校準(zhǔn)或檢定結(jié)果驗(yàn)證方法的探討
JJF1033-2008《計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》之4.5.3.6規(guī)定，“檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的驗(yàn)證方法正確，驗(yàn)證結(jié)果符合要求”，此項(xiàng)目為必須考核的內(nèi)容之一。筆者長(zhǎng)期從事特大型企業(yè)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)管理工作，在工作中發(fā)現(xiàn)要做到上述要求很難，并因此引發(fā)了一些思考。現(xiàn)與同行共同探討。
一、驗(yàn)證方法難以實(shí)施
1.傳遞比較法
JJF1033-2008之C.5.2.1規(guī)定，“傳遞比較法是指用被考核的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量一穩(wěn)定的被測(cè)對(duì)象，然后將該被測(cè)對(duì)象用另一更的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量”，若兩者進(jìn)行測(cè)量時(shí)的擴(kuò)展不確定度（k=2，下同）分別為Ulab和Uref，它們的測(cè)量結(jié)果分別為ylab和yref，則在兩者的包含因子近似相等的前提下應(yīng)滿足:
首先，要求用更高一級(jí)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量，是需要送檢的，對(duì)于計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)眾多的企業(yè)來(lái)說(shuō)是一筆不小的開(kāi)支。其次，要求用更高一級(jí)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量及出具擴(kuò)展不確定度，需要跟更高一級(jí)計(jì)量檢測(cè)部門(mén)的領(lǐng)導(dǎo)、收發(fā)室、各檢測(cè)室逐一協(xié)商，且很可能無(wú)功而返。zui重要的是對(duì)大部分計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)，缺少穩(wěn)定的可移動(dòng)的被測(cè)對(duì)象或上一級(jí)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)根本不可能對(duì)它進(jìn)行測(cè)量。如“標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力儀標(biāo)準(zhǔn)裝置”往下傳遞材料試驗(yàn)機(jī)，往上溯源二等標(biāo)準(zhǔn)測(cè)力機(jī)，且不說(shuō)兩者都是大型設(shè)備，原理上就不可能互相檢測(cè)。
2.比對(duì)法
JJF1033-2008之C.5.2.2規(guī)定“如果不可能采用傳遞比較法，就可采用多個(gè)實(shí)驗(yàn)室之間的比對(duì)。假定各實(shí)驗(yàn)室的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)具有相同準(zhǔn)確度等級(jí)，此時(shí)采用各實(shí)驗(yàn)室所得到的測(cè)量結(jié)果的平均值作為被測(cè)量的*估計(jì)值”。并且規(guī)定“參加比對(duì)的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)盡可能多”。在被考核實(shí)驗(yàn)室測(cè)量結(jié)果的方差比較接近于各實(shí)驗(yàn)室的平均方差，以及各實(shí)驗(yàn)室的包含因子均相同的條件下，應(yīng)滿足:
顯然JJF1033-2008的起草人也清楚，大部分計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)采用傳遞比較法進(jìn)行驗(yàn)證不現(xiàn)實(shí)，從而列出了備用的比對(duì)法。問(wèn)題是“盡可能多的且具有相同準(zhǔn)確度等級(jí)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)”到哪去找？不管是計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核部門(mén)還是企事業(yè)單位組織去做，如此浩大且錯(cuò)綜復(fù)雜的工作都是難以實(shí)施的。
二、判據(jù)分析
JJF1033-2008之C.5的“驗(yàn)證方法”中有以下描述:“檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的驗(yàn)證是指對(duì)給出的檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的可信程度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。由于驗(yàn)證的結(jié)論與測(cè)量不確定度有關(guān)，因此，驗(yàn)證的結(jié)論在某種程度上同時(shí)也說(shuō)明了所給出檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度是否合理”。在JJF1033-2001《計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》中直接稱(chēng)之為“不確定度驗(yàn)證”，用來(lái)“檢驗(yàn)所給的不確定度的合理性”。實(shí)際上這兩種說(shuō)法都是指檢驗(yàn)不確定度的合理性，并沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別。
上述兩種實(shí)施方法及其判據(jù)都跟中國(guó)合格評(píng)定國(guó)家認(rèn)可委員會(huì)（CNAS）所發(fā)布的CNAS-CL02《能力驗(yàn)證結(jié)果的統(tǒng)計(jì)處理和能力驗(yàn)證指南》的要求是一致的。從式（1）、式（2）可以看出，只要所給出的不確定度Ulab足夠大，哪怕實(shí)驗(yàn)值偏差大到不合理的程度，式（1）、式（2）也成立，而給出的不確定度恰恰是說(shuō)明檢定或校準(zhǔn)結(jié)果可信程度的指標(biāo)，這與驗(yàn)證的初衷是相反的。
CNAS的檢測(cè)和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可申請(qǐng)是以不確定度為重要指標(biāo)的，這保證了不確定度評(píng)定的合理性，從而保證了式（1）、式（2）可以評(píng)價(jià)檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的可信。而由于傳統(tǒng)沿襲，計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核還是以允許誤差或準(zhǔn)確度等級(jí)為重要指標(biāo)的，大部分測(cè)量設(shè)備使用者并不清楚不確定度的含義，很多從事計(jì)量檢定或校準(zhǔn)工作的人員對(duì)不確定度的評(píng)定也不嫻熟，因此，計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核的結(jié)果驗(yàn)證僅僅引用CNAS的方法就顯得不太合適。
三、不確定度對(duì)結(jié)果影響的分析
測(cè)量不確定度目前的定義為“表征合理地賦予被測(cè)量之值的分散性，與測(cè)量結(jié)果相的參數(shù)”，這個(gè)說(shuō)法稍顯專(zhuān)業(yè)。不確定度過(guò)去的定義有“由測(cè)量結(jié)果給出的被測(cè)量的估計(jì)值中可能誤差的度量”和“表征被測(cè)量值所處的量值范圍”（VIM1984年第1版）。前者可以理解為一定概率下測(cè)量結(jié)果的誤差限，后者可以理解為真值可能出現(xiàn)的區(qū)間。
實(shí)際上完整的測(cè)量結(jié)果（y′）應(yīng)由下式給出:
y′=y±U
式中:y——測(cè)量結(jié)果；U——測(cè)量結(jié)果的擴(kuò)展不確定度。
我們?cè)跈z定過(guò)程中執(zhí)行的是檢定規(guī)程，要求作出是否合格的結(jié)論，如檢定示值誤差小于檢定規(guī)程規(guī)定的允許誤差則判為合格，反之判為不合格。由上式可知不確定度對(duì)檢定結(jié)果存在影響，如圖1所示。
<CTSM> 圖1 檢定結(jié)論判定的各種情況</CTSM>
由圖1可見(jiàn)，在情況2、3、7、8中示值判定是合格的，考慮到在不確定度的影響下，則存在不合格的風(fēng)險(xiǎn)；相反，情況4、9是示值判定為不合格，考慮不確定度的影響則存在合格的可能。在平時(shí)的檢定工作中，結(jié)果判定并不考慮不確定度的影響，故出現(xiàn)邊緣結(jié)果的時(shí)候需謹(jǐn)慎。這說(shuō)明檢定或校準(zhǔn)結(jié)果存在可信度的問(wèn)題，也就是說(shuō)檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度存在是否合理的問(wèn)題，這就是檢定或校準(zhǔn)結(jié)果驗(yàn)證（不確定度驗(yàn)證）的必要性。
顯然，不確定度越小，風(fēng)險(xiǎn)越小，但對(duì)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器等因素的要求也越高。一般來(lái)說(shuō)，如果檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的不確定度（U）小于被檢測(cè)量設(shè)備允差（Δ）的1/3，可以認(rèn)為不確定度對(duì)檢定結(jié)論沒(méi)有影響，我們可以簡(jiǎn)單地計(jì)算一下:
可見(jiàn)，不確定度對(duì)結(jié)果的影響可忽略不計(jì)。
四、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，JJF1033-2008中規(guī)定的“檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的驗(yàn)證”（不確定度驗(yàn)證）很難實(shí)施，且因計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核不同于校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室認(rèn)可，其判據(jù)也并不*合理，根據(jù)不確定度對(duì)檢定或校準(zhǔn)結(jié)果的影響分析，只要我們的不確定度評(píng)定不犯錯(cuò)誤，其數(shù)值不大于被檢測(cè)量設(shè)備允許誤差的1/3，即可認(rèn)為檢定或校準(zhǔn)結(jié)果是可信（不確定度合理）的，無(wú)需進(jìn)行特別的驗(yàn)證。
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