仪器设备计量确认工作总结

仪器设备计量确认工作总结
广电计量研究院电磁兼容研究所 毛洪涛
概述：根据ISO/IEC17025中5.6.1条款的规定:“用于检测和校准的所有设备，包括对检测、校准和抽样结果的准确性或有效性有显著影响的辅助设备(例如用于测量环境条件的设备)在投入使用前应进行校准，实验室应制定设备校准的计划和程序”。实验室质量审查的要求也是逐步深入的，一开始只要求有计量证书就行，现在还要确认计量证书的校验结果是否满足预期用途，达到了计量的效果。这是CNAS审查的一个新要求，促使我们对实验室计量工作进行深入的理解。
对于工作计量器具来说，无论是经过检定还是校准，都应该进行计量确认。计量确认是为确保测量设备处于满足预期使用要求状态所需要的一组操作，校准过后是肯定需要进行计量确认的。检定虽然下了合格与否的结论，但是否满足预期使用要求，仍需要依据该器具使用场合的测量要求和对量具的计量性能要求，与该器具《检定证书》中的检定结果进行比较，确认是否能满足使用的要求。不合格的计量器具只表明它不满足该器具的准确度要求，并不代表它不满足使用的要求(有些器具不影响最后的测量结果可以采取降级、限用等方式处理)。反之，检定合格的计量器具也不一定就能满足某些场合的最高使用要求。
计量确认的初步要求，首先保证能用，符合审查的要求，有用，指标要求太高，实验室测试就没得用了。这一组操作的首要目的是确认测量设备满足预期的使用要求，预期使用的要求来源于测试标准对于测试设备的特性要求，测试限值中主要的内容（幅度、时间等参数），比如接收机、频谱仪在电磁兼容检测中主要用来测量频率、幅值，不同频段主要选择的是带宽，因此计量确认的参数就定为频率测量准确度、幅度测量准确度、带宽准确度三个，以后是否要选择更多的参数确认或者还可以再精简？根据实验室运作的需要再调整。人工电源网络的插入损耗和网络阻抗两个参数都要用到，计量确认一个都不能少。每个设备的预期用途也是可以调整的，人工电源网络可以用作测量传导电压，也可以只用作其他实验的电源阻抗稳定；军用产品的测量精度还没有3C认证要求的高，军用产品测试通过系统校验来保证一致性，对每个设备的精度要求并不是很高；3C认证等市场准入认证检测通过不确定性控制管理来保证一致性，对每个不确定度相关设备精度要求较高。
计量确认中发现的问题，这是GRGT实验室成立几年来首次对计量设备进行全面的确认，军标用的计量证书基本已经确认完了，目前有如下发现：1）计量证书有些相同型号的仪器校准内容和结果相差悬殊，反映了计量操作的一致性也不靠谱，实验室自己的计量确认不可或缺；2）天线系数、分压系数、电流钳和电磁钳转换系数、衰减器插入损耗等测试过程中需要输入接收机进行补偿的数据对测试结果的一致性、准确性影响很大，但是从计量证书上也看不出好坏，必须跟往年的校准系数进行比较方能看出是否偏离正常状态，目前往年数据不全、原厂数据缺失、或者散失在不同的地方，需要比较时难以发挥作用，不同计量单位计量结果的不一致性也很大；3）实验室仪器设备越来越多，如果不分大小，不管对实验室测试准确度的重要性一律送去计量，不仅浪费了很多资源，也给自己增加了行动的桎梏。目前的设备管理工作重点管控了计量证书的按时到位，计量的重要参数还无暇顾及；设备档案未按要求建立，不便比较历年的计量检测数据，监控设备质量、参数变化，比如天线系数的变化偏离过大，不能尽早发现，造成不必要的不确定性风险。附件1是把一个双对数周期天线9128E前几年的计量证书放到一个文件夹里尝试建立的电子档案，数据分析显示从设备使用第二年开始天线系数和增益就发生了很大的偏离，直到最近低频段一米的增益都很小了，如果四年前看到这个预警都应该送回原厂大修了，好在这个天线只用在发射干扰场强，可以通过现场的场强仪控制测量结果，后果只会让功放受累。附件2是军工使用最多的人工电源网络9233-50-TS-50-N的计量证书档案，无法找到原始的技术文件，通过最后一次计量结果的比较发现一个明显的矛盾，最低频率的插入损耗相同的型号一台1.7dB，另一台十几dB相差10多dB，这要是加入了接收机进行补偿会造成多么大的偏差呀？进一步考证和与计量中心的钟工求证，确定十几dB的插入损耗值不符合实际，1.8dB的数值比较接近实际，由此看来这个错误已经存在很久了，只是没有关键设备的电子档案，没有认证比较而没有发现这个错误。当把计量证书放在一起比较的时候就能发现数据的变换，尤其是购买设备时候的说明书、出厂检验等原始数据保存完整的时候，每年的确认过程就能很容易发现仪器设备性能参数的变换，是否还在可接受的范围，是否到了该降级使用的时候，是否应该报废了？一切以仪器设备的计量检测、性能数据评估为标准，避免了人为主观决断的风险。
计量确认的实质，保证检测质量可靠性，表现为可控的不确定度水平，电磁兼容测试多由不同的仪器、辅助设备、标准要求的测试场地、经过训练的操作人员共同组成的电磁兼容性评估系统完成，不能像称量一个物体，由一个电子秤、一把游标卡尺就能解决，只要知道电子秤、游标卡尺的精确度就能知道被称量物体确定的质量水平，而电磁兼容测试必须评估和保证了整个测试系统的不确定度水平，才能保证被评估的设备电磁兼容性在一个确定的准确度水平。仅仅每个设备都满足了计量规范的要求，可以追溯到每个设备的准确度和不确定度水平，但无法确定整个测试系统的不确定度水平，CNAS审查增加计量确认的真实目的便在于让实验室关注到计量的不确定性和整体系统不确定性的联系，从而重视对每个设备与不确定度相关计量参数的管理控制。在测量中对那些已被明显确认了的误差因素，在评估测量不确定度时，必须予以充分考虑。
计量确认的意义重大、责任重大，近年来国内外认可机构对检测实验室的测量不确定度提出了越来越高的要求。GB/T 27025-2008(ISO/IEC17025:2005,idt)中对测量不确定度的要求：检测实验室应具有并应用评定测量不确定度的程序。在进行测量以及在说明和使用测量结果时，应考虑在测量过程中的不确定度。

如何发挥计量确认控制检测质量可靠性的作用？综合分析上述现象，我们的对策是引进计算机技术、大数据管理技术，提高仪器设备管理的水平，电磁兼容实验室不确定度管理的能力。计量确认的岗位要求，需要具备计量和电磁兼容测试全面的知识，有前几年的计量检测数据做分析比较的基础，有系统不确定性评估的培训，我们建议启动一个仪器设备管理系统的项目，首先完善设备计量证书的电子文档，集合设备的原始检验数据、维修记录、期间核查记录等相关数据建立每个设备对应的电子档案尤其是与系统不确定度有联系的关键设备；再建关键设备计量确认的数据库，与不确定度相关的计量数据必须录入，预先设计留给下一步统计分析系统不确定度的空间；识别确认每个电磁兼容测试项目的不确定性因素，建立系统不确定度评估的数学模型，得到软件编程工程师的技术合作编制数据存取、计算分析的程序、仪器设备管理系统的界面等等；调试完善初步的软件产品，电磁兼容实验室仪器设备管理系统，新的计量证书数据录入数据库后，自动更新设备档案，生成计量确认表，由相关仪器操作人员确认证书数据和仪器设备状态，发现问题及时反馈更新数据库，软件自动提取系统不确定度关键数据计算分析，及时发出超过或者临界CNAS不确定度要求限值的预警，及时更换不确定度降级的设备，保证检测结果的准确性，实现了不确定度管理控制的目的。
另外在评估测量不准确度时，还应考虑包括测量设备（含计量标准）、人员的操作程序和环境引起的全部有关误差因素。我们认为这部分测量设备的计量确认应由使用测量设备的相关人员进行计量验证，增加了全员参与不确定度质量管理的力度，有利于实际操作的技术人员认识不确定管理的重要性，从而自觉遵守标准的作业指导降低人员操作的不确定度。可以将计量要求、计量特性和计量验证的结论直接写在校准证书上，也可以单独设计验证记录。例如下表填写“计量确认”记录 ：

总结：经过第一阶段的计量确认工作，明确了计量确认的方针、方法，既军工实验室审查要求重点关注设备预期使用参数，相关军用产品测试标准对测试设备的性能要求；CNAS实验室审查重点关注关键仪器设备不确定度的管理，测试系统不确定度的控制。统筹兼顾、分兵合击，定性分析不确定因素，定量计算不确定度分量相结合，积极推进电磁兼容实验室仪器设备管理系统项目的实施，超越过去的管理瓶颈，把CNAS审查内容当成常态化的全员质量管理，建成国内一流的电磁兼容实验室指日可待。

赞毛哥，实践和理论经验丰富。

测量参数一栏，可以参照新的CNAS-CL16；应该还是报批稿，不知道为啥一直没下发。里面有对不同标准要求的设备和计量的参数。

支持。。。