DOC《CNAS技术报告》

CNAS技术报告 校准和测量能力(CMC)的评定与实例 中国合格评定国家认可委员会 目录

1 适用范围

3 2 引用文件

3 3 术语和定义

3 4 测量不确定度评定

4 4.

1 不确定度来源分析

4 4.2 测量模型建立

5 4.3 测量不确定度的A类评定

8 4.4 测量不确定度的B类评定

13 4.5 合成标准不确定度

19 4.6 扩展不确定度

24 4.7 自由度的评估

25 4.8 可以忽略的不确定度分量

25 5 实验室如何提高校准和测量能力

26 5.1 实验室的日常管理

26 5.2 被校仪器的选择

26 5.3 方法、设备的选择

26 5.4 合理评估测量重复性引入的测量不确定度分量

27 5.5 充分识别和正确评估测量不确定度B类分量

27 6 实验室间比对在校准和测量能力评定中的应用

27 附件A 部分校准领域不确定度主要来源分析

28 A1 电磁和无线电校准过程不确定度的来源

29 A2 质量校准过程不确定度的来源

35 A3 温度校准过程不确定度的来源

38 A4 尺寸校准过程不确定度的来源

40 A5 使用活塞式压力计校准过程不确定度的来源

42 附件B 0.1级精密压力表校准结果的CMC评定:压力

45 附件C 扭矩扳子校准结果的CMC评定:扭矩

52 附件D 数字指示秤校准结果的CMC评定:质量

56 附件E 布氏硬度计校准结果的CMC评定:硬度

62 附件F 量块校准结果的CMC评定:长度

69 附件G 工作用玻璃液体温度计校准结果的CMC评定:温度

76 附件H 工作用廉金属热电偶校准结果的CMC评定:温度

89 附件I 指针式仪表校准结果的CMC评定:电压、电流、电阻

101 附件J 数字多用表校准结果的CMC评定:电压、电流、电阻

110 附件K 功率传感器校准结果的CMC评定:校准因子

127 附件L 信号发生器校准结果的CMC评定:绝对电平

133 校准和测量能力(CMC)的评定与实例

1 适用范围 本文件作为CNAS CL07《测量不确定度的要求》对校准实验室的补充说明,描述了依据GUM法进行测量不确定度评定的程序,用于指导申请和已获认可的校准实验室评定校准和测量能力(Calibration and Measurement Capability,CMC).

2 引用文件 JJF 1059.1 测量不确定度评定与表示 JJF

1001 通用计量术语及定义 CNAS CL07《测量不确定度的要求》 UKAS M3003 The Expression of Uncertainty and Confidence in Measurement

3 术语和定义 JJF 1059.1中的术语和定义适用于本文件. 校准和测量能力(Calibration and Measurement Capability,CMC)是实验室在常规条件下能够提供给客户的校准和测量的能力,用包含概率约为95%的扩展不确定度表示,通常是实验室在常规条件下的校准中可获得的最小的测量不确定度. 注1:CMC是实验室采用常规的测量程序和测量条件可达到的最高的校准水平(该校准水平应能够复现),但并不意味着实验室在所有日常校准中均能达到这一水平.获得中国合格评定国家认可委员会(CNAS)认可的实验室在认可范围内的所有活动中,特别是出具校准证书时,不应报告或宣称比获认可的CMC更小的测量不确定度. 注2:申请CNAS认可的校准实验室应评定每个校准参量的CMC,且评定的CMC应能覆盖申请认可的测量范围.当人员、设备、校准方法、设施环境或者溯源链等发生变化时,实验室应分析相关的CMC是否需要重新评定.

4 测量不确定度评定 4.1 不确定度来源分析 不确定度的来源可以分为包括人员、设备、被校对象、方法、环境等方面带来的不确定性、各种随机影响和修正系统影响的不完善.不确定度来源分析尽可能做到不遗漏、不重复. 测量中的失误或突发因素不属于测量不确定度的来源.例如,在测量不确定度的A类评定时,如果怀疑存在粗大误差,应按统计判别准则进行判别,并剔除测量数据中的异常值(即离群值),然后再评定其标准不确定度. 本文件附件A中关于不确定度主要来源分析的资料可供实验室参考. 4.1.1 测量人员引入的不确定度 ⑴ 测量人员读取指针式仪表或带标线量具等模拟式测量仪器示值时,由于估读引入的不确定度. ⑵ 测量人员由于经验、理解、能力的差异,在测量点布置、测量时间控制等方面引入的不确定度. 4.1.2 测量设备引入的不确定度 ⑴ 计量标准、测量仪器(包括辅助设备)、参考物质在量值溯源中引入的不确定度. ⑵ 上述测量设备由于重复性、稳定性、响应特性、灵敏度、鉴别力、分辨力、死区、漂移等计量性能的局限性引入的不确定度. 4.1.3 被测对象引入的不确定度 ⑴ 被测对象的代表性不够,如材料的成分或均匀性方面不理想引入的不确定度. ⑵ 被测对象的某些特性由于受环境或时间等因素的影响不稳定引入的不确定度. 实验室评定CMC时应选择一台可获得的、按溯源关系可校准的最佳仪器作为被校仪器,可参阅本文件5.2节内容. 4.1.4 校准方法引入的不确定度 ⑴ 对被测量的定义不完整或复现被测量的测量方法不理想等因素引入的不确定度. ⑵ 测量过程中引入的不确定度,如测量过程的偏离、近似和假设、测量次数、测量时间、瞄准方式(目测和光学)、加载方向(进程和回程)等方面. ⑶ 数据处理过程引入的不确定度,如外部资料中提供的物理常数或引用数据的不确定度、数据修约引入的不确定度等. 4.1.5 测量环境引入的不确定度 校准应在规定的环境条件下进行,实验室的环境因素包括:温度、相对湿度、照明、大气压力、空气流动、空气组成、污染、振动、噪声、热辐射、电磁干扰、供电电源变化等.实验室对环境条件测量和控制不准确或者对校准过程受环境影响认识不足均会对校准结果产生影响而引入不确定度. 4.2 测量模型建立 建立满足测量不确定度评定所要求的测量模型,应以计算测量结果的公式为基础,确定被测量(输出量)Y和其他量(输入量)间的具体函数关系,一般形式可写为: (1) 若被测量Y的估计值为y,输入量的估计值为,则有: (2) 测量模型的输入量通常是直接可测的量、物理量或相关量(如修正量).表示不确定度或误差区间的量不能作为输入量,但这些应纳入不确定度来源分析. 4.2.1 线性测量模型 当被测量由个其他量通过线性量函数确定时,线性测量模型中仅包含各输入量的一阶项,基本形式为: (3) 【例1】-【例3】为线性测量模型实例.测量方法不同时,建立的测量模型也是不同的,如【例2】和【例3】测量模型所示.测量模型中输入量可以由另外函数关系导出,如【例4】的测量模型所示. 【例1】数字压力计的测量模型 使用0.02级活塞式压力计标准装置,依据JJG 875-2005《数字压力计检定规程》的要求,对样品进行校准.建立测量模型: 式中:-数字压力计各校准点示值误差;