中國直升(shēng)機設計研(yán)究所計量理化測試中心 李豔萍
測量設備在校準後,必不可少的一項工作是對校準數據進行(háng)分析,驗證(zhèng)該測量設備的計量特性是否滿足被測對象的計量要求(qiú),即滿足實驗室認可準則的要求,因為用於不同的(de)被測對象或用於不(bú)同的測量過程時,由於測量(liàng)過程所(suǒ)規定的計量要求不同,可能會有驗證合格或驗證不(bú)合格的兩種結(jié)論。所以,測量(liàng)設備(bèi)進行(háng)了校準,也不一定能滿足所(suǒ)需要的計量要求,隻有驗證合(hé)格後,才能用於實(shí)驗室的檢測校準(zhǔn)工作。
由於(yú)示值誤差是測量設備最主要(yào)的計量特性之一,因此,主要對測量設備的示值誤差是否在所規定的最大允許誤差MPE範圍內進(jìn)行驗證。
合格判據與測量不確定(dìng)度有關,通常U是包含因子k=2的擴展不確定(dìng)度,也可以是估算自由度U95。
一(yī)、考慮測量不確定度影響的驗證(zhèng)
當被驗證測量設備的示值誤差Δ的絕對值不大於其最(zuì)大允許誤差的絕對值|MPE|與示值誤差的擴(kuò)展不確定度U之差時,為合格,即
Δ|≤|MPE|-U (1)
為(wéi)合格。
例如(rú),用標準數字電壓表對1台多功能(néng)校(xiào)準源的輸(shū)出直流電壓進行校準,如在10V測量點的示值誤差是-6×10-5V,最大允(yǔn)許(xǔ)誤差(chà)MPE為±1.4×10-4V,該測量點的擴展不確定(dìng)度U=4.9×10-5(k=2)時,由於|Δ|=6×10-5<|MPE|-U=1.4×10-4-4.9×10-5=9.1×10-5,因(yīn)此被檢多功能校準源10V點的(de)示值誤差合(hé)格(gé)。
當被驗證測量設備的示值誤差Δ的絕對值大於或等於其最大允許誤差(chà)的絕對值與示值誤(wù)差的擴展不確定度(dù)U之和時,為不合格,即
Δ|≥|MPE|+U (2)
為不合格(gé)。
在上例中如果示值誤差是-20×10-5V,則大於|MPE|+U=1.4×10-4+4.9×10-5=18.9×10-5V,因此被(bèi)檢多功(gōng)能校準源10V點的(de)示值誤差不合(hé)格。
當示值誤(wù)差Δ的(de)絕對值大於其最大(dà)允許誤差的(de)絕對值與示值誤差的擴展不確定度U之差並小於其最(zuì)大允許誤差的絕對值與示(shì)值誤差(chà)的擴展不確定度U之和時,不能(néng)下合格或不合格的結論,即
MPE|-U<|Δ|<|MPE|+U
為待定區。
這時應采用(yòng)更高準確度的(de)計量標準重新校(xiào)準,以降低測量不確定度U,再重新(xīn)進行驗證。
二、當測量(liàng)不確定度比足夠小時,可忽略測量不確定度的影響
被測儀器的允許最大誤差極限與計量標準的不(bú)確定度之比稱(chēng)為測量不確定度(dù)比,國內JJG檢定規(guī)程要求測量不確定度比為3∶1,國防係統要求測量不確定度比為4∶1,也就是說,當測量不確定度比達到3∶1或4∶1以上時,則可不(bú)考慮示值誤差評定的測量不確定(dìng)度影響。
此時式(1)簡(jiǎn)化為(wéi)|Δ|≤|MPE|,即被驗證儀器的示值誤差在其最大允許(xǔ)誤差範圍內時合格。
式(2)簡化為|Δ|>|MPE|,即被驗證儀器(qì)的示值(zhí)誤(wù)差(chà)超出其最(zuì)大允許誤差時不合格。
例如,當上例(lì)中10V點的擴展不確定度U=2×10-5(k=2)時,由於測量不確定度比(bǐ)大於3∶1,可忽略測量(liàng)不確定度(dù)的影響(xiǎng),此時按照(zhào)|Δ|=6×10-5<|MPE|=1.4×10-5來判定10V點的示值(zhí)誤差合格。
當(dāng)被驗證(zhèng)測量設備包括兩個或兩個以上測量範圍,並對應不同的技術指標時,應分別對各個測量範圍進行驗證。
對多參數測量設備,如多功(gōng)能校準(zhǔn)源,有直流電(diàn)壓、直(zhí)流電流、交流(liú)電壓(yā)、交流電(diàn)流、電阻、溫度、電容等非(fēi)常多的參數,對各個參數,均需要分別驗證。
實驗室的測量設備(bèi)校準後,隻有經過了計量驗證,才能得出是否滿足預期使(shǐ)用要(yào)求的(de)結論,並(bìng)貼上相應的狀態標(biāo)誌後再(zài)投入使用,這樣才能使實驗室檢測和(hé)校準工作的準確性和有效性得(dé)到保證。
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更多>2019-01-29