引言

0.4 級精密壓力表廣泛使用在鍋爐、醫用高壓滅菌器、高壓鍋壓力等設備的安全防護中，被列為guojia強檢計量器具，其計量準確性就顯得尤為重要。通過(guò)河南省全省內計量比對，能夠考察該地區各法定技術(shù)機構開(kāi)展 0.4 級精密壓力表檢定情況和人員能力，確保量值溯源的準確可靠。在比對中，通過(guò)對量值選定、實(shí)施方案討論、傳遞標準的測量不確定度評定、數據處理與上報、比對總結報告等一系列技術(shù)活動(dòng)，對參比實(shí)驗室計量標準、環(huán)境條件、人員水平、管理能力、檢測方法、數據處理等各種影響因素都有了進(jìn)一步認識和提高。

 

1　計量比對基本信息

此次比對由主導試驗室河南省計量科學(xué)研究院醞釀實(shí)施方案，全省 21 家技術(shù)機構參加了比對準備會(huì )議，討論并一致通過(guò)了比對實(shí)施的基本信息，見(jiàn)表 1。

 

2　傳遞標準的穩定性分析

由主導實(shí)驗室開(kāi)展前期實(shí)驗，用 0.02 級活塞式壓力計標準裝置對傳遞標準連續 4 個(gè)月每月一次進(jìn)行示值誤差的穩定性試驗；每次試驗值與上次試驗值的#大差值均不超過(guò)傳遞標準#大允許誤差的1/2，即≤ 0.032 MPa，傳遞標準穩定性考核合格。在比對實(shí)驗過(guò)半和結束時(shí)，再由主導實(shí)驗室對傳遞標準做一次核查性的測量，確認核查合格后，比對的現場(chǎng)測量工作才算完成。

比對前、比對中及比對后穩定性試驗數據見(jiàn)表2。 穩定性的標準不確定度取均勻分布，按式（1）計算，Δ 取#大值。

 

3　比對過(guò)程情況分析

本次比對的進(jìn)程非常順利，在比對過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生傳遞標準損壞、延誤時(shí)間等情況，大部分實(shí)驗室在比對點(diǎn)上的 En 值在合理范圍內。下面對在比對過(guò)程中暴露出的問(wèn)題進(jìn)行探究分析。

3.1　比對結果分析

3.1.1　比對結果判定

本次比對，參比實(shí)驗室的測量結果與其不確定度的一致性用歸一化偏差 En 按式（3）進(jìn)行評判

式中：Yji —— 第 j 個(gè)實(shí)驗室上報的第 i 個(gè)測量點(diǎn)上的測量結果；一般情況 k = 2；

　Yri —— 比對實(shí)驗第 i 個(gè)測量點(diǎn)的參考值；

　ui ——第 i 個(gè)測量點(diǎn)上的標準不確定度

式中：uri —— 第 i 個(gè)測量點(diǎn)上參考值的標準不確

定度；

　uji —— 第 j 個(gè)實(shí)驗室在第 i 個(gè)測量點(diǎn)上測量

結果的標準不確定度；

　uei —— 傳遞標準在第 i 個(gè)測量點(diǎn)上在比對期

間的不穩定性對測量結果的影響能力評價(jià)：|En| ≤ 1，為比對結果滿(mǎn)意，|En|>1，為比對結果不滿(mǎn)意。

 

由以上可知，En 表示的是差值（測量結果與參考值）與標準不確定度（參比、主導實(shí)驗室、傳遞標準穩定性）的平方和根之比。En 值表明的是參比實(shí)驗室測量結果是否在參考值的特定測量不確定度中，而不是是否#接近參考值。比對結果接近參考值，En 值不一定就��；測量不確定度大小不同的實(shí)驗室，可能具有相似的 En 值。

 

3.1.2　比對點(diǎn) En 值分析

R 實(shí)驗室和 K 實(shí)驗室匯總數據及 En 值見(jiàn)表 4。

R 實(shí)驗室 4 MPa 比對點(diǎn) En 值為 -1.18，K 實(shí)驗室 12 MPa 比對點(diǎn) En 值為 -1.27，|En|>1，比對結果超出合理的預期，R、K 兩實(shí)驗室應在 4 MPa、12 MPa比對點(diǎn)上，從所使用的計量標準、環(huán)境條件、人員操作、管理能力、檢測方法、數據處理等方面查找分析原因。由于參比實(shí)驗室建立的多是社會(huì )公用計量標準，承擔著(zhù)所在地區壓力量值傳遞的社會(huì )任務(wù)，某一個(gè)比對點(diǎn)的數據不滿(mǎn)意即意味著(zhù)該地區在這個(gè)比對點(diǎn)壓力量值準確性的失控，因此必須采取整改措施，確保壓力量值的準確可靠。

 

3.2　測量方法問(wèn)題

比對方法要求每個(gè)比對點(diǎn)共進(jìn)行 3 個(gè)升降壓循環(huán)共 6 次測量，L 實(shí)驗室比對原始記錄上顯示 16 MPa 比對點(diǎn)未進(jìn)行降壓測量，只記錄了 3 次升壓測量的數據，說(shuō)明對規程 JJG 49-2013 理解不夠，工作不夠嚴謹。

 

3.3　數據修約問(wèn)題

根據本次比對所依據的 JJG 49-2013 規程的要求，傳遞標準計數時(shí)應估讀至精密壓力表#小分度值的 1/10 即 0.01 MPa，因此計算平均值時(shí)也應該將數據修約至小數點(diǎn)后第二位，21 個(gè)參比實(shí)驗室中有10 個(gè) 實(shí) 驗 室（C、D、F、H、I、J、Q、R、S、N）正確地進(jìn)行了數據修約，體現出較好的數據處理能

力，其他實(shí)驗室大多將數據修約至小數點(diǎn)后第三位 ,個(gè)別實(shí)驗室甚至修約到小數點(diǎn)后第四位。見(jiàn)表 5。

3.4　標準裝置問(wèn)題

各實(shí)驗室的標準裝置大都處于完好狀態(tài)，但 G實(shí)驗室標準考核證書(shū)中的 60 MPa 活塞式壓力計在比對前損壞，因此參加比對所用的標準器與計量標準考核證書(shū)中的標準器不一致，而結果滿(mǎn)意。在比對測量能力上沒(méi)有問(wèn)題，后續需要做標準器的變更申請，取得授權認可。

 

3.5　測量結果的不確定度評定問(wèn)題

各參比實(shí)驗室上報的不確定度評定報告存在的問(wèn)題較多，主要集中在以下幾個(gè)方面。

1）只對 1 個(gè)比對點(diǎn)進(jìn)行不確定度分析，如 N 實(shí)驗室只在 4 MPa 比對點(diǎn)進(jìn)行了分析，其余比對點(diǎn)未進(jìn)行任何分析而直接使用 4 MPa 比對點(diǎn)的評定結果，這種不確定度評定方法明顯不夠合理。

2）按照不確定度評定的有關(guān)要求，測量結果的擴展不確定度應小于被測對象#大允許誤差覺(jué)對值的 1/3，否則意味著(zhù)該測量結果不可靠。本次比對的傳遞標準為 0.4 級 0 ～ 16 MPa 的精密壓力表（還有一種是0.05級精密數字壓力表），其#大允許誤差覺(jué)對值的 1/3 為 0.021 MPa，因此參比實(shí)驗室上報的擴展不確定度應小于 0.021 MPa。但是從比對數據匯總表中可以看出，F、I 實(shí)驗室所有比對點(diǎn)的擴展不確定度分別為 0.044 MPa 和 0.04 MPa，K實(shí)驗室 4 MPa 比對點(diǎn)的擴展不確定度均為 0.024 MPa，16 MPa 比對點(diǎn)的擴展不確定度為 0.046 MPa，上述評定結果不符合要求。

3）對不確定度分量的分析存在重復評定的現象。例如，比對方案要求重復性與分辨力需根據分析結果哪個(gè)分量大取哪個(gè)，但是仍有部分實(shí)驗室將兩者同時(shí)計入評定結果。

4）個(gè)別實(shí)驗室以引用誤差計算活塞式壓力計的#大允許誤差，正確方法應該用相對誤差。

5）根據不確定度評定的有關(guān)規定，擴展不確定度應為 1 ～ 2 位有效數字，部分實(shí)驗室上報的擴展不確定度有效數字為三位。

4　結語(yǔ)

本次比對，通過(guò) En 值歸一化偏差的判定對本次全省 21 個(gè)參比實(shí)驗室的檢測能力進(jìn)行評判，絕大部分參比實(shí)驗室的標準裝置是正常的、可靠的，保證了全省壓力社會(huì )計量標準在質(zhì)控范圍內，確保了各參比實(shí)驗室精密壓力表檢定能力保持在良好的水平。對比對結果不理想的實(shí)驗室提出整改要求，大大提升了全省壓力表計量實(shí)驗室的檢定能力。