校准中的计量溯源性-您的校准可溯源吗?

什么是校准中的计量溯源性?如何溯源?

 

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作者:Heikki Laurila  发布时间:2017年1月18号 上午11:57:22

 

在校准中,计量溯源性是一个基本考虑因素。如果您在工厂里进行的校准是无法溯源的,您就不知道它们究竟是正确的还是不正确的,因此就没有必要再去校准了。

 

在实践中,您会看到“校准溯源性”、“测量溯源性”等术语,有时也会只使用“溯源性”一词表示。尽管在形式上“计量溯源性”是最正确的,但仅仅使用“溯源性”一词可能会引起混淆,因为这个词也可以和其他词相关表示更多意思,如材料溯源性、文件溯源性、需求溯源性矩阵等。

 

在美国,“NIST溯源性”可能是最常用的术语。NIST(美国国家标准技术研究所)采用了VIM(国际计量词汇)的计量溯源性国际定义,下一章将对此进行解释。

 

让我们先看一下计量溯源性的正式定义,然后讨论您需要做什么来声明您工厂中的校准是可溯源的。

 

溯源性的正式定义

 

计量溯源性的正式定义:

 

计量溯源性是一种测量结果的属性。它可以通过记录在案的完整校准链,将结果与参考资料相关联,有助于测量不确定度。

 

此定义基于本文末尾“参考”一章中列出的标准中的官方定义。

 

这个定义里有很多书面的词,我想把它分解成一个更实际、更容易理解的层次。

 

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图1.校准中的计量溯源性可以用金字塔表示。金字塔说明了如何定位溯源性中的不同级别。由于您的所有过程仪表都位于最底层,因此它们的溯源性取决于上述所有级别。

 

实践中的校准/计量溯源链

 

让我们从下到上来看看计量溯源性和溯源链在实际的工厂中是如何存在和运行的:

  • 在您的工厂中,您有许多过程仪表,如变送器,它们定期使用过程校验仪或类似的测量标准器进行校准。
  • 假设过程校验仪是工厂中最高水平的参考标准,它通常会被发送到外部校准实验室进行校准。或者,也可以使用更高水平的参考标准在工厂内部校准过程校验仪。
  • 您工厂的最高参考标准是被送到外部校准实验室(最好是经认可的实验室)进行校准。
  • 外部校准实验室将对其参考进行校准, 以确保可溯源到国家校准实验室或类似实验室。
  • 国家校准实验室与国际级实验室合作,相互进行国际比较,确保其校准处于同一水平。
  • 国际一级的实验室的测量以国际比较、国际定义和公制(国际单位制)的实现为基础。

 

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图2.校准溯源性也可以以链的形式呈现。该链很好地说明了一个事实, 即如果溯源链被破坏, 挂在该溯源链下的所有东西都是无法溯源的。

 

您在链条中的位置越高, 不确定性就越小, 也可以说精度越高。上面简化后的实例显示了您在工厂中进行的过程测量如何通过完整的测量链可溯源到国际水平。 一个常用的说法是 “一条链子的强弱取决于它最薄弱的环节” 在这里是非常有效的。如果链中的任何环节丢失 (或过期), 则低于该级别的所有测量都没有可溯源性, 并且可能误差。

 

在声明您的过程测量是可溯源的之前, 有一些条件需要满足,。在接下来的章节中会提到,有哪些条件需要被满足。

 

什么时候能声明您的测量是可溯源的?

 

定期校准

 

溯源链中的所有校准必须定期进行。如果您曾经校准过参考标准,然后在没有重新校准的情况下持续使用它数年,这远不能满足定期校准的条件。任何测量装置的校准仅在规定的时间内有效。因此,溯源性在校准到期后失效。

 

每一步都需要记录在案

 

溯源链中的每个校准都需要记录下来。当然,这意味着校准结果需要记录在校准证书中,而且校准流程是根据公司质量体系的书面程序完成的。很明显,没有校准证书的校准不是正确的校准,当然也不是可溯源的校准。如果在没有质量体系的环境中进行校准时没有文件化的程序,那么校准是不可靠的,并且不能被证明是可溯源的。

 

每一步都需要包含测量不确定度

 

正如定义所说,溯源链中的每个校准步骤都必须记录相关的测量不确定度,这一点也很重要。

 

如果校准中缺少不确定度信息,则不能声明它是可溯源的。主要原因是,在没有确定记录不确定度的情况下,您可能会用不太准确的测量设备校准一个精确的测量设备。既然校准过程会造成如此大的不确定性,那么校准就变得既不正确的也不可溯源。

 

工厂内部校准

 

通常情况下,过程仪表的内部校准没有得到认可,这意味着它们无法生成认可的校准证书。这一做法非常好,因为在大多数情况下,内部校准获得认证是既不合理也没有必要的。当然,您可以使用一个外部认证的校准服务来校准你的过程仪表,但实际上,在大多数情况下,这是多余的。假设您的工厂遵循质量体系,如ISO 9001质量标准。在一些受管制的行业或关键测量中,过程仪表的认证校准可能值得努力的。在工厂里的内部校准中,您可以将可溯源性从一个参考转移到下一个参考,或者转移到过程仪表,甚至可以在多个级别上多次转移。只要满足基本要求,如但不限于以下要求:

 

  • 校准结果记录在证书中
  • 校准的步骤符合程序
  • 有质量体系
  • 工人的培训和能力足够,并记录在案。
  • 校准的不确定度是已知的并且记录在案。

 

外部校准-认证与否?

 

要使溯源性进入工厂,请将参考标准运送到外部校准实验室进行校准。强烈建议使用认证的校准实验室。不强制使用认证实验室,但如果您使用非认证实验室,则必须确保该实验室是可溯源的,这意味着(但不限于)以下内容:

 

  • 记录该实验室的可溯源性
  • 确认其质量体系和相应的程序均可正常运行
  • 工人的能力足够
  • 校准的不确定度可以被正确计算
  • 校准的不确定度适合您使用。

 

为了找出所有必要的信息,它需要一个专业能力非常强的人执行实验室的审核。如果这是一个认证的实验室,您知道有能力的审核人员会定期对实验室进行审核,确保一切都井然有序。所以使用认可的校准实验室会让一切变得更容易。

 

但无论如何,有一件事始终是要留给您的,那就是上面列表中的最后一个项目——你必须无论如何确保所用实验室的不确定性适合您的参考和您的需要。我见过多次认证的校准证书,其中校准的总不确定度大于校准参考的精度/不确定度规范。

 

因此,即使您使用认证的校准实验室校准您的参考,其不确定性也有可能不适合您的需要。记住,即使校准实验室是经过认证的实验室,也并不意味着它的不确定度对您来说是合适的、足够精确的。外面有许多得到认证的校准实验室,它们可以提供不同的不确定性。不确定度较大的校准实验室也有可能获得认证,但当然,不确定度和范围必然会被记录在证书内,因此您可以这里了解信息,检查是否符合需要。无论如何,当您校准参考标准时,您必须确保您使用的实验室能够为您的需要提供足够高的不确定性。如果使用认证的实验室,您将知道校准的不确定性具体是多少。但是,如果使用非认证实验室,这一切就是未知数。请牢牢记住,实验室有好的参考标准是不够的,其他的资质也必须是满足校准的可溯源性的要求。

 

总结

 

 

简单总结一下,让我们来看看计量可溯源性的定义,并总结一下它在实践中的意义:

 

测量结果的属性,通过记录的完整校准链,结果可与参考相关,每个校准链都有助于测量不确定度。

 

简单来说,这意味着为了可溯源性,每个校准都必须:

 

  • 包括校准证书
  • 包括使用的参考及其可溯源性的指示
  • 根据记录的程序执行
  • 有一个完整的校准链
  • 包括测量不确定度
  • 由经过培训的合格人员执行
  • 有效且未过期