PDF《CNAS-GL37》

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2015 年06 月01 日实施 CNAS-GL37 校准和测量能力(CMC)表示指南 Guidance on Expression of Calibration and Measurement Capability(CMC) 中国合格评定国家认可委员会 CNAS-GL37:2015 第2页共24 页2015 年03 月20 日发布

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2015 年06 月01 日实施 前言CNAS-CL07:2011《测量不确定度的要求》第7.

1 条规定了校准实验室校准和 测量能力(CMC)的表示方式.为指导相关各方正确理解和实施该要求,规范校准 实验室认可能力的表述,制定本指南. 本指南的附录 A 给出了部分校准项目的 CMC 表示方式示例,供使用时参考. CNAS-GL37:2015 第3页共24 页2015 年03 月20 日发布

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2015 年06 月01 日实施 校准和测量能力(CMC)表示指南

1 范围 本文件适用于校准实验室在认可申请资料中规范表示校准和测量能力(CMC), 以及认可评审员对 CMC 的评审和在评审报告中规范表示 CMC.

2 引用文件 下列文件中对于本文件的应用是必不可少的. 凡是注日期的引用文件仅注日期的 版本适用于本文件.凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括修改单)适用于本 文件. 2.1 CNAS-CL07:2011《测量不确定度的要求》 (2011 年第二次修订) 2.2 JJF 1059.1―2012《测量不确定度评定与表示》 2.3 GB/T 8170《数值修约规则与极限数值的表示和判定》

3 CMC 的表示方式 3.1 总则 一般情况下,确定一个被测量或参数的 CMC 表示方式时,应考虑以下几个方 面: a) 应符合 CNAS CL07:2011 第7.1 条的要求;

b) 应在对整个测量范围的 CMC 进行完整的评估和分析的基础上,选择 CMC 的恰当的表示方式;

c) 应对应测量范围给出完整的 CMC,以准确地反映实验室的校准能力水平. d) 可能时,可考虑 CMC 的简洁性和易于理解性,对CMC 的表示方式适当地 简化,如用范围表示 CMC. 3.2 CMC用整个测量范围内都适用的单一值表示 3.2.1 CMC用单一值表示时.该单一值可以是绝对值,也可以是相对值. 注:用"U=0.15%Rx"(Rx为测量结果)表示的CMC,一般情况下,可以省略Rx,表示 为"Urel=0.15%".但对于U=0.15%FS (FS为被校仪器的满刻度值或最大测量值) 时, "FS"不能省略. 3.2.2 适合用单一绝对值表示的CMC,一般其与测量值的大小"无关" ;

适合用单一 相对值表示的CMC,一般其在测量范围内与测量值成线性关系. 3.2.3 某些校准项目, 校准点较少且校准方法(标准方法)明确规定了具体的校准点, 可以逐一对应给出全部校准点的CMC,例如标准铂铑10-铂热电偶. 3.2.4 CMC用相对扩展不确定度表示时,测量范围一般不应包含"0"点,避免出现 "0"测量值的CMC为"0"的情况.一般可以另行给出"0"点的CMC值,或采用类 CNAS-GL37:2015 第4页共24 页2015 年03 月20 日发布

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2015 年06 月01 日实施 似U=0.15% Rx +5μV 的方式. 3.3 CMC用范围表示 3.3.1 CMC用范围表示应满足以下条件: a) CMC 与测量范围成单调函数;

注1: 单调函数的图形特点是CMC与测量范围成线性或单纯的递增或递减的关系, 没有类似波峰或波谷的拐点. 注2:当CMC与测量范围是非单调函数时,应使用其他方式,如用函数或将测量 范围分段表示CMC. 注3:CMC与测量范围为线性关系时,CMC一般可使用函数或相对值表示. b) CMC 用范围表示时,应该能明确反映校准能力水平.当测量范围跨度较大 时,应将其适当分段.一般情况下,每个分段的最大值与最小值之比不宜 大于 1000. 注:将一个测量范围分段后,如果其中一个分段中的最大量值,是另一个分 段中的最小量值时,无论在这两个段中,该量值对应的CMC是否相同, 其均应是实验室具备的校准能力,并经实际评估得出的结果.当该量值 只包含在一个分段中时,可以适当方式区分,如用示例A.12的方式.如 未注明或无区分方式,则可认为其只包含在其中CMC较好的区段,如示 例A.13. 3.3.2 当用范围表示CMC时,CMC的范围应与测量范围前后对应.如测量范围"100 g~1 kg" ,CMC为"5 mg~20 mg" . 3.3.3 当用范围表示CMC时, 实验室应有适当的插值算法以给出区间内的值的测量不 确定度. 注1:这是CNAS-CL07中对用范围表示CMC的要求,在实际中,也允许实验室在对 每一个被测值的CMC均进行了评估的基础上,用不确定度"列表"的形式给 出中间值的CMC. 注2:在校准证书中不应使用范围报告校准结果的测量不确定度(CNAS-CL07: 2011,5.3) . 3.4 CMC用被测量值或参数的函数表示 3.4.1 当评定CMC的主要不确定度分量与被测值或参数具有函数关系, 且经分析证明 CMC与被测值或参数的关系也服从该函数,此时,CMC适合或可以使用被测值或参 数的函数表示. 示例: 使用3等量块作为主要计量标准设备校准长度量具时,主要测量不确定度来源: 年长度稳定度允许值:±(0.05μm+0.5*10 -6 Ln) 3等量块校准结果的不确定度:U =0.10μm+1*10 -6 Ln, (k=3) 则CMC通常可用类似于以上公式的函数表示.例如: CNAS-GL37:2015 第5页共24 页2015 年03 月20 日发布

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2015 年06 月01 日实施 U =0.09μm+0.9*10 -6 Ln,(k=2) 用函数表示的情况还可见于一些数字显示仪表,例如电学领域: 直流电压:1 V~10 V: U =0.015%Ux+0.05 mV 式中Ux表示被测电压值. 3.4.2 当评定CMC的不确定度分量与被测值或参数均不具有明确的函数关系时, 一般 情况下,不应利用线性回归分析等工具推导CMC与被测值或参数的函数,除非该函 数有明确的来源依据或有相关文献证明该函数的适用性. 3.4.3 当用函数表示CMC时,需要时,应注明函数式中符号的含义(注2除外) ,如符 号所代表的"量"以及该量的单位. 注1:通常,函数式中包含被测量或参数的测得值的符号,如直流电压, U=0.06%Ux+15μV,其中的Ux 代表被测仪器的直流电压示值.一般情况下, 不应省略Ux表示为U=0.06%+15μV. 注2:一般情况下,被测量或参数的测得值在函数式中的符号,应使用该量的规 范的符号,如长度l、电压U、电阻R、电流I、时间t,并加下标x.当某些 量的符号相同或易于混淆(如摄氏温度与时间的符号均为"t" )时,也可 使用符号"Rx"或"Rd"表示被测量或参数的测得值或标称值. 3.5 CMC用矩阵表示 3.5.1 当被测量具有辅助或相关参量,且该辅助或相关参量对被测量的CMC有关时, CMC适合用矩阵表示.这类被测量如:交流电压、交流电流、交流功率、失真度、 声压级等. 3.5.2 矩阵是指纵横排列的二维数据表格,认可申请和评审时,可在相关表格中的相 关位置插入单独编制的该矩阵表格,或以单独的附表的方式给出. 3.5.3 当通过对认可申请和评审相关表格做简单的调整,比如相关单元格中增加栏或 列的方式,可以达到与使用矩阵等效的表达CMC时,可以不使用矩阵. 注:一般情况下,对于矩阵中列出的CMC值较少时(如小于3*3的矩阵) ,均适合 对测量范围或不确定度栏增加行或列的方式给出CMC,而不必使用矩阵. 3.6 CMC用图形表示 3.6.1 CMC用图形表示时,每个数轴应有足够的分辨率,使得到的CMC至少有2位有 效数字. 3.6.2 认可申请和评审时,可在相关表格中的相关位置插入单独编制的该图形,或以 单独的附表(图)的方式给出.

4 CMC 表示方式的应用技巧 4.1 某些被测量或参数的 CMC 对应测量范围不同的区段(量程) ,可能适合使用不 同的表示方式,此时,可以将测量范围分区段(量程)后分别采用不同的 CMC 表 示方式. CNAS-GL37:2015 第6页共24 页2015 年03 月20 日发布

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2015 年06 月01 日实施 4.2 当测量标准是一个或一组(套)实物量具时,如克组标准砝码、一组标准电阻 等,可以一一对应给出全部的 CMC. 4.3 当校准方法中明确了具体的测量点(校准值) ,且测量点较少时,可以逐一对 应列出每个测量点的 CMC.如依据 JJG 75-1995《标准铂铑 10-铂热电偶检定规 程》校准标准铂铑 10-铂热电偶,按照该规程只校准锌三相点(419.527 ℃ ) 、铝三 相点(660.323 ℃ )或锑三相点(630.63℃ ) 、铜三相点(1084.62 ℃ )3 个测量点. 注1:逐点给出 CMC 的方式,对能力范围的描述非常明确,当依据的方法发生 变更或客户对测量点有特殊要求,可能导致测量点不属于认可范围. 注2:当校准方法规定了明确的校准点,但该校准点的标准值来自溯源机构的 赋值或者其数值是可变的时,不应使用逐点给出 CMC 的方式. 4.3 对于一些低准确度等级的测量仪器,其测量范围内不确定度是一个数值接近的 系列值,当不影响溯源性时,可取其中的最大值作为整个测量范围的 CMC.

5 CMC 表述的其他规范性 5.1 CMC 应使用不超过

2 位有效数字的扩展不确定度表示.计算扩展不确定度时, 一般采用常规的修约规则将数据修约到需要的有效数字,修约规则参见 GB/T

8170 《数值修约规则与极限数值的表示和判定》 .有时也可以将不确定度最末位后面的 数都进位而不是舍去(见JJF 1059.1-2012,5.3.8.2) . 5.2 当CMC 用相对扩展不确定度表示,应予注明,尤其是当测量范围是用系数或 百分比表示时.一般情况下,相对扩展不确定度用符号 Urel 或Ur 表示. 5.3 CMC 均使用包含概率约为 95%的扩展不确定度表示,因此无需注明包含概率, 也不需使用 Up 表示 CMC. 5.4 当相关校准方法、 技术资料中对扩展不确定度计算推荐的包含概率不是 p=95% 时,应转换为包含概率 p=95%的扩展不确定度. 5.5 CMC 不允许用开区间表示(例如"U