量值傳遞和量值溯源的實(shí)施

劉 丹

（遼陽(yáng)市計(jì)量測(cè)試所，遼寧遼陽(yáng) 111000）

0 引言

加強(qiáng)計(jì)量監(jiān)督管理對(duì)推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著重要意義，而計(jì)量是強(qiáng)化計(jì)量監(jiān)督管理的重要手段，保證測(cè)量結(jié)果的一致性、有效性，就需要從量值傳遞、量值追溯兩個(gè)方面出發(fā)。量值傳遞、量值追溯是保障計(jì)量精度、一致性的重要手段，二者之間具有相關(guān)聯(lián)系也有互逆過程。在日常生活中，需要掌握好計(jì)量器具的不同特點(diǎn)和特性，強(qiáng)化量值傳遞與量值溯源工作。構(gòu)建完善的量值傳遞與溯源體系，為社會(huì)發(fā)展、計(jì)量監(jiān)督管理提供更加標(biāo)準(zhǔn)、有效的數(shù)據(jù)結(jié)果，從而為社會(huì)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)貿(mào)易、科研工作提供更高質(zhì)量的服務(wù)。

1 量值傳遞和量值溯源

1.1 概念

量值傳遞是計(jì)量基準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)單位量值，采用計(jì)量檢定的方法傳遞到下一個(gè)等級(jí)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，依次向下一級(jí)傳遞，確保檢測(cè)對(duì)象的一致性。

量值預(yù)算是結(jié)合不確定度、不間斷的比較鏈條，讓測(cè)量結(jié)果、測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值可以標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值聯(lián)系起來。并且該特性使相同的測(cè)量結(jié)果都可以溯源到一個(gè)計(jì)量基準(zhǔn)，從而確保計(jì)量工作的一致性、精準(zhǔn)性。

1.2 案例

線紋尺是測(cè)量長(zhǎng)度尺寸的常見工具，其量值傳遞為：國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)633 nm 波長(zhǎng)基準(zhǔn)采用比較測(cè)量方案檢定激光干涉比長(zhǎng)儀；激光干涉比長(zhǎng)儀采用直接測(cè)量法檢測(cè)一等標(biāo)準(zhǔn)金屬線紋尺；一等標(biāo)準(zhǔn)金屬線紋尺采用比較測(cè)量法檢測(cè)二等標(biāo)準(zhǔn)金屬線紋尺碼；二等標(biāo)準(zhǔn)金屬線紋尺采用直接測(cè)量法檢測(cè)法定工作計(jì)量器具鋼直尺。之后使用鋼直尺生產(chǎn)測(cè)量當(dāng)中所獲取的長(zhǎng)度，根據(jù)上述不間斷的鏈條與初級(jí)國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)633 nm 相聯(lián)系，這樣即可確保計(jì)量的精準(zhǔn)性，此過程就是量值傳遞[1]。

上述的一系列過程就是通過一條不間斷鏈條和633 nm 波長(zhǎng)基準(zhǔn)進(jìn)行聯(lián)系的特性，就是從最終溯源到最初測(cè)量。生產(chǎn)廠家將鋼直尺具備的三等標(biāo)準(zhǔn)金屬線紋尺計(jì)量結(jié)構(gòu)檢定當(dāng)中，三等標(biāo)準(zhǔn)線紋尺經(jīng)過了二等、一等標(biāo)準(zhǔn)線紋尺與國(guó)家633 nm 波長(zhǎng)基準(zhǔn)檢定，鋼直尺在生產(chǎn)中所測(cè)量的長(zhǎng)度值就是量值的溯源數(shù)據(jù)。

1.3 案例分析

鋼尺生產(chǎn)完畢之后，由專門機(jī)構(gòu)采用三等標(biāo)準(zhǔn)以及金屬線紋計(jì)量檢定，三等標(biāo)準(zhǔn)線經(jīng)過了二等、一等標(biāo)準(zhǔn)線紋尺通過國(guó)家633 nm 檢定，這樣即可實(shí)現(xiàn)鋼直尺生產(chǎn)當(dāng)中所得的測(cè)量值的溯源性。量值傳遞關(guān)系、量值溯源關(guān)系是由國(guó)家計(jì)量檢定系統(tǒng)計(jì)算得出。為了讓量值傳遞、量值溯源有序進(jìn)行。計(jì)量檢定系統(tǒng)表為確保規(guī)定程序所編制的一種文件。該文件對(duì)各類計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、工具提出了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，這樣即可保障測(cè)量器具經(jīng)過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)以及各級(jí)計(jì)量傳遞，從而保證計(jì)量數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性，其包含了國(guó)家計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)到各個(gè)等級(jí)計(jì)量之間的傳遞性，實(shí)現(xiàn)了不同標(biāo)準(zhǔn)器復(fù)現(xiàn)、保存量值不確定度以及國(guó)家計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)傳遞的能力。

2 量值傳遞與量值溯源關(guān)系

量值傳遞和量值溯源是一個(gè)計(jì)量過程中的2 種表達(dá)方法，也就是將不同的測(cè)量方法從國(guó)家基準(zhǔn)到各個(gè)等級(jí)之間的檢定，由高到低逐次進(jìn)行下一級(jí)計(jì)量傳遞，最后落實(shí)到計(jì)量器具當(dāng)中。作為某個(gè)計(jì)量單位的定值依據(jù)，這個(gè)依據(jù)的源頭就是國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)，也就是精度最高點(diǎn)，并逐漸朝下傳遞，但是量值精度也會(huì)隨之降低。指導(dǎo)計(jì)量器具生產(chǎn)、生活與科學(xué)實(shí)驗(yàn)所獲取測(cè)量數(shù)值會(huì)形成一個(gè)由上到下測(cè)量值傳遞鏈。但是在使用中的工作計(jì)量器具所獲取的測(cè)量值，不間斷的鏈條與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)相連實(shí)現(xiàn)了量值溯源，也被稱之為溯源鏈條。為了確保測(cè)量數(shù)值足夠精準(zhǔn)，每個(gè)傳遞鏈當(dāng)中都要確定每個(gè)測(cè)量等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)維度，這樣在由上到下傳遞當(dāng)中可以減少損失，保障量值傳遞與溯源的真實(shí)有效性。二者之間呈現(xiàn)為溯源互逆過程[2]。

量值傳遞也是由上而下的進(jìn)行傳遞，在各個(gè)鏈條傳遞當(dāng)中，最終溯源就是國(guó)家計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。并且很多國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)在研究中，都要構(gòu)建一個(gè)社會(huì)公共的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)以及相應(yīng)檢定機(jī)構(gòu)，如部分計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建在省級(jí)以上政府的主管部門；事業(yè)單位計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建在企業(yè)事業(yè)單位，最終所生成的計(jì)量設(shè)備被應(yīng)用在科研、生產(chǎn)、貿(mào)易當(dāng)中。由此可見，量值溯源作為一種由上到下的追溯行為，溯源的起點(diǎn)是計(jì)量工具所測(cè)得的數(shù)值，并將這個(gè)數(shù)值溯源到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。在整個(gè)溯源途徑當(dāng)中，可以逐級(jí)也可以跨級(jí)進(jìn)行校準(zhǔn)，讓最終的測(cè)量結(jié)果和國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)量值的關(guān)系，并且所追溯的鏈條要保持連續(xù)性，不可中斷。國(guó)家源頭作為量值定值的最終依據(jù)，是最高精準(zhǔn)度。在生產(chǎn)與生活當(dāng)中，最終都會(huì)經(jīng)過國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn)，也就是從基礎(chǔ)到源頭的鏈條中，得到計(jì)量器具的最終測(cè)量值。量值溯源主要是通過逐級(jí)送檢來實(shí)現(xiàn)。

3 量值傳遞和量值溯源的實(shí)施

3.1 檢定和校準(zhǔn)

檢定和校準(zhǔn)作為量值溯源的主要方式。檢定是指計(jì)量器具是否能夠達(dá)到法定標(biāo)準(zhǔn)和要求，主要涵蓋了檢驗(yàn)、標(biāo)記、出具證書。國(guó)家相關(guān)法律強(qiáng)制性要求計(jì)量器具檢定。也就是在實(shí)施當(dāng)中，已經(jīng)被賦予的法制性計(jì)量器具，要定期向計(jì)量機(jī)構(gòu)送檢，計(jì)量機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)進(jìn)行檢定。并且我國(guó)社會(huì)公用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、企事業(yè)單位的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)也實(shí)現(xiàn)了法制性檢定，憑借國(guó)家頒布的檢定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。在檢定結(jié)果當(dāng)中，要提出計(jì)量器具是否合格的結(jié)論，同時(shí)出具證書、加蓋印記[3]。

校準(zhǔn)是在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)上，檢測(cè)計(jì)量器具所測(cè)量的數(shù)值是否與標(biāo)準(zhǔn)值有過大的誤差，并讓計(jì)量器具測(cè)量數(shù)值向標(biāo)準(zhǔn)值方向靠近。校準(zhǔn)結(jié)果要體現(xiàn)在校準(zhǔn)報(bào)告當(dāng)中，除了文字、數(shù)字表示外，還可以采用曲線圖、校準(zhǔn)因素表示。

檢定和校準(zhǔn)相比，校準(zhǔn)不具備法制性、強(qiáng)制性，是用戶對(duì)計(jì)量器具的資源溯源行為。檢定工作具有法制性和強(qiáng)化性，是一種計(jì)量執(zhí)法行為。校準(zhǔn)是為了確定計(jì)量器具的使用誤差；檢定是對(duì)計(jì)量器具的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是否符合要求進(jìn)行全面評(píng)定，并判定計(jì)量器具是否合格。檢定必要按照國(guó)家計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程展開工作，校準(zhǔn)通常是依靠標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行，但也自行制定標(biāo)準(zhǔn)。隨著我國(guó)計(jì)量相關(guān)法律不斷完善，校準(zhǔn)也成為了計(jì)量器具性能完善的重要方式，扭轉(zhuǎn)了過去檢定替代校準(zhǔn)的形式。通過不斷加強(qiáng)校準(zhǔn)工作，不僅可以有效提高技術(shù)能力，保證工作的精準(zhǔn)性、一致性，還可以降低量值溯源成本，提升綜合效益。

3.2 無法溯源措施

（1）自校。很多行業(yè)專用儀器、自主研發(fā)計(jì)量器具，檢定機(jī)構(gòu)沒有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢定，所以這部分計(jì)量器具可以自校。如吸阻標(biāo)準(zhǔn)棒是一種特定計(jì)量器具，所以計(jì)量機(jī)構(gòu)沒有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，而是通過自主研發(fā)的A06 吸阻儀進(jìn)行溯源測(cè)試。

（2）能力驗(yàn)證。在相同的實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行項(xiàng)目或參數(shù)測(cè)試，可以間接測(cè)量檢定數(shù)值的精度。如煙氣分析的共同實(shí)驗(yàn)室中，如果所獲得的數(shù)據(jù)結(jié)果較好，可以間接驗(yàn)證吸煙機(jī)鐘型曲線符合抽吸流程標(biāo)準(zhǔn)要求，在沒有抽吸流量圖測(cè)試儀的條件下，該流量曲線可以用作精度判定的證明。

（3）對(duì)比。在計(jì)量器具無法進(jìn)行溯源時(shí)，通過對(duì)比方法從而判定是否滿足要求。不同計(jì)量器具的對(duì)比內(nèi)容包括同量程、同參數(shù)等。如吸阻標(biāo)準(zhǔn)棒沒有檢定標(biāo)準(zhǔn)和器具時(shí)，只能采用對(duì)比分析方法，進(jìn)行低值標(biāo)準(zhǔn)棒、高值標(biāo)準(zhǔn)棒的相互對(duì)比分析。此外，還可以從管理監(jiān)督對(duì)溯源、驗(yàn)證進(jìn)行對(duì)比分析。其主要包括：①購(gòu)置新的檢定儀器，按照設(shè)備使用規(guī)程進(jìn)行檢定或自校，考察檢定單位資質(zhì)是否在溯源圖上有相應(yīng)的位置，否則必須檢定；②周期檢定按照實(shí)驗(yàn)室所編訂的周期表進(jìn)行檢定或自校；③臨時(shí)檢定是在設(shè)備儀器產(chǎn)生了故障且維修正常之后，對(duì)故障部分進(jìn)行檢定或自校[4]。

3.3 量值傳遞和量值溯源體系改進(jìn)

我國(guó)現(xiàn)有的量值傳遞體系還伴有計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的影子，具有很強(qiáng)的法制性、計(jì)劃性，很多檢定流程都是在實(shí)驗(yàn)室中展開，企業(yè)不得自行調(diào)整。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體系中，產(chǎn)品質(zhì)量直接關(guān)乎著企業(yè)的生存與發(fā)展，而測(cè)量結(jié)果是否正確，是否能夠滿足國(guó)家基準(zhǔn)是企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量保障的一部分[5]。所以企業(yè)測(cè)量設(shè)備質(zhì)量保障中量值溯源是重要的一部分。企業(yè)計(jì)量器具質(zhì)量保障需要進(jìn)行量值溯源，并且是企業(yè)的自覺行為。量值溯源要求在計(jì)量器具校準(zhǔn)中獲取更加精準(zhǔn)的計(jì)量數(shù)據(jù)信息，具有靈活性、自覺性特征。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制下，需要企業(yè)對(duì)既有的量值傳遞體系進(jìn)行完善和調(diào)整，除了要強(qiáng)化計(jì)量發(fā)展管理工作，還要對(duì)溯源方式進(jìn)行補(bǔ)充，從而滿足當(dāng)代企業(yè)的發(fā)展需求，與國(guó)際相接軌。

3.4 加強(qiáng)企業(yè)最高計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核

很多大型企業(yè)為了能夠提升內(nèi)部生產(chǎn)效率，構(gòu)建了企業(yè)量值傳遞標(biāo)準(zhǔn)，購(gòu)置高精度計(jì)量器具，定期展開校準(zhǔn)工作。但是由于量值傳遞環(huán)境、操作人員、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)等方面的缺失，導(dǎo)致量值傳遞、量值溯源精度不足。因此，計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核要嚴(yán)格按照《計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》展開工作[6]。聘請(qǐng)計(jì)量專家到企業(yè)開展最高計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核工作，確保計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系下操作，確保量值溯源。計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核作為一種技術(shù)認(rèn)證手段，考核內(nèi)容主要包括計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)自身、輔助與配套設(shè)施、計(jì)量環(huán)境條件、操作人員素養(yǎng)、質(zhì)量保證體系等方面。通過展開嚴(yán)格的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核工作，可以提高企業(yè)量值傳遞、量值溯源的精度、合法性，最大程度上減少生產(chǎn)、計(jì)量中造成的數(shù)據(jù)偏差問題。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，為了能夠避免企業(yè)規(guī)模、技術(shù)水平、管理水平差異造成的量值溯源、量值傳遞誤區(qū)，必須要對(duì)量值傳遞、量值溯源有一個(gè)明確的認(rèn)識(shí)。通過加強(qiáng)檢定和校準(zhǔn)、提出無法溯源措施、改進(jìn)體系、加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)考核等，這樣才能夠保證計(jì)量精度，實(shí)現(xiàn)量值溯源。