新的量值传递或溯源方式——“计量保证方案”(MAP)

出处:按学科分类—工业技术 企业管理出版社《计量专业工程师手册》第43页(2709字)

1.计量保证方案(MAP)

“计量保证方案”(Measurement Assurance Program,MAP)是美国标准局(NBS;现为国家标准技术研究院,NIST)从60年代开始探索的。1967年发表了关于该方案的第一篇学术论文,继之又进行了一系列理论探讨和实验研究,先后在质量、量块、直流电压、电阻、电容、电能、温度和激光功率与能量等参数的量值传递或溯源中开展了计量保证方案的试点服务,并取得了明显的效果。

1984年和1985年,美国标准局相继出版了两册专刊,即NBS SP676-Ⅰ、Ⅱ,全面总结和介绍了新的量值传递或溯源方式——计量保证方案(MAP)。

该方案是一种测量过程的品质保证方案。它能定量地给出并验证测得值相对于计量基准或特定标准值的不确定度,以满足用户的要求。

“计量保证方案”是在全面总结了传统的量值传递(或溯源)方式的利弊的基础上,用数理统计的方法对测量过程加以监控而实现的。所以,也可以说,计量保证方案是传统的量值传递(或溯源)与测量过程的统计控制的有机结合。

2.计量保证方案的实施

实施“计量保证方案”,除传统量值传递的基本条件外,还必须具备相应的“传递标准”和“核查标准”(一种用于核查本实验室的计量标准或装置的专用计量标准,通常要求其随机误差小、性能稳定和经久耐用)以及有熟悉数理统计基础知识的专业人员。当然,若能辅以电子计算机则更好。

实施该方案的典型作法是:首先,参加的实验室用本室要求检定(或校准)的计量标准或装置反复检测自己的“核查标准”,从而建立起过程控制参数,并经统计检验表明本检测标准或装置处于稳定的受控状态;其次,主持单位(实验室)用计量基准或特定标准将选定的“传递标准”检测合格后送往参加实验室,并附上有关检测方法和条件等具体要求,但不给原检测的数据;接下来,参加实验室将传递标准作为未知样品按规定的要求用本室申请检定(或校准)的工作标准去检测,并将所测数据以及检测自己的核查标准的数据随同传递标准送往主持单位;然后,主持单位再次对传递标准进行检测,考核其计量特性是否与送出时相符,即进行所谓的闭合检测。如检测结果相符,则量值传递有效,即参加实验室的检测结果可用;否则必须再次进行量值传递;最后,由主持单位对所有数据进行统计分析,并给出检测报告,表明参加实验室的被检计量标准或装置相对于主持单位(实验室)的计量基准或特定标准的差值以及测量过程的不确定度。图1.4-4所示的便是计量保证方案实施的方框图。

图1.4-4 计量保证方案实施的方框图

该方案的重要内容和突出特点是,参加实验室在接受主持单位的量值传递(通过对传递标准的检测)前后,以及两次传递之间的较长时间间隔内,必须经常反复地对本室的核查标准进行检测(数据应随时报送主持单位)并建立起过程控制参数,而且要进行必要的统计检验,以使所有的测量过程均处于连续的统计控制之中。

不难看出,与传统的量值传递方式相比,计量保证方案具有下列特点:

(1)参加实验室的计量检测连续地处于统计控制之中,其检测结果,甚至单次测得值(可视为在受控的长周期内多次测量的一个随机值)的不确定度,皆在所给定的容许范围之内,即测量结果是有保证的,具有明显的溯源性。

(2)减少了量值传递的层次,从而减少了传递过程的精度损失,即提高了量值传递的精度。

(3)解除了计量器具,特别是大型、笨重设备的包装运输之苦,避免了运输过程中的可能损伤。

(4)综合考核了参加实验室的辅助设备、检测方法、环境条件以及检测人员的技能。

(5)节省了计量器具的送检时间,基本上不影响参加实验室的日常检测工作。

(6)保持经常的信息反馈,使得上级计量部门(即主持单位)能全面掌握参加实验室的检测情况,便于及时发现存在的问题。

当然,前已提及,实施计量保证方案必须具备一定的条件,难免要花费较多的资金。另外,主持单位和参加实验室的工作量必然要显着增加。这些,都是不能不予以考虑的。

我国从80年代中期开始,在比较深入地分析和研究了美国计量保证方案的基础上,结合我国的实际情况,进行了量值传递改革的试点,并取得了可喜的成果。

【参考文献】:

[1]国际计量局编(中国计量科学研究院情报室译),国际计量局100周年,技术标准出版社,1980。

[2]国际计量局等编(于渤等译),国际通用计量学基本名词,计量出版社,1985。

[3]中华人民共和国计量法,计量出版社,1985。

[4]NBS,Measurement Assurance Programs Part Ⅰ、Ⅱ,NBSS.P.676-Ⅰ、Ⅱ,1984、1985。

[5]鲁绍曾等,现代计量学概论,中国计量出版社,1987。

[6]王江等,现代计量测试技术,中国计量出版社,1990。

[7]王立吉,计量学概论,中国计量学院,1985。

[8]王立吉,计量学基础,中国计量出版社,1988。

[9]王立吉等,计量质量保证方案,中国计量出版社,1992。

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