1、第六章價(jià)值轉(zhuǎn)移、可追溯性和驗(yàn)證測(cè)試。第一節(jié)量值傳遞是指通過計(jì)量檢定或校準(zhǔn)，將計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)再現(xiàn)的計(jì)量單位(或其倍數(shù)或分?jǐn)?shù))逐步傳遞給普通(工作)計(jì)量器具的活動(dòng)。首先，價(jià)值轉(zhuǎn)移的必要性由于各種原因，任何測(cè)量?jī)x器都有不同程度的誤差。測(cè)量?jī)x器的誤差只能在允許的范圍內(nèi)使用。否則，會(huì)帶來錯(cuò)誤的測(cè)量結(jié)果。為了使分布在不同地區(qū)、在不同環(huán)境下測(cè)量相同值的新的、在用的、修理過的各種測(cè)量?jī)x器在允許的誤差范圍內(nèi)工作，沒有國家測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范是不可能傳遞該值的。對(duì)于新的或修理過的測(cè)量?jī)x器，有必要使用適當(dāng)?shù)燃?jí)的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)來確定其測(cè)量特性是否合格。對(duì)于使用中的測(cè)量?jī)x器，無論是因磨損、使用不當(dāng)、維護(hù)不良、環(huán)境影響引起的測(cè)量特性的變化

2、，還是零部件內(nèi)部質(zhì)量的變化，都在允許范圍內(nèi)，都必須用相應(yīng)等級(jí)的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)定期進(jìn)行驗(yàn)證。此外，一些測(cè)量?jī)x器必須借助適當(dāng)?shù)燃?jí)的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)來確定其指示值和其他測(cè)量性能，因此量值傳遞的必要性是顯而易見的。國家計(jì)量檢定系統(tǒng)對(duì)于一個(gè)國家，中國的每個(gè)計(jì)量傳輸系統(tǒng)只允許有一個(gè)國家計(jì)量基準(zhǔn)。國家計(jì)量基準(zhǔn)大部分保存在中國計(jì)量科學(xué)研究院精度等級(jí)較高的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)中，大部分設(shè)置在省級(jí)計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)和少數(shù)對(duì)計(jì)量精度要求較高的大型企業(yè)精度等級(jí)較低的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)中。它們大多位于地方、縣級(jí)計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)和計(jì)量要求高的大中型企業(yè)，而在工礦企業(yè)、商店、醫(yī)院、科研院所、大專院校甚至家庭中廣泛使用工作計(jì)量器具，構(gòu)成量值傳遞系統(tǒng)，國家計(jì)量檢定系統(tǒng)按“

3、量”制定。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和計(jì)量水平的提高，計(jì)量檢定系統(tǒng)應(yīng)該不斷地修訂和完善。圖2國家計(jì)量檢定系統(tǒng)的框圖格式，即所謂的量值傳遞系統(tǒng)，是國家根據(jù)經(jīng)濟(jì)合理、分工合作的原則，以城市為中心，就近組織的量值傳遞網(wǎng)絡(luò)。三值傳輸?shù)幕疽笫侵祩鬏攽?yīng)基于低精度損耗、高可靠性和簡(jiǎn)單性的原則。一般情況下，量值傳遞應(yīng)按照國家計(jì)量檢定系統(tǒng)的規(guī)定逐步進(jìn)行。在某些特殊情況下，經(jīng)上級(jí)計(jì)量主管部門同意，可以進(jìn)行跨越式轉(zhuǎn)移。各級(jí)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確度基本上由國家計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)或上級(jí)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)按照計(jì)量檢定系統(tǒng)來確定。至于各級(jí)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)之間的精度差異，以前已經(jīng)提到過，不能一概而論。不同的測(cè)量領(lǐng)域有不同的要求。根據(jù)誤差理論，當(dāng)相鄰上級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和下級(jí)標(biāo)

4、準(zhǔn)的精度相差10倍時(shí)，上級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的誤差一般可以忽略，即對(duì)于下級(jí)，上級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的值可以認(rèn)為是準(zhǔn)確的；如果兩者都只包含隨機(jī)誤差(或系統(tǒng)誤差已被修正)，精度差為3倍，較高標(biāo)準(zhǔn)的誤差可以忽略。事實(shí)上，在一些測(cè)量領(lǐng)域很難實(shí)現(xiàn)。在我國和外國都是如此。具體的精度差異是什么，上級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的誤差是否可以忽略或如何處理等。應(yīng)在技術(shù)文件中明確規(guī)定價(jià)值傳遞。簡(jiǎn)而言之，數(shù)量傳遞可以分為直接傳遞和間接傳遞。凡是可以直接傳輸?shù)?如電壓測(cè)量中的源和表)都應(yīng)該直接傳輸；那些不能直接傳輸?shù)?如源和源或表和，4。價(jià)值傳遞方式：使用物理標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行漸進(jìn)傳遞，使用傳遞標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行綜合評(píng)估，發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)資料，發(fā)送廣播信號(hào)等。1.使用物理標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行逐級(jí)傳遞這是傳

5、統(tǒng)的價(jià)值傳遞方式，即將計(jì)量器具送至計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)水平較高的計(jì)量部門進(jìn)行檢定；對(duì)于不便于運(yùn)輸?shù)挠?jì)量器具，由上級(jí)計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)派人攜帶計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)到現(xiàn)場(chǎng)檢定既費(fèi)時(shí)又費(fèi)錢。有時(shí)，經(jīng)過驗(yàn)證的測(cè)量?jī)x器在運(yùn)輸后會(huì)受到振動(dòng)、沖擊、濕度或溫度的影響，并失去其原始精度。盡管有這么多的缺點(diǎn)，到目前為止，它仍然是價(jià)值傳遞的主要方式。2.20世紀(jì)70年代初，國家統(tǒng)計(jì)局在一些計(jì)量領(lǐng)域采用了轉(zhuǎn)移標(biāo)準(zhǔn)綜合評(píng)價(jià)的轉(zhuǎn)移方法。這種傳遞方法的目的是使計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)的價(jià)值更好地追溯到國家計(jì)量基準(zhǔn)。它使用統(tǒng)計(jì)方法來控制這些機(jī)構(gòu)的校準(zhǔn)質(zhì)量，定量地確定校準(zhǔn)的總不確定度并對(duì)其進(jìn)行分析，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并盡可能地減少誤差。3.使用已發(fā)布的參考材料進(jìn)行轉(zhuǎn)移參

6、考材料的特征參考材料是一種或多種具有既定特征的物質(zhì)或材料，用于校準(zhǔn)測(cè)量?jī)x器、評(píng)估測(cè)量方法或?yàn)椴牧腺x值。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)必須由國家計(jì)量部門或其授權(quán)單位制造。有效的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)被稱為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(簡(jiǎn)稱標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì))，它具有許多優(yōu)點(diǎn)，如可以省去檢測(cè)儀器，可以快速評(píng)估，可以在現(xiàn)場(chǎng)使用等。目前，這種方法主要用于化學(xué)計(jì)量領(lǐng)域。4.通過發(fā)送和廣播標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，這是最簡(jiǎn)單、最快、最準(zhǔn)確的傳輸方式。然而，目前，它只限于時(shí)間和頻率測(cè)量。中國已經(jīng)通過無線電臺(tái)廣播標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間和頻率信號(hào)。隨著國家通信廣播事業(yè)的發(fā)展，中國計(jì)量科學(xué)研究院在中央電視臺(tái)的廣播中心放置了小型銫束原子頻標(biāo)，中央電視臺(tái)利用彩色電視副載波定期播放標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)。1985年開始試播

7、標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)，使用戶可以直接接收并直接校正現(xiàn)場(chǎng)的時(shí)間和頻率測(cè)量?jī)x器。第五，量值傳遞的技術(shù)基礎(chǔ)：確保以最高的精度再現(xiàn)測(cè)量結(jié)果，將國家計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的量值傳遞給工作計(jì)量器具的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)體系；用于確保測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確性和一致性，或確保材料成分和性能測(cè)試的準(zhǔn)確性和一致性的標(biāo)準(zhǔn)材料體系；計(jì)量器具的研究、生產(chǎn)和維修體系；計(jì)量器具新產(chǎn)品識(shí)別系統(tǒng)；測(cè)量?jī)x器等的檢定系統(tǒng)。第六，價(jià)值傳遞的法律基礎(chǔ)：計(jì)量法及相關(guān)法律法規(guī)；計(jì)量檢定系統(tǒng)；計(jì)量檢定規(guī)程；具有法律性質(zhì)的業(yè)務(wù)規(guī)范，第七章。價(jià)值傳遞的組織基礎(chǔ)：國家計(jì)量部門；地方各級(jí)計(jì)量部門；各部委計(jì)量部門和相關(guān)研究機(jī)構(gòu)；企事業(yè)單位的計(jì)量機(jī)構(gòu)和相關(guān)實(shí)驗(yàn)室；在培養(yǎng)計(jì)量人才的高校中，第二部

8、分是量值溯源，是量值溯源的簡(jiǎn)稱。這意味著任何一種測(cè)量?jī)x器所測(cè)量的測(cè)量結(jié)果都可以通過連續(xù)的比較鏈與測(cè)量基準(zhǔn)所再現(xiàn)的測(cè)量單位聯(lián)系起來，并可以追溯到測(cè)量單位的來源。換句話說，可追溯性是價(jià)值傳遞的逆向過程。，準(zhǔn)確和一致的值的前提是測(cè)量結(jié)果必須具有“可追溯性”，即測(cè)量值必須具有可與國家或國際測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)相聯(lián)系的特性。為了獲得這一特性，要求用于測(cè)量的測(cè)量?jī)x器必須通過具有適當(dāng)精度的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的驗(yàn)證，并且這一測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)要經(jīng)過前一級(jí)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的驗(yàn)證，這種驗(yàn)證可以逐步進(jìn)行，直到國家或國際測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，即比較鏈。所謂的連續(xù)比較鏈?zhǔn)侵赣蓭讉€(gè)具有不同精度等級(jí)的測(cè)量鏈形成的一系列測(cè)量鏈，從低級(jí)到高級(jí)，直到測(cè)量基準(zhǔn)被逐步連續(xù)檢測(cè)。計(jì)量鏈

9、是指從輸入到輸出的計(jì)量信號(hào)通道，由計(jì)量?jī)x器或裝置中的一系列單元組成。典型的計(jì)量鏈通常包括三個(gè)主要部分或環(huán)節(jié)：輸入、中間轉(zhuǎn)換和輸出。輸入部分直接接收測(cè)量信息，并將其轉(zhuǎn)換為信號(hào)，用于下一步處理，如傳感器和檢測(cè)器。中間轉(zhuǎn)換(也稱二次轉(zhuǎn)換)部分是對(duì)輸入部分給出的信號(hào)進(jìn)行必要的二次轉(zhuǎn)換，以滿足輸出部分的需要，如放大器、衰減器、濾波器、調(diào)制器、解調(diào)器、運(yùn)算單元等。輸出部分將測(cè)量信號(hào)的等效信息顯示或輸出到特定的接收設(shè)備，例如顯示器、記錄器等。例如，由麥克風(fēng)、衰減器、濾波器、放大器和電壓表組成的電聲測(cè)量鏈。所有可以獨(dú)立測(cè)試的測(cè)量?jī)x器，更不用說測(cè)量裝置，都可以看作是包含上述環(huán)節(jié)的測(cè)量鏈。為了使任何測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)或普通

10、測(cè)量?jī)x器所再現(xiàn)的單位(包括其倍數(shù)和分?jǐn)?shù))或測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確一致(當(dāng)然是在給定的誤差范圍或不確定度內(nèi))，有必要追蹤其來源。換句話說，計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)和常用計(jì)量器具的所有者要想使其具有準(zhǔn)確一致的計(jì)量特性并被社會(huì)認(rèn)可，從而發(fā)揮其應(yīng)有的作用，就必須進(jìn)行計(jì)量檢定(或校準(zhǔn))，即直接或間接將他們給出的值追溯到同一個(gè)計(jì)量基準(zhǔn)。否則，如果價(jià)值來自多個(gè)來源，就沒有“準(zhǔn)確性”或“一致性”，這將失去測(cè)量的社會(huì)意義，甚至導(dǎo)致嚴(yán)重后果。值可追溯性是值可追溯性和值傳遞之間的區(qū)別，值可追溯性是一種特性，它使測(cè)量結(jié)果或測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的值能夠通過具有指定不確定性的不間斷比較鏈與指定參考標(biāo)準(zhǔn)相聯(lián)系。它要求實(shí)驗(yàn)室根據(jù)自身檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)值主動(dòng)與上級(jí)檢定

11、機(jī)構(gòu)取得聯(lián)系，跟蹤高于自身準(zhǔn)確度的值(一般遵循1/10或1/3規(guī)則)，并進(jìn)行比較以確定自身準(zhǔn)確度。價(jià)值轉(zhuǎn)移是指上級(jí)價(jià)值驗(yàn)證部門將其自身的價(jià)值轉(zhuǎn)移到低于其準(zhǔn)確度的部門，主要是指國家強(qiáng)制驗(yàn)證的內(nèi)容?？勺匪菪院蛡鬟f的主要區(qū)別在于可追溯性是一種自下而上的主動(dòng)活動(dòng)；數(shù)量轉(zhuǎn)移是自上而下的活動(dòng)，這是強(qiáng)制性的。此外，國家計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)通常與其他國家的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)或國際計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較或接受價(jià)值轉(zhuǎn)移，以便與國際價(jià)值保持一致。因此，可追溯性可以與國際價(jià)值相統(tǒng)一，是發(fā)展國際科技交流與合作、消除技術(shù)性貿(mào)易壁壘的重要舉措。第三節(jié)檢定試驗(yàn)，一、檢定試驗(yàn)(1)計(jì)量檢定：通過量值傳遞或量值溯源的方式對(duì)計(jì)量器具的計(jì)量特性進(jìn)行評(píng)價(jià)，并確定

12、其是否合格的所有工作，均已得到相關(guān)計(jì)量部門的認(rèn)可；(2)計(jì)量檢定規(guī)程是為計(jì)量器具檢定而制定的技術(shù)規(guī)程，包括規(guī)程的適用范圍、名稱、計(jì)量性能、檢定項(xiàng)目和計(jì)量器具的檢定方法。計(jì)量檢定規(guī)程由t(3)人員要求和正式計(jì)量檢定工作應(yīng)由掌握計(jì)量器具性能并具有操作技能和經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)計(jì)量檢定人員承擔(dān)。計(jì)量檢查員必須經(jīng)考試合格，取得檢查員證后，方可上崗；否則，不得從事正式計(jì)量檢定。(4)幾個(gè)概念，所有正式檢定都必須經(jīng)相關(guān)計(jì)量部門批準(zhǔn)；測(cè)試通常是指具有一定實(shí)驗(yàn)(探索)特性的測(cè)量，一般沒有嚴(yán)格的規(guī)則可循，不需要計(jì)量行政部門的審批。然而，測(cè)試單位仍然對(duì)測(cè)試結(jié)果或數(shù)據(jù)負(fù)責(zé)。校準(zhǔn)是指在特定條件下確定測(cè)量?jī)x器指示誤差的操作。校準(zhǔn)

13、結(jié)果可以直接分配給刻度上的標(biāo)記，也可以以校準(zhǔn)系數(shù)或校準(zhǔn)曲線的形式表示。校準(zhǔn)主要是確定測(cè)量?jī)x器的示值誤差，但也可以確定測(cè)量?jī)x器的其他測(cè)量特性。也就是說，校準(zhǔn)還可以評(píng)估測(cè)量?jī)x器的所有測(cè)量特性，從而可以自然地得出它們是否合格的結(jié)論?！靶?zhǔn)”和“驗(yàn)證”之間沒有實(shí)質(zhì)性區(qū)別。事實(shí)上，示值誤差是測(cè)量?jī)x器測(cè)量特性的主要體現(xiàn)。因此，校準(zhǔn)和驗(yàn)證是價(jià)值傳遞或可追溯性的具體方式；正式校準(zhǔn)的要求(包括校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室的整體能力、具體的校準(zhǔn)方法、校準(zhǔn)設(shè)備、環(huán)境條件和人員技能等)。)與用于驗(yàn)證的相同，并應(yīng)嚴(yán)格遵守相應(yīng)的規(guī)定。(5)檢定在計(jì)量工作中的地位檢定是傳遞或跟蹤量值，保證量值的準(zhǔn)確性和一致性的重要措施。因此，檢定在計(jì)量工作

14、中起著重要的作用。檢定必須執(zhí)行計(jì)量檢定規(guī)程中對(duì)計(jì)量器具檢定的要求，主要是基本的計(jì)量持久性。對(duì)于某些測(cè)量?jī)x器，如準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性、靈敏度等。影響精度的其他測(cè)量特性，如零點(diǎn)漂移、線性度、遲滯等。也適用于測(cè)量動(dòng)態(tài)量的測(cè)量?jī)x器，如頻率響應(yīng)、時(shí)間常數(shù)等。在評(píng)定測(cè)量特性之前，檢定人員必須首先檢查被測(cè)測(cè)量?jī)x器的非測(cè)量特性，如外觀、工作正常性等。然后校準(zhǔn)它們。校準(zhǔn)結(jié)果可用于評(píng)估測(cè)量?jī)x器、測(cè)量裝置或物理測(cè)量工具的指示誤差，或?yàn)槿魏慰潭壬系臉?biāo)記賦值。校準(zhǔn)還可以確定其他測(cè)量特性。如果被測(cè)測(cè)量?jī)x器的指示偏差過大，調(diào)整的定義是：“使測(cè)量?jī)x器正常工作并適合無偏差使用的操作”。有些測(cè)量?jī)x器在送檢時(shí)沒有標(biāo)注數(shù)值(如標(biāo)準(zhǔn)硬度塊)

15、。它需要分配測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。該操作稱為校準(zhǔn)或校準(zhǔn)。對(duì)于參考材料，它被稱為固定值。1.計(jì)量器具的準(zhǔn)確度用檢定過程中的基本誤差來表示。基本誤差是指測(cè)量?jī)x器在規(guī)定的正常工作條件下的誤差，也稱為固有誤差。2.正常工作條件是指檢定規(guī)程或計(jì)量器具說明書中規(guī)定的工作條件。由于超過規(guī)定的正常工作條件而增加的誤差稱為附加誤差。因此，在檢定過程中，應(yīng)創(chuàng)造正常的工作條件，以避免誤判被測(cè)測(cè)量?jī)x器是否合格。(6)檢定中的一些主要參數(shù)，如保持被測(cè)測(cè)量?jī)x器的溫度與檢定室的溫度一致，因此在檢定前，必須將被測(cè)測(cè)量?jī)x器從包裝箱中取出，在檢定室放置幾個(gè)小時(shí)以上(放置時(shí)間取決于被測(cè)測(cè)量?jī)x器的結(jié)構(gòu)、體積和要求的精度，一般至少4小時(shí))，然后才

16、能進(jìn)行檢定。測(cè)試人員應(yīng)戴手套，以避免手溫度傳遞到被測(cè)測(cè)量?jī)x器而導(dǎo)致的額外誤差。3.測(cè)量?jī)x器的穩(wěn)定性是指測(cè)量?jī)x器在特定工作條件下保持其測(cè)量特性不變的能力。穩(wěn)定性通常與時(shí)間有關(guān)，可分為短期穩(wěn)定性和長期穩(wěn)定性。測(cè)量的重復(fù)性必須非常好。4.測(cè)量的重復(fù)性是指在相同的測(cè)量條件下(如使用相同的方法、相同的觀測(cè)器、相同的測(cè)量?jī)x器)，同一被測(cè)量在短時(shí)間間隔內(nèi)被多次測(cè)量時(shí)，測(cè)量結(jié)果的一致性。測(cè)量的重復(fù)性通常由隨機(jī)不確定性來估計(jì)。長期穩(wěn)定性一般是指在檢定期間，測(cè)量?jī)x器保持其測(cè)量特性不變的能力，因此，在將測(cè)量?jī)x器送去檢驗(yàn)時(shí)，必須附上最后的檢定證書，以考察長期穩(wěn)定性。對(duì)于新制造的計(jì)量器具或無二次檢定證書的計(jì)量器具，由于不知道其長期穩(wěn)定性，有時(shí)需要在檢定一次后放置幾個(gè)月，然后重新檢驗(yàn)以考察其長期穩(wěn)定性。對(duì)于一些短期穩(wěn)定性和長期穩(wěn)定性良好的在用測(cè)量?jī)x器，當(dāng)其固定偏差稍超過允許誤差時(shí)，可以給出修正值，使得修正值只能消除被測(cè)測(cè)量?jī)x器的系統(tǒng)誤差，而不能消除隨機(jī)誤差。因此，對(duì)于穩(wěn)定性差的測(cè)量?jī)x器，不允許使用校正值，否則會(huì)造成可以校正和使用的假象。被測(cè)測(cè)量?jī)x器應(yīng)使用哪一級(jí)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)