测量设备校准间隔的确定导则.docx
《测量设备校准间隔的确定导则.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《测量设备校准间隔的确定导则.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
测量设备校准间隔的确定导则
测量设备校准间隔的确定导则
1范围
本技术规范目的是为实验室在建立校准体系时，为确定测量设备的校准间隔提供指导。
本规范亦适用于使用测量设备的其他合格评定机构（如检验机构和认证机构）及其他团体（如制造商）。
2引用文件
JJF1001-2011通用计量术语及定义
OIMLD10Guidelinesforthedeterminationofrecalibrationintervalsofmeasuringequipment
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用本技术规范；凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本技术规范。
3术语和定义
除下列条款另有规定外，本技术规范中使用的术语符合VIM、ISO10012、ISO/IEC17000、ISO/IEC17020、ISO/IEC17025、ISO/IEC17065和CIPMMRA-D-04。
3.1测量不确定度measurementuncertainty,uncertaintyofmeasurement[JJF1001,5.18]
简称不确定度（uncertainty）
根据所用到的信息，表征赋予被测量量值分散性的非负参数。
注1测量不确定度包括由系统影响引起的分量，如与修正量和测量标准所赋量值有关的不确定度分量及定义的不确定度分量。
有时对估计的系统影响未作修正，而是作为不确定度分量来处理。
注2此参数可以是诸如称为标准测量不确定度的标准偏差（或其特定倍数），或是说明了包含概率的区间半宽度。
注3测量不确定度一般由若干分量组成。
其中一些分量可根据一系列测量值的统计分布，按测量不确定度的A类评定进行评定，并可用标准差表征。
而另一些分量则可根据基于经验或其他信息所获得的概率密度函数，按测量不确定度的B类评定进行评定，也用标准偏差表征。
注4通常对于一组给定的信息，测量不确定度是相应于所赋予被测量的值的。
该值的改变将导致相应的不确定度的变化。
3.2合成标准测量不确定度combinedstandardmeasurementuncertainty[JJF1001,5.22]
简称合成标准不确定度（combinedstandarduncertainty）
由在一个测量模型中各输入量的标准测量不确定度获得的输出量的标准测量不确定度。
注：
在数学模型中的输入量相关的情况下，当计算合成标准不确定度时必须考虑协方差。
3.3校准calibration[JJF1001,4.10]
在规定条件下的一组操作，其第一步是确定由测量标准提供的量值与相应示值之间的关系，第二步则是用此信息确定由示值获得测量结果的关系，这里测量标准提供的量值与相应示值都具有测量不确定度。
注1校准可以用文字说明、校准函数、校准图、校准曲线或校准表格的形式表示。
某些情况下，可以包含对具有测量不确定度的示值的修正，加修正值或乘修正因子。
注2校准不应与测量系统的调整（常被错误称作“自校准”）相混淆，也不应与校准的验证相混淆。
注3通常，只把上述定义中的第一步认为是校准。
3.4测量结果measurementresult,resultofmeasurement[JJF1001,5.1]
与其他有用的相关信息一起赋予被测量的一组量值。
注1测量结果通常包含这组量值的“相关信息”，诸如某些可以比其他方式更能代表被测量的信息。
它可以用概率密度函数（PDF）的方式表示。
注2测量结果通常表示为单个测得的量值和一个测量不确定度。
对某些用途，如果认为测量不确定度可忽略不计，则测量结果可表示为单个测得的量值。
在许多领域中这是表示测量结果的常用方式。
注3在传统文献和上一版的VIM中，测量结果被定义为赋予被测量的值，并按情况解释为平均一个示值、未修正的结果或已修正的结果。
3.5实物量具materialmeasure[JJF1001,6.5]
具有所赋量值，使用时以固定形态复现或提供一个或多个量值的测量仪器。
例：
标准砝码；容积量器（提供单个或多个量值，带或不带量的标尺）；标准电阻器；线纹尺；量块；标准信号发生器；有证标准物质。
注1实物量具的示值是其所赋的量值。
注2实物量具可以是测量标准。
3.6测量系统的调整adjustmentofameasuringsystem[JJF1001,6.19]
简称调整（adjustment）
为使测量系统提供相应于给定被测量值的指定示值，在测量系统上进行的一组操作。
注1测量系统调整的类型包括：
测量系统调零，偏置量调整，量程调整（有时称为增益调整）。
注2测量系统的调整不应与测量系统的校准相混淆，校准是调整的一个先决条件。
注3测量系统调整后，通常必须再校准。
3.7仪器漂移instrumentaldrift[JJF1001,7.21]
由于测量仪器计量特性的变化引起的示值在一段时间内的连续或增量变化。
注：
仪器漂移既与被测量的变化无关，也与任何可识别的影响量的变化无关。
3.8最大允许测量误差maximumpermissiblemeasurementerror[JJF1001,7.27]
简称最大允许误差（maximumpermissibleerror），又称误差限（limitoferror）
对给定的测量、测量仪器或测量系统，由规范或规程所允许的，相对于已知参考量值的测量误差的极限值。
注1通常，术语“最大允许误差”或“误差限”是用在有两个极端值的场合。
注2不应该用术语“容差”表示“最大允许误差”。
3.9参考测量标准referencemeasurementstandard[JJF1001,8.6]
简称参考标准（referencestandard）
在给定组织或给定地区内指定用于校准或检定同类量其他测量标准的测量标准。
注：
这类标准称为计量标准。
3.10参考量值referencequantityvalue[JJF1001,8.19]
简称参考值（referencevalue）
用作与同类量的值进行比较的基础的量值。
注1参考量值可以是被测量的真值，这种情况下它是未知的；也可以是约定量值，这种情况下它是已知的。
注2带有测量不确定度的参考量值通常由以下参照对象提供：
一种物质，如有证标准物质；一个装置，如稳态激光器；一个参考测量程序；与测量标准的比较。
3.11测量仪器measuringinstrument[JJF1001,6.1]
单独或与一个或多个辅助设备组合，用于进行测量的装置。
注1一台可单独使用的测量仪器是一个测量系统。
注2测量仪器可以是指示类测量仪器，也可以是实物量具。
3.12测量系统measuringsystem[JJF1001,6.2]
一套组装的并适用于特定量在规定区间内给出测得值信息的一台或多台测量仪器，通常还包括其他装置，诸如试剂和耗材。
注：
一个测量系统可以仅包括一台测量仪器。
3.13测量设备measuringequipment[JJF1001,6.6]
实现测量过程所必需的测量仪器、软件、测量标准、标准物质、辅助设备或其组合。
注1测量仪器是测量设备的组成部分，在测量中起着重要作用。
一些测量仪器可以独立完成一个测量过程或实现一个物理量。
注2测量设备等同于测量系统。
3.14校准测量能力calibrationandmeasurementcapability[CIPMMRA-D-04]
简称CMC
在常规条件下能够提供给客户的校准和测量的能力。
a）国际计量委员会相互承认协议（CIPMMRA）下的，在国际计量局的关键比对数据库（BIPMKCDB）中公布的校准测量能力；
b）签署国际实验室认可合作组织（ILAC）协议的实验室认可范围内的校准测量能力。
3.15实验室laboratory[ISO/IEC17025,3.6]
从事下列一种或多种活动的机构：
检测、校准、与后续检测或校准相关的抽样。
注：
在本规范中，“实验室活动”指上述三种活动。
3.16合格评定机构conformityassessmentbody[ISO/IEC17000,2.5]
从事合格评定服务的机构。
注：
认可机构不是合格评定机构。
3.17认证机构certificationbody[ISO/IEC17065,3.12]
运作认证方案的第三方合格评定机构。
注：
认证机构可以是非政府的或政府的（具有或不具有监管权利）。
3.18检验机构inspectionbody[ISO/IEC17020,3.5]
从事检验活动的机构。
注：
检验机构可以是一个组织，或是一个组织的一部分。
4基本要求
4.1概述
保持实验室测量结果可追溯性和可靠性的一个重要方面是确定所使用的测量设备在连续校准（重新校准）之间应允许的最大周期。
各种有关测量活动的国际标准都考虑到了这一点，如ISO/IEC17025或ISO15189。
此外，适用于合格评定机构和其他运营方的国际标准中也包含这方面内容，如ISO/IEC17020、ISO/IEC17043、ISO/IEC17065、ISO9001、ISO10012、ISO17034或ISO22870。
4.2测量设备定期校准的目的
a）在实际使用测量设备时，改进参考值与使用测量设备获得值之间的偏差以及对该偏差的不确定度的估计；
b）验证测量设备所能达到的最佳不确定度；
c）确认测量设备是否发生了变化，该变化可能会导致对过去一段时间内所出具的测量结果产生怀疑。
4.3影响校准间隔的因素
校准时间和校准间隔的确定是校准工作的重要组成部分。
影响校准间隔的因素很多，实验室应该考虑这些因素。
最重要的影响因素见5.1。
4.4校准结果数据
当在以下（但不限于）条件下进行校准时，校准结果数据可用于重新确定校准间隔：
a）已通过同行评审的国家计量院及其指定机构提供的校准和测量能力。
该同行评审是在国际计量委员会相互承认协议（CIPMMRA）下实施的。
b）经签署国际实验室认可合作组织（ILAC）协议或ILAC承认的区域协议的认可机构认可的能够证明其具有计量溯源性的校准和测量能力。
4.5校准成本
在重新确定校准间隔时，通常不能忽略重新校准的成本。
但是，成本需要与增加的测量不确定度、或因较长的复校间隔而导致的测量质量和服务方面的高风险进行权衡。
4.6确定校准间隔的方法来源
对于校准间隔的确定和调整，没有普遍适用的某种最佳方法。
由于没有一种方法能够完美地适用于所有测量设备，因此本技术规范将介绍一些确定和调整校准间隔的简易判定方法，并给出其对不同类型测量设备的适用性。
该方法已在某些标准中，或由知名的技术组织，或相关的科学期刊更详细地发布（例如，ISO10012-1[4]是包含有用细节的标准，但仅包含与确认间隔有关的一般信息，ISO10012[5]已修订）。
实验室开发的或采用的确定校准间隔的方法，若适用且经过确认后，也可使用。
4.7数据收集
实验室应选择合适的方法，并对所使用的方法进行记录。
校准结果应作为历史数据进行收集和保存，以便为测量设备校准间隔的重新确定提供依据。
注：
对于某些测量设备，组成该设备的每个装置或测量仪器可以单独进行校准。
在此情况下，测量设备的合成标准测量不确定度是由所有装置和测量仪器引入的不确定度来合成的。
4.8期间核查
除了确定的校准间隔外，实验室应进行适当的期间核查，以确保测量设备在两次校准之间保持正常的工作和校准状态（见ISO/IEC17025）。
期间核查与确定重新校准的时间间隔无关。
在批准测量设备使用之前，实验室应检查外部溯源校准和（或）内部核查的结果是否在规定的允许范围内。
5初始校准间隔的确定
5.1初始确定因素
初始校准间隔的确定主要取决于（但不限于）以下因素:
a）实验室需要或声明的测量不确定度；对测量数据准确度要求高的，可适当缩短校准周期。
应根据实际情况决定所需设备的准确度等级，不应盲目追求高的准确度；
b）测量设备在使用时超过最大允许误差所带来的风险；
c）风险评估分析，例如：
测量设备如果因校准间隔不正确造成超出校准期限（无法追溯）或测量设备发生显著漂移而导致的后果；
d）测量设备的类型及其内部组件；若测量设备具有较好的长期稳定性和可靠性，可适当延长校准间隔，反之，则应缩短校准间隔。
e）制造商关于测量设备的建议（当实验室要求或声明的不确定度是基于测量设备的准确度时，制造商的建议）；
f）磨损和漂移的趋势；
g）预期的使用范围和严酷程度；测量仪器预期使用的频繁程度，使用频繁的测量仪器，其计量性能容易降低，可以考虑缩短校准周期；
h）测量设备对检测、测量或校准结果的影响程度；测量设备的数据对产品质量有较大影响的，校准间隔应适当缩短；
i）环境条件（气候条件、振动、电离辐射等）；
j）被测量的影响（如高温对热电偶的影响）；
k）相同或类似设备汇总或已发布的测量数据；
l）与其他参考标准或测量仪器进行互相核查的频率；
m）期间核查的频率、质量和结果；
n）运输安排和风险；
o）操作人员培训及其执行既定程序的程度。
p）法律要求。
5.2人员要求
确定校准间隔的人员应具备相关技术能力。
对于每一台或每一组测量设备，应能对其在校准后可能保持在规定限值（即最大允许误差、准确度要求）内的时间长短做出估计。
6校准间隔的后续调整确定方法
6.1一般原则
6.1.1建立在常规基础上的校准体系（基于特定次数连续测量的结果），应能够对校准间隔进行调整，以优化使风险和成本趋于平衡。
最初确定的校准间隔有可能并没有给出期望的最佳结果，原因会有很多，例如：
a）测量设备的可靠性可能低于预期；
b）测量设备的使用和保养程度可能不如预期；
c）对于某些测量设备，进行有限的校准而不是完全校准可能就足够了；
d）如果通过测量设备的重新校准所确定的仪器漂移，在没有明显变化的情况下，可能表明适当延长校准间隔并不会增加风险。
6.1.2可以根据以下条件选择后续调整校准间隔的方法：
a）测量设备被视为单独的个体或是成组（如按制造商型号或类型）；
b）测量设备随时间或使用引起的漂移，其性能超过规定限值（如最大允许误差、准确度要求）；
c）测量设备呈现不同类型的不稳定性；
d）测量设备所经历的各次调整；
e）测量设备的历次校准结果（如测量仪器的历次校准记录或维护、保养历史记录中获得的趋势数据）。
6.1.3对于新的测量设备,建议在其使用期限的初期，对其进行更加频繁的校准，以便快速了解其特性变化趋势。
在对这一趋势进行分析之后，可以对校准间隔重新进行评估。
注:
对于新的测量设备，建议至少应收集连续三个校准周期的校准数据，以确定变化趋势。
6.1.4确定了初始校准间隔后，始终保持固定的校准间隔而不进行重新评估是不可靠的，不建议使用。
6.2阶梯调整法（方法1）
6.2.1每次对一台测量设备进行例行校准时，若发现其误差在测量所需的最大允许误差的规定范围内，则其后的校准间隔可以适当延长（或保持不变）。
否则，当其误差超过了最大允许误差的规定范围，则其后的校准间隔应缩短。
可根据需要将最大允许误差替换为其他任何限值。
建议针对不同的情况，制定适当的准则来规定延长或缩短测量设备的校准间隔。
这种“阶梯”响应可以对校准间隔进行快速调整，且不需要建立模型就可以轻易实现。
通过对校准结果进行分析和使用，表明需要进行技术维修改造或预防性维护，就可以预测一组测量设备可能出现的问题。
注:
NCSL推荐文件RP-1描述了类似的简单响应方法（方法A1）。
尽管该方法实施成本不高，但随机测量结果（位于规定限值之内或之外的误差）实质上会导致校准间隔发生变化，因此用户应接受这样的结果。
另一个问题是，校准间隔逼近正确间隔的速度较慢，即使达到了正确间隔，也可能无法一直保持。
类似的观点也适用于本规范的方法1。
6.2.2把测量设备视为独立系统的一个缺点是，可能会很难保持校准工作的顺利进行以及在风险和成本之间保持平衡，并且需要提前制定详细的计划。
6.2.3使用此方法设置极长或极短的校准间隔都是不合适的，可能会造成撤回大量已签发证书或带来大量重复工作的风险，这种风险最终会变得不可接受。
6.3控制图法（方法2）
6.3.1控制图是质量控制统计学（SQC）最重要的工具之一。
其工作原理如下：
选择有代表性的校准点，将其校准结果按时间绘制成曲线图。
从这些曲线图中可以计算出结果的离散度和仪器的漂移量。
仪器的漂移量通常是在一个校准间隔内的平均漂移，对于非常稳定的测量设备，也可以是几个校准间隔内的漂移。
根据这些数据，可以计算出最佳间隔。
6.3.2在开始计算之前，需要对测量设备性能的变化规律有一定了解。
同样，很难在风险和成本之间实现平衡。
校准间隔可能与事先规定的校准间隔有较大变化，但不会使计算失效，因为通过可靠性计算，至少在理论上给出了有效的校准间隔。
此外，计算结果的离散度可以表明制造商规定的误差限是否合理，对测量设备漂移的分析也有助于发现漂移的原因。
注:
本方法不适用于无仪器漂移的测量设备的校准。
本方法适用于具有单一指定量值的实物量具，如量块或标准电阻的校准。
6.4小时时间法（方法3）
6.4.1这是上述方法的一种变形。
基本方法保持不变，但校准间隔以实际工作的小时数表示，而不是以年或月表示。
测量设备配备计时装置，当指示的时间达到规定值时，设备应返回进行校准。
例如用于极端温度的热电偶、气体压力的自重计或长度测量仪器（即可能受到机械影响的测量设备）。
这种方法的主要优点是校准次数和校准成本直接随测量设备使用时间的长短而变化。
另一优点是可以自动检查测量设备的使用情况。
6.4.2然而，这种方法也有以下实际缺点：
a）不适用于含有无源测量仪器（如衰减器）或标准（电阻、电容等）的测量设备；
b）不适用于已知经储存、搬运，或若干短时通断周期而发生漂移或变化的测量设备；
c）提供和安装合适的计时装置来测量时间的初始成本很高，而且用户可能会干扰计时装置的安装，需要额外的监控，将增加成本；
d）与方法1和方法2的原理相比，制定校准工作的计划更加困难，因为实验室不知道校准间隔的终止时间。
6.5黑盒测试法（方法4）
6.5.1该方法是方法1和方法2的一种变形，可能比评估原始测量设备的校准间隔方法更为有效。
特别适用于能够简单快速地对测量设备的关键参数部分进行校准的情况。
可使用便携式校准装置对关键参数进行重复（一天一次或更频繁）测量，也可使用专门设计的“黑盒”对所选参数进行测量。
如果“黑盒”发现测量设备超出了最大允许误差（或任何其他规定限值），则返回进行完整校准。
注：
适用于此方法的测量仪器如：
密度计（谐振式）、铂电阻温度计（结合小时时间法）、剂量计（含源）和声级计（含源）。
6.5.2本方法的主要优点是为测量设备的用户提供了最大的操作性。
因为只在明确需要时才会进行完整的校准，所以非常适合用于地理位置远离实验室的测量设备。
难点在于关键参数的确定和“黑盒”的设计。
6.5.3本方法虽然在理论上非常可靠，但也有不确定性，因为测量设备的某些参数可能用“黑盒”无法测量。
此外，“黑盒”本身的特性有可能发生变化，因此需要对“黑盒”的校准间隔进行选择和定期核查。
6.6统计学法（方法5）
6.6.1基于单个测量设备或测量仪器的统计分析也是一种方法。
特别在与适当的软件工具结合使用时，这类方法越来越受到人们的关注。
6.6.2当需要校准大量相同的测量设备（即成组的测量设备）时，可以借助统计学方法来核查校准间隔。
在NCSL文件RP-1中给出了详细的例子。
6.7方法间的比较
6.7.1没有一种方法能适用于所有测量设备（见表1），实验室应根据使用场合的不同，对不同测量设备选择不同的方法。
此外应注意，实验室方法选择也会受是否打算进行有计划的维修保养等其他因素影响，所选择的方法也将反过来影响到记录保存的形式。
6.7.2方法比较一览表
表1校准间隔确定方法比较一览表
方法
性能
方法1
阶梯调整法
方法2
控制图法
方法3
小时时间法
方法4
黑盒测试法
方法5
统计学法1）
可靠性
中
高
中
高
中
应用程度
低
高
中
低
高
风险和成本的平衡
中
中
低
中
低
特定设备适用性
中
低
高
高
低
测量设备的有效性
中
中
中
高
中
1）使用合适的软件工具可以得到更好的效果。
参考文献
【1】OIMLV2-200VIM，第3版，2012年版（E/F），（2010年版，有微小改动），JCGM200:
2012（E/F）
【2】CIPMMRA-D-04:
2017CIPMMRA环境下的校准和测量能力（第5版）
【3】ISO/IEC17025:
2017检测和校准实验室能力认可准则
【4】ISO10012-1:
1992测量设备的质量保证要求-测量设备的管理
【5】ISO10012:
2003测量管理体系-测量过程和测量设备的要求
【6】Montgomery,D.C.:
《统计质量控制导论》，JohnWiley&Sons，第7版，2012
【7】ANSI/ASQCB1-B3-1996:
质量控制图方法
【8】核查校准间隔的方法，英国国防部电气质量保证理事会采购执行局（1973）
【9】校准间隔的建立和调整，NCSLRP1：
2010
【10】AFNORFDX07-014:
2006metrological-优化测量设备的计量确认间隔
【11】加菲尔德，F.M.：
分析实验室质量保证准则，AOAC国际，第3版，2000
【12】Lepek，A.：
测量标准预测软件，NCSL国际会议，2001
【13】ISO9001:
2015质量管理体系-要求
【14】ISO/IEC17000:
2004合格评定词汇和一般原则
【15】ISO/IEC17020:
2012检查机构能力认可准则
【16】ISO/IEC17043:
2010合格评定能力验证的通用要求
【17】ISO15189:
2012医学实验室质量和能力要求
【18】ISO17034:
2016对参考材料生产商能力的一般要求
【19】ISO/IEC17065:
2012合格评定-机构认证产品过程和服务
【20】ISO22870:
2016即时检验（POCT）-质量和能力要求
升级会员 