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专用砝码校准与测量值的不确定度评定研究

2020-02-24

福建质量管理 2020年14期
关键词:砝码精准度天平

(沧州市计量测试所 河北 沧州 061000)

引言

JJG99-2006《砝码检定规程》中,针对专用砝码的定义、适用范围,及砝码检定时的计量设备、计量方法、容许误差等都具备详细的介绍,展开专用砝码校准与测量值不确定度评定时,应当对《砝码检定规程》有所重视,以此为基础,结合自身需要,确定校准程序、评价砝码质量、评定砝码不确定度。

一、专用砝码校准措施

(一)重视技术规程编制工作

技术规程可以在出具砝码校准证书,或为专用砝码提供质量值、扩展不确定度时提供砝码计量指导,主要是包括检定程序、计量材料、风险识别及预控、综合评价标准,可以尽可能的降低专用砝码计量误差,或提供误差区间更小的测量浮动值。从检定程序来看,JJG99-2006《砝码检定规程》可以为砝码计量流程提供基本指导,实验室在检定砝码时,可以结合自身实际概况,以计量方法、计量精度需求、计量设备、计量人员、实验室环境等确定检定程序,可以较为规范、科学、严谨的保障测量值精准度。从计量材料来看,应当根据需要选择适宜精度的天平、砝码,及其他辅助材料,注意天平量程、精度及砝码等级、标称值误差等。从风险识别及预控来看,砝码计量、质量评价时候,容易出现计量误差、示值误差,又可在主观偏差风险下,出现误差修正失误、计量步骤缺失、数据处理出错、标准砝码误差值大等问题,导致专用砝码校准结论不准,因而,应当落实材料控制、流程监督管理、检定数据记录等工作,规避校准出错问题,从综合评价标准来看,可以借助JJG99-2006《砝码检定规程》中的砝码MPE绝对值表格及专用砝码校准精准度要求,判断检定所需的天平、标准砝码,根据扩展不确定度等,还可以评价专用砝码质量[1]。

(二)重视校准设备精准度

校准设备精准度主要体现在天平、砝码质量上,另外检测环境干扰的温度、湿度、磁场、风速计量设备的精准度也可能会对专用砝码校准工作产生影响,设备精准度保障工作主要包括精准度需求判断、设备采购及仓储管理、设备校准及规范使用。从需求判断来看,选择适宜精准度的天平、砝码时,应当根据待测砝码质量、测量误差精准度需求,计算容许误差范围,结合砝码MPE绝对值表格,判断砝码等级。从设备采购及仓储管理来看,要选择正规且品控较好的厂商,尽可能的降低机械误差、热加工误差,重视自主质检,提升合格率。保存时,应使用专用包装,并独立分格保存在干燥环境中,避免出现磨损、氧化反应等,从设备校准及规范使用来看,天平摆放、砝码取用应遵守相关操作规范,使用前,应对天平等设备进行目测、实测,评估设备精准度,可以从设备精准度层面,确保专用砝码测量质量。

例如,某专用砝码经过粗略测量为145.1kg,测量误差值不高于10000mg,则可以计算该砝码为100kg时,最大容许误差为6891.8mg,该误差等级低于M1,高于M12,因为可以假定该专用砝码为M1,抉择标准砝码、天平时,使用F2等级,一般可以较为在精准度要求范围内,保障专用砝码测量质量,另外,重视天平生产厂商生产产资质、生产能力,天平机械加工误差可以得到规制,合格率普遍较高,实验室检测专用时,误差修正任务量可以大幅度降低,具体使用天平时,可以通过目测观察天平是否存在倾斜、磨损等情况,可以及时摆正、更换、校准,保障专用砝码检测质量。

(三)重视校准技术人员管理

校准技术人员可以从专业能力、技术水准、自我规制能力等方面确保专用砝码校准质量,从专业能力来看,专业能力较强的技术人员在理论知识体系、实验操作技能、数值异常判断能力等方面都具备明显优势,因而,对校准技术人员展开专业培训时,应当确保技术人员能够明确是砝码校准原理及校准出错影响因素、防范手段,鼓励技术人员熟练实验技能、积累实验经验,综合保障实验人员职业素养,从技术水准来看,应当加强技术人员考核,确定技术人员综合素养,可以在校准砝码时,确保实验人员的实验资质,也可以根据不同精度、复杂程度的校准项目,选定不同资质层次的技术人员,保障砝码校准质量,从自我规制能力来看,校准技术人员自我规制能力可以在预防主观偏差风险下,确保砝码校准工作的精准度,因而,应当综合运用道德教育、企业文化、奖惩制度,鼓励技术人员自我规制,保障砝码校准工作的精准度。

(四)重视校准环境合规性

实验室环境中的温度、湿度、静电、磁场等及其他浮动变化,不可避免的对专用砝码测量工作产生负面影响,除了可以借助重复侧脸,修正不确定度误差外,还应当重视实验环境的规范性建设。首先,实验室实验环境应当作为实验室实验能力的评价维度,展开专用砝码校准时,应当抉择具有相应资质的实验室,其次,应当重视实验室环境管理及实验前环境检测,尽可能的降低实验室环境对砝码测量工作的干扰,保障砝码校准质量。

二、专用砝码不确定度评价措施

(一)砝码不确定度影响因素

综合来看,砝码不确定度受测量重复性、标准砝码、空气浮力、标准天平影响,导致砝码测量值存在不确定性,是校准专业砝码时的重要评价项目。从测量重复性来看,受温度、湿度、静电、空气等波动影响,多次重复测量结果可能存在差异,是砝码测量值存在不确定性的重要影响因素,应至少重复测量三次,统计分析得出不确定度,从标准砝码来看,标准砝码质量不稳定性、标准砝码扩展不确定度对标准砝码运用效果同样存在负面影响,JJG99-2006《砝码检定规程》中的标准砝码扩展不确定度≤1/3|MPE|,质量不稳定性造成的测量偏差是|MPE|除以3,覆盖因子k可以为2,从空气浮力来看,空气密度、空气密度偏移量会对测量数值产生负面影响,需要测定空气密度及其偏移量,依托标准砝码密度、专用砝码密度,计算空气浮力造成的不确定度,从标准天平来看,标准天平引起的不确定度除了在重复测定发生作用外,还可以在天平分辨分度值影响下,对于测量精准度产生负面影响,一般由校准天平分度分度值d除以2,再乘以[2]。

(二)砝码不确度评价标准

对砝码不确定度的评价,可以通过数据统计分析及结论比较进行质量保障,所得结果一般具备科学严谨性,对出具专用砝码校准证书,检测专用砝码质量均存在指导价值。从数据统计分析来看,可以基于测量重复性、标准砝码、空气浮力、标准天平,逐一进行不确定度测定,随后对取得的四个不确定度取平方和后再开方,最后引入覆盖因子,得到专用砝码的扩展不确定度,从结论比较来看,可以根据所取得的扩展不确定度数值,与专用砝码校准证书、专用砝码既往校准数据,判断扩展不确定度数值是否偏大或偏下时,若数值异常,则应评估校准工作是否存在较大失误,可以较好的保障专用砝码校准流程质量。

三、总结

技术规程、校准设备、校准技术人员、校准环境对砝码校准质量存在较大影响,应重视技术规程编制、校准设备质量、校准技术人员管理、校准环境干扰程度减弱,在评定专用砝码不确定度时,应注意影响因素、评定标准的综合运用。

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