定度与A类同样可靠。100合成标准不确定度定义：当测量结果是由若干个影响分量的值求得时，且此若干个影响分量不相关时，测量结果的合成不确定度等于这些影响分量的标准差平方和的正平方根。用符号u uc c 表示。Ui表示影响分量的标准差，为A类或B类标准不确定度的分量。 niicuu12101扩展不确定度定义：扩展不确定度是确定测量结果区间的量。是由合成不确定度的倍数（即k uc ）表示的。用符号U表示。 U = k uc 注：注：K K值一般取为值一般取为2 2，有时取，有时取3 3，取决于被测量的重要性、效，取决于被测量的重要性、效益和风