测量设备的计量确认培训教材

1、目 录 第一章第一章 概念概念 第二章第二章 计量确认的必要性计量确认的必要性 第三章第三章 计量确认流程计量确认流程 第四章第四章 明确计量要求明确计量要求 第五章第五章 测量设备的检定测量设备的检定/ /校准校准 第六章第六章 计量验证计量验证 第七章第七章 计量计量确认实例确认实例第一章第一章 概念概念 1、测量设备、测量设备实现测量过程所必需的测量仪器实现测量过程所必需的测量仪器仪表、软件、测量标准、标准物质（标准样品）仪表、软件、测量标准、标准物质（标准样品）或辅助设备或它们的组合。测量仪器仪表通常又或辅助设备或它们的组合。测量仪器仪表通常又称为计量器具。称为计量器具。2、计量特性、

2、计量要求、计量特性、计量要求 1）计量特性是指能影响测量结果的可区分的特）计量特性是指能影响测量结果的可区分的特征。测量设备的计量特性是测量设备通过检定或征。测量设备的计量特性是测量设备通过检定或校准后，实际具有的技术指标。校准后，实际具有的技术指标。第一章第一章 概念概念 2）计量要求是指对测量的要求，包括产品对测量）计量要求是指对测量的要求，包括产品对测量过程的计量要求和测量过程对测量设备的计量要过程的计量要求和测量过程对测量设备的计量要求。计量要求可以从产品要求中导出。求。计量要求可以从产品要求中导出。 3）计量特性、计量要求通常用同样的术语表示）计量特性、计量要求通常用同样的术语表示

3、（1）测量范围：指测量误差处在规定极限内的一）测量范围：指测量误差处在规定极限内的一组被测量值。组被测量值。 测量范围用可测量值的最小值到最测量范围用可测量值的最小值到最大值的区间表示。大值的区间表示。第一章第一章 概念概念 （2）最大允许误差：所允许误差的极限值。）最大允许误差：所允许误差的极限值。 误差可以用绝对值、相对值或引用值表示。误差可以用绝对值、相对值或引用值表示。 （3）准确度等级）准确度等级 准确度等级是指符合一定的技术指标，使误准确度等级是指符合一定的技术指标，使误差保持在规定极限以内的计量器具的等别或级别差保持在规定极限以内的计量器具的等别或级别。如。如1.6级压力表、级压

4、力表、2等标准水银温度计。等标准水银温度计。第一章第一章 概念概念 （4）重复性，指在相同测量条件下，对同一被测）重复性，指在相同测量条件下，对同一被测量进行多次连续测量所得结果之间的一致性。量进行多次连续测量所得结果之间的一致性。 （5）稳定性，指测量设备保持其技术指标随时间）稳定性，指测量设备保持其技术指标随时间恒定的能力。恒定的能力。 （6）漂移，指测量设备技术指标的慢变化。）漂移，指测量设备技术指标的慢变化。 （7）分辨力，指测量设备的显示装置能有效辨别）分辨力，指测量设备的显示装置能有效辨别的最小的示值差。的最小的示值差。 （8）影响量，指不是被测量但对测量结果有影响）影响量，指不是

5、被测量但对测量结果有影响的量。的量。第一章第一章 概念概念 （3）测量不确定度）测量不确定度 定义：表征合理地赋予被测量之值的分散性、与定义：表征合理地赋予被测量之值的分散性、与测量结果相联系的参数。测量结果相联系的参数。以标准偏差表示的测量不确定度称为标准不确定以标准偏差表示的测量不确定度称为标准不确定度。度。以标准偏差的倍数表示的测量不确定度称为扩展以标准偏差的倍数表示的测量不确定度称为扩展不确定度。不确定度。第一章第一章 概念概念 如：邵氏如：邵氏A型硬度计校准证书上，校准结果给出：型硬度计校准证书上，校准结果给出： 在标称值在标称值2050mN点的校准值为点的校准值为2080mN， 不

6、确定度为不确定度为Urel=0.28%，k=2。 如果换算成绝对值如果换算成绝对值U=20800.28%=6 mN 此表示测量结果以此表示测量结果以95%的概率落在以测量结果的概率落在以测量结果（2080mN）为中心的）为中心的6mN区间内。区间内。第一章第一章 概念概念 3、计量确认、计量确认 GB/T19022的的3.1条款给出计量确认的定义是：条款给出计量确认的定义是：为确保测量设备符合预期使用要求的一组操作。为确保测量设备符合预期使用要求的一组操作。并在图并在图2中给出了测量设备计量确认过程框图。中给出了测量设备计量确认过程框图。 从该图可见，计量确认过程包括从该图可见，计量确认过程包

7、括3个子过程。即检个子过程。即检定定/校准过程、计量验证过程、决定和措施过程。校准过程、计量验证过程、决定和措施过程。第二章第二章 计量确认的必要性计量确认的必要性1、满足标准的要求、满足标准的要求 ISO10012标准的标准的“4总要求总要求”中规定：测量中规定：测量管理体系内所有测量设备应经过确认。并在管理体系内所有测量设备应经过确认。并在“7.1.1总则总则”中规定：应设计并实施计量确认，中规定：应设计并实施计量确认，以确保测量设备的计量特性满足测量过程的计量以确保测量设备的计量特性满足测量过程的计量要求。要求。 第二章第二章 计量确认的必要性计量确认的必要性2、满足预期使用要求、满足预

8、期使用要求 测量结果是通过测量过程实现的，而测量过程测量结果是通过测量过程实现的，而测量过程主要是依靠符合预期使用要求的测量设备进行的，主要是依靠符合预期使用要求的测量设备进行的，因此测量设备是确保测量结果符合计量要求的关键因此测量设备是确保测量结果符合计量要求的关键因素。测量设备是否一直处于符合预期使用要求，因素。测量设备是否一直处于符合预期使用要求，必须定期通过计量确认才可判定。这是因为：必须定期通过计量确认才可判定。这是因为： 1）计量特性是会随使用时间而变化；）计量特性是会随使用时间而变化； 2）计量要求也可能会随测量要求变化而变化。）计量要求也可能会随测量要求变化而变化。 第三章第三

9、章 计量确认过程流程图计量确认过程流程图 明确测量过程对测量设备的计量要求通过检定/校准，获得测量设备的计量特性计量验证（计量要求与计量特性比较）决定和措施（张贴确认标识、修理或处置）形成和保留计量确认记录第四第四章章 明确计量要求明确计量要求 首先应识别顾客、组织和法律法规对产品的首先应识别顾客、组织和法律法规对产品的测量要求，然后转化为对测量过程和测量设备的测量要求，然后转化为对测量过程和测量设备的计量要求。计量要求。 标准标准5.2条款明确提出：计量职能的管理者应确保：条款明确提出：计量职能的管理者应确保： a）确定顾客的测量要求并转化为计量要求；）确定顾客的测量要求并转化为计量要求；

10、b）测量管理体系满足顾客的计量要求；）测量管理体系满足顾客的计量要求； c）能证明符合顾客规定的要求。）能证明符合顾客规定的要求。第四第四章章 明确计量要求明确计量要求 1、识别顾客、组织和法律法规对产品的测量要求、识别顾客、组织和法律法规对产品的测量要求 1）顾客对产品的要求主要是对产品的适用性要）顾客对产品的要求主要是对产品的适用性要求。为了保证产品的适宜性，需要规定产品的技求。为了保证产品的适宜性，需要规定产品的技术要求（含质量要求）。产品要求一般反映在产术要求（含质量要求）。产品要求一般反映在产品的标准、合同、招标书、订单等文件中。品的标准、合同、招标书、订单等文件中。 2）识别组织对

11、产品的测量要求）识别组织对产品的测量要求 组织的要求可能涉及在产品实现过程中所需要的组织的要求可能涉及在产品实现过程中所需要的监视和检验检测要求，例如对原材料、工艺过程参监视和检验检测要求，例如对原材料、工艺过程参数、半成品和最终产品的监视、检验检测要求。数、半成品和最终产品的监视、检验检测要求。第四第四章章 明确计量要求明确计量要求 组织的要求也可能涉及到对质量、经营、能源、组织的要求也可能涉及到对质量、经营、能源、环境保护、安全等管理所需的监视和测量要求。环境保护、安全等管理所需的监视和测量要求。3）识别法律法规对产品的测量要求）识别法律法规对产品的测量要求 法律法规的要求通常包括：与产品

12、相关的法律法律法规的要求通常包括：与产品相关的法律法规和技术法规，如涉及能源、健康、安全、环境法规和技术法规，如涉及能源、健康、安全、环境保护、资源合理利用等方面的法律法规；以及有关保护、资源合理利用等方面的法律法规；以及有关质量和计量的法律法规，如产品质量法、计量法等质量和计量的法律法规，如产品质量法、计量法等第四第四章章 明确计量要求明确计量要求 2、将顾客、组织和法律法规对产品的测量要求转、将顾客、组织和法律法规对产品的测量要求转化为对测量过程和测量设备的计量要求化为对测量过程和测量设备的计量要求 产品的测量要求，在产品标准中往往用极限产品的测量要求，在产品标准中往往用极限值表述，如规定

13、最大值、最小值。计量职能部门值表述，如规定最大值、最小值。计量职能部门应根据产品标准中规定的指标或参数的极限值和应根据产品标准中规定的指标或参数的极限值和有效位数的分析，将产品的测量要求转化为对相有效位数的分析，将产品的测量要求转化为对相应的计量要求。应的计量要求。 第四第四章章 明确计量要求明确计量要求 3、举例、举例 某产品的工艺质量控制文件要求该产品应在某产品的工艺质量控制文件要求该产品应在压力压力200kPa至至250kPa之间的容器中进行反应。之间的容器中进行反应。压力低于压力低于190kPa，或高于，或高于260kPa时，工艺控制时，工艺控制过程就会失效，造成产品不合格。请确定测量

14、过过程就会失效，造成产品不合格。请确定测量过程和测量设备的计量要求。程和测量设备的计量要求。 （标准附录（标准附录A的例子）的例子）第四第四章章 明确计量要求明确计量要求 为了使容器中的压力控制在为了使容器中的压力控制在200kPa至至250kPa之间，首先应把容器中的压力测量出来，之间，首先应把容器中的压力测量出来，才能通过控制系统将压力控制在规定的范围内。才能通过控制系统将压力控制在规定的范围内。 因此，需先把对生产过程控制的要求转化为因此，需先把对生产过程控制的要求转化为对测量过程的计量要求，然后再根据测量过程的对测量过程的计量要求，然后再根据测量过程的计量要求，导出对测量设备的计量要求

15、。计量要求，导出对测量设备的计量要求。第四第四章章 明确计量要求明确计量要求 1）明确生产过程控制的测量要求）明确生产过程控制的测量要求 测量参数：压力测量参数：压力 测量范围：测量范围：200kPa至至250kPa 允允 差：差：10kPa第四第四章章 明确计量要求明确计量要求 2）导出对测量过程的计量要求）导出对测量过程的计量要求 （1）测量范围的确定）测量范围的确定 一般情况下，要求压力控制在一般情况下，要求压力控制在200kPa至至250kPa，其测量范围应该两边延伸一定的范围，其测量范围应该两边延伸一定的范围，因为测量设备的最低端和最高端往往是测不准的。因为测量设备的最低端和最高端往

16、往是测不准的。因此，要想测量从因此，要想测量从200kPa至至250kPa压力。测量过压力。测量过程的测量范围可选择程的测量范围可选择150kPa至至300kPa。 第四第四章章 明确计量要求明确计量要求 （2）最大允许误差的确定）最大允许误差的确定 通常在产品制造过程中都有一个允许变动的范通常在产品制造过程中都有一个允许变动的范围，如公差；在工艺控制过程中，也有一个允许变围，如公差；在工艺控制过程中，也有一个允许变动的范围，如容差。超过允许的公差或容差，产品动的范围，如容差。超过允许的公差或容差，产品或工艺就会不合格。或工艺就会不合格。 测量误差应比容差要小得多，否则就测不准。测量误差应比容

17、差要小得多，否则就测不准。本例中的容差为本例中的容差为10kPa。则测量过程的最大允许。则测量过程的最大允许误差误差=10kPa/5=2kPa第四第四章章 明确计量要求明确计量要求 （3）因此，对测量过程的计量要求为：）因此，对测量过程的计量要求为： 测量范围：测量范围：150kPa至至300kPa。 最大允许误差：最大允许误差：2kPa 3）由测量过程计量要求导出对测量设备的计量要求）由测量过程计量要求导出对测量设备的计量要求 （1）测量设备的测量范围）测量设备的测量范围 测量设备的测量范围应比测量过程的范围再大测量设备的测量范围应比测量过程的范围再大一些，以避免设备因过载而损坏。测量设备的

18、测一些，以避免设备因过载而损坏。测量设备的测量范围可选择量范围可选择0至至400kPa。第四第四章章 明确计量要求明确计量要求 （2）测量设备的准确度等级要求）测量设备的准确度等级要求 如果测量过程产生误差的主要来源就是测量设如果测量过程产生误差的主要来源就是测量设备，则测量设备的最大允许误差就等于测量过程备，则测量设备的最大允许误差就等于测量过程的最大允许误差。的最大允许误差。 （3）因此，对测量设备的计量要求为：）因此，对测量设备的计量要求为： 测量范围：测量范围：0至至400kPa。 最大允许误差：最大允许误差：2kPa；或准确度等级：；或准确度等级：0.5级级 第四第四章章 明确计量要

19、求明确计量要求 4、以下情况可以使用测量设备的技术指标作为计量、以下情况可以使用测量设备的技术指标作为计量要求：要求： 1）相应的检验方法标准或检验规范已对检测设备）相应的检验方法标准或检验规范已对检测设备的型号、规格、技术指标做出明确规定；的型号、规格、技术指标做出明确规定； 2）现有的生产线或检验检测系统上配置的检测仪）现有的生产线或检验检测系统上配置的检测仪器仪表，经多年运行，能够保证产品质量；器仪表，经多年运行，能够保证产品质量； 3）测量设备没有发生降级使用的情况；）测量设备没有发生降级使用的情况； 4）无法由产品要求导出计量要求等情况。）无法由产品要求导出计量要求等情况。第四第四章

20、章 明确计量要求明确计量要求 5、为表明本企业已经实施了标准、为表明本企业已经实施了标准5.2条款的要求，条款的要求，并为计量确认过程过程提供有证据的输入，应编并为计量确认过程过程提供有证据的输入，应编制测量设备的计量要求一览表。如表制测量设备的计量要求一览表。如表1 编制：编制： 审核：审核： 批准：批准：序序号号设设备备名名称称型型号号使使用用部部门门用用途途计量要求计量要求备备注注参参数数测量范测量范围围 最大允差最大允差/等级等级1数字数字秤秤YH3YH3002002配料配料车间车间配料配料称重称重过程过程质量质量（050）g（50200）g（200300）g0.05g0.1g0.15

21、g共有共有3台台2第五第五章章 测量设备的检定测量设备的检定/校准校准 对测量设备定期进行检定或校准的目的就是为对测量设备定期进行检定或校准的目的就是为了确定测量设备的计量特性。了确定测量设备的计量特性。1、测量设备的检定、测量设备的检定 检定的定义：查明测量设备符合法定要求的活动它包括检定的定义：查明测量设备符合法定要求的活动它包括检查、加标记和（或）出具检定证书。检查、加标记和（或）出具检定证书。 1）开展自行检定应已获得）开展自行检定应已获得计量标准考核证书计量标准考核证书； 2）送外检定应选择具有资质和能力的法定计量技）送外检定应选择具有资质和能力的法定计量技术机构，以确保量值溯源性。

22、术机构，以确保量值溯源性。 3）执行检定的机构应出具检定证书，明确给出是）执行检定的机构应出具检定证书，明确给出是否符合检定规程相关要求的结论。否符合检定规程相关要求的结论。第五第五章章 测量设备的检定测量设备的检定/校准校准2、测量设备的校准、测量设备的校准 校准定义：在规定条件下，为确定测量仪器或测量系统所校准定义：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。的由标准所复现的量值之间关系的一组操作。 校准结果既可以给出被测量的示值，又可确校准结果既可以给出

23、被测量的示值，又可确定示值的修正值（或误差）。也可以确定其它计定示值的修正值（或误差）。也可以确定其它计量特性，如影响量的作用。校准结果还应包括相量特性，如影响量的作用。校准结果还应包括相应的测量不确定度。应的测量不确定度。第五第五章章 测量设备的检定测量设备的检定/校准校准 1）开展自行校准，其计量标准应能溯源至国家计）开展自行校准，其计量标准应能溯源至国家计量基准。量基准。 2）送外校准应选择具有资质和能力的法定计量技）送外校准应选择具有资质和能力的法定计量技术机构和校准实验室，以确保量值溯源性。术机构和校准实验室，以确保量值溯源性。 3）执行校准的机构应出具校准证书，给出校准数）执行校准

24、的机构应出具校准证书，给出校准数据和对应的测量不确定度。据和对应的测量不确定度。 4）国家列入）国家列入强制检定计量器具目录强制检定计量器具目录的计量器的计量器具必须执行检定，不得校准。具必须执行检定，不得校准。第五第五章章 测量设备的检定测量设备的检定/校准校准3、确定测量设备的计量特性、确定测量设备的计量特性 1）获得检定证书的测量设备，证书的）获得检定证书的测量设备，证书的“检定结论检定结论”栏中已填写栏中已填写“合格合格”、或、或“符合符合*等（级）等（级）”。其计量特性可以直接等同相应说明书上的技术指其计量特性可以直接等同相应说明书上的技术指标或者由相对应的检定规程中查找。标或者由相

25、对应的检定规程中查找。 2）获得校准证书的测量设备，应对校准结果进行）获得校准证书的测量设备，应对校准结果进行分析，查找某一校准范围内的最大误差，以此作分析，查找某一校准范围内的最大误差，以此作为在此校准范围内的误差计量特性。为在此校准范围内的误差计量特性。第五第五章章 测量设备的检定测量设备的检定/校准校准举例：某举例：某100kN/1级电子拉力试验机的校准结果级电子拉力试验机的校准结果见表见表2所示：所示：示值（kN）标准值（kN） 误差（kN） 相对误差（%）相对扩展不确定度 k=200000.3% 2020.1-0.1-0.54040.1-0.1-0.256059.90.10.1780

26、79.80.20.2510099.60.40.4第五第五章章 测量设备的检定测量设备的检定/校准校准 由上表可见，最大相对误差为由上表可见，最大相对误差为-0.5%，出现在，出现在20kN校准点。校准点。 即即100kN电子拉力试验机校准后的计量特性为：电子拉力试验机校准后的计量特性为： 测量范围：（测量范围：（0100）kN， 最大示值误差：最大示值误差：-0.5%第六章 计量验证1、计量验证的概念、计量验证的概念 测量设备在校准后，将通过校准获得测量设测量设备在校准后，将通过校准获得测量设备的计量特性与测量过程对测量设备的计量要求备的计量特性与测量过程对测量设备的计量要求相比较，以评定测量

27、设备是否能满足预期用途。相比较，以评定测量设备是否能满足预期用途。 这种测量设备的计量特性与测量过程对测量这种测量设备的计量特性与测量过程对测量设备的计量要求直接比较，称为计量验证。设备的计量要求直接比较，称为计量验证。 第六章 计量验证2、 计量验证过程计量验证过程 1）计量验证过程就是把测量设备的计量特性与计）计量验证过程就是把测量设备的计量特性与计量要求相比较。量要求相比较。 2）对一个测量设备或测量系统的计量要求一般是）对一个测量设备或测量系统的计量要求一般是多个的。只有当这些计量要求同时被满足时，计多个的。只有当这些计量要求同时被满足时，计量验证才算通过。量验证才算通过。 第六章 计

28、量验证3、验证中几个具体事项的说明、验证中几个具体事项的说明 1）计量特性与计量要求比较时，比较的特性值的）计量特性与计量要求比较时，比较的特性值的表现形式要对应，否则无法比较或产生错误。表现形式要对应，否则无法比较或产生错误。 如如100kPa/1.6级的普通压力表的校准结果如下表级的普通压力表的校准结果如下表3：指示值（kPa） 020406080100标准值（kPa） 020.6 40.2 60.2 80.0 100.2 第六章 计量验证该压力表的使用要求：最大允许误差为该压力表的使用要求：最大允许误差为1.6%校准结果的最大误差（校准结果的最大误差（-0.6kPa）发生在）发生在20

29、kPa校校准点。应采用同样形式的误差才能进行比较。准点。应采用同样形式的误差才能进行比较。按相对误差。校准点的相对误差按相对误差。校准点的相对误差=-2.9%，与使用，与使用要求要求1.6%比较，显然验证不通过。问题发生的比较，显然验证不通过。问题发生的原因还是特性值的表现形式不一致。原因还是特性值的表现形式不一致。正确计算应是：校准点的相对引用误差正确计算应是：校准点的相对引用误差=（指示值（指示值-标准值）标准值）/量程量程=-0.6/100=-0.6%，这样比较，验证，这样比较，验证就通过。就通过。第六章 计量验证 2）比较的特性值除了测量范围、误差以外，还可）比较的特性值除了测量范围、

30、误差以外，还可能有：重复性、均匀性、直线性、检出限、漂移能有：重复性、均匀性、直线性、检出限、漂移等特性值。应根据使用要求的不同，选择进行比等特性值。应根据使用要求的不同，选择进行比较的特性值。较的特性值。 如进行微量成分检测的分析仪器，其直线性如进行微量成分检测的分析仪器，其直线性和检出限对使用要求比较重要，比较时应选择这和检出限对使用要求比较重要，比较时应选择这两个特性值。又如用于提供恒定温度的水浴箱，两个特性值。又如用于提供恒定温度的水浴箱，除了比较温度的显示误差外还要比较温度的均匀除了比较温度的显示误差外还要比较温度的均匀性。性。第六章 计量验证 3）由于检定证书已经明确测量设备的计量

31、特性符）由于检定证书已经明确测量设备的计量特性符合检定规程的规定要求，如果使用要求与检定规程合检定规程的规定要求，如果使用要求与检定规程要求一致，通常只需对检定证书中的信息进行核对要求一致，通常只需对检定证书中的信息进行核对，包括设备的名称、编号与实际是否一致，检定的，包括设备的名称、编号与实际是否一致，检定的项目和参数是否有遗漏，数据判定是否有误等。可项目和参数是否有遗漏，数据判定是否有误等。可以不再形成计量确认记录。以不再形成计量确认记录。第六章 计量验证 4）除非是精密、关键的测量，对用于一般测量的）除非是精密、关键的测量，对用于一般测量的测量设备在进行计量验证时，可以忽略校准结果不测量

32、设备在进行计量验证时，可以忽略校准结果不确定度的影响。这主要是因为开展校准所使用的测确定度的影响。这主要是因为开展校准所使用的测量标准设备的准确度等级通常要比被校准设备的高量标准设备的准确度等级通常要比被校准设备的高3倍以上。倍以上。 如果必须要考虑测量不确定度的影响，应将校如果必须要考虑测量不确定度的影响，应将校准给出的特性值与相应不确定度叠加后得到的计量准给出的特性值与相应不确定度叠加后得到的计量特性与计量要求比较。特性与计量要求比较。第六章 计量验证4、决定和措施、决定和措施 根据计量验证结果，应采取相应的决定和措施。根据计量验证结果，应采取相应的决定和措施。 1）验证通过的设备处置）验

33、证通过的设备处置 对验证通过的测量设备，应在设备上给出计量对验证通过的测量设备，应在设备上给出计量确认合格状态标识，以清楚地表明该设备可以使确认合格状态标识，以清楚地表明该设备可以使用于某测量过程。用于某测量过程。 2）验证不通过的设备处置）验证不通过的设备处置 对验证不通过的测量设备，应在设备上给出计对验证不通过的测量设备，应在设备上给出计量确认不合格状态标识，并采取相应的措施。量确认不合格状态标识，并采取相应的措施。第六章 计量验证 对验证不合格的测量设备，应采取相应的措施有：对验证不合格的测量设备，应采取相应的措施有： （1）如果该设备能够进行调整或修理，应进行调）如果该设备能够进行调整或修理，应进行调整或修理，并在调整或修理后重新对该设备进行整或修理，并在调整或修理后重新对该设备进行检定或校准，然后再进行计量确认。检定或校准，然后再进行计量确认。 （2）如果该设备已经不能进行调整或修理，需要）如果该设备已经不能进行调整或修理，需要更