計量器具檢定周期確定原則和方法

1計量器具檢定周期確定原則和方法本規(guī)范是參照國際法制計量組織公布的國際文件OIMLD10:1984《檢測實(shí)驗室中使用的測量設(shè)備復(fù)校間隔的確定準(zhǔn)則》與美國國家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗室大會組織出版的NCSLRP-1:1996《校準(zhǔn)間隔的確認(rèn)與調(diào)整》制定的，目的是為了科學(xué)、合理地確定計量器具的檢定周期，以保證計量器具在規(guī)定的檢定周期內(nèi)的準(zhǔn)確可靠。本規(guī)范規(guī)定了計量器具檢定周期確定的基本原則和方法。本規(guī)范適用于制定或修訂計量檢定規(guī)程時對所適用計量器具檢定周期的確定，同時也可作為在用計量器具檢定時間間隔的調(diào)整與在用計量器具校準(zhǔn)時間間隔確認(rèn)的參考。2引用文獻(xiàn)JJF1001-1998通用計量術(shù)語及定義JJF1071—2000國家計量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則CB/T19022—2004測量管理體系測量過程和測量設(shè)備的要求ISO10012;2003測量管理體系測量過程和測量設(shè)備的要求OIMLD10:1984檢測實(shí)驗室中使用的測量設(shè)備復(fù)校間隔的確定準(zhǔn)則(OIMLD10:NCSLRP-1:1996《校準(zhǔn)間隔的確認(rèn)與調(diào)整》(NCSLRP-1:1996Establishmentand在執(zhí)行本規(guī)范時，應(yīng)注意使用上述引用文獻(xiàn)的現(xiàn)行有效版本。3術(shù)語和定義單獨(dú)地或連同輔助設(shè)備一起用以進(jìn)行測量的器具。3.2[計量器具的]檢定verification[ofameasuringinstrument]查明和確認(rèn)計量器具是否符合法定要求的程序，它包括檢查、加標(biāo)記和(或)出具檢定證書。3.3首次檢定initialverification對未曾檢定過的新計量器具進(jìn)行的一種檢定。3.4后續(xù)檢定subsequentverificati計量器具首次檢定后的任何一種檢定：21)強(qiáng)制性周期檢定；2)修理后檢定；3)周期檢定有效期內(nèi)的檢定，不論它是由用戶提出請求，或由于某種原因使有效期內(nèi)的封印失效而進(jìn)行的檢定。3.5周期檢定periodicverification按時間間隔和規(guī)定程序，對計量器具定期進(jìn)行的一種后續(xù)檢定。3.6檢定周期periodofverification按規(guī)定程序，對計量器具進(jìn)行定期檢定的時間間隔。4檢定周期確定原則制定或修訂計量器具檢定規(guī)程時應(yīng)依據(jù)下述基本原則明確確定所適用計量器具的檢定周期；對在用計量器具檢定時間間隔的調(diào)整或校準(zhǔn)時間間隔的確認(rèn)也可參照下述基本原則執(zhí)行。4.1確定原則一制定或修訂計量器具檢定規(guī)程時，應(yīng)根據(jù)所適用計量器具的本身特征(如計量器具的工作原理、結(jié)構(gòu)型式與所用材質(zhì))、計量器具的性能要求(如最大允許誤差、測量重復(fù)性與測量穩(wěn)定性)以及計量器具的使用情況(如環(huán)境條件、使用頻度與維護(hù)狀況)來確定其檢定周期。4.2確定原則二確定計量器具檢定周期時，首先應(yīng)明確所適用計量器具的測量可靠性目標(biāo)R;一般計量器具的測量可靠性目標(biāo)R≥90%(如圖1所示)。2測量可靠性目標(biāo)R是指某種計量器具的整體性能在進(jìn)行重新確認(rèn)(或后續(xù)檢定)時保持在34.3確定原則三計量器具檢定周期的確定應(yīng)恰當(dāng)?shù)剡x用下述反應(yīng)法或最大似然估計法中某一種或某幾種合適的方法進(jìn)行分析測算。5檢定周期確定方法計量器具檢定周期的確定應(yīng)恰當(dāng)?shù)剡x用下述合適的方法進(jìn)行可靠性分析與數(shù)理測5.1反應(yīng)法通過響應(yīng)最近獲得的檢定結(jié)果，并采用簡單直接的方式或最簡便的算法，對計量器具檢定時間間隔進(jìn)行調(diào)整與確定的方法稱為反應(yīng)法。反應(yīng)法主要有固定階梯調(diào)整法、增量反應(yīng)調(diào)整法與間隔測試法等幾種具體方法。5.1.1固定階梯調(diào)整法當(dāng)某種計量器具投入經(jīng)過使用一定的初始時間間隔(或一定時間間隔的后續(xù)檢定)之后，其整體性能經(jīng)重新確認(rèn)若超出規(guī)定的測量可靠性目標(biāo)R,應(yīng)考慮適當(dāng)縮短該類計量器具的檢定時間間隔；若整體性能經(jīng)重新確認(rèn)未超出規(guī)定的測量可靠性目標(biāo)R,可以考慮適當(dāng)延長該類計量器具的檢定時間間隔，也可以保持原定檢定時間間隔不變。采用該法進(jìn)行調(diào)整，其調(diào)整的檢定時間增量(延長)或減量(縮短)一般都取一個固定的整月數(shù)按階梯狀逐漸遞增或逐漸遞減；而且所取時間間隔增量系數(shù)a一般小于時間間隔減量系數(shù)b。譬如：取a=0.10,b=0.50,I?=6例：在確認(rèn)某種計量器具初始時間間隔I?=3,6,12,18,…,60月，測量可靠性目標(biāo)R≥90%后，通過對試驗樣本周期檢定結(jié)果的評估，其檢定時間間隔的調(diào)整如表1所示。5.1.2增量反應(yīng)調(diào)整法4增量反應(yīng)調(diào)整法與固定階梯調(diào)整法的基本程序、基本方法相似，只是增量反應(yīng)調(diào)整法對檢定時間間隔的確認(rèn)，以及對所需調(diào)整的時間增量的確認(rèn)都與調(diào)整前有關(guān)參量的選擇與變化有著密切的函數(shù)關(guān)系。時間間隔的調(diào)整執(zhí)行的檢定時間間隔/月初始時間間隔36間隔縮短到36間隔保持不變36間隔延長到6調(diào)整后的檢定時間間隔Im與調(diào)整前的時間間隔Im-1的關(guān)系式為：所需調(diào)整的時間增量△。與調(diào)整前的時間增量△m-,的關(guān)系式為：式中：I——第m次檢定時間間隔；△m——第m次調(diào)整的時間增量/減量；R——測量可靠性目標(biāo)；yn——計算因子，當(dāng)?shù)趍次檢定合格時ym=1;當(dāng)?shù)趍次檢定不合格時ym=0;m——檢定或時間間隔調(diào)整序號。5.1.3間隔測試法間隔測試法與固定階梯調(diào)整法、增量反應(yīng)調(diào)整法的不同之處，在于它不是根據(jù)一次檢定結(jié)果而做出對時間間隔進(jìn)行調(diào)整的決定，而是要通過計算一個顯著性水平限，據(jù)此來判斷檢定結(jié)果是否明顯地高于或低于測量可靠性目標(biāo)R。如果是，再對時間間隔進(jìn)行調(diào)整；如果不是，則不予調(diào)整。間隔測試法的顯著性水平限可由下式求得：式中：Ru——R的顯著性水平上限；R?——R的顯著性水平下限；n——在I間隔中被檢定的計量器具樣本數(shù)；5g——在1間隔中觀察到的合格數(shù)；α——間隔測試的顯著性水平(α一般取為30%)。如果測量可靠性目標(biāo)R不在R。和R?之間，則時間間隔需要調(diào)整；調(diào)整可按間隔外延法和間隔內(nèi)插法分別進(jìn)行。間隔外延法是先由式(5-5)求得在間隔I?時的可靠性R?,再由R。通過指數(shù)可靠性模型式(5-6)求得應(yīng)調(diào)整的時間間隔I:如R。低于測量可靠性目標(biāo)R,則I?<l?,即時間間隔縮短；如R。高于R,則I?>l?,即時間間隔延長。如果按式(5-5)、式(5-6)計算，一旦時間間隔的調(diào)整過頭，即在被延長的間隔下，所觀察到的可靠性顯著低于規(guī)定的目標(biāo)，這時需按間隔內(nèi)插法將間隔調(diào)整到以前的時間間隔和新的時間間隔的中點(diǎn)，即：如調(diào)整的時間間隔仍然太長或太短，新的間隔則為：5.2最大似然估計法最大似然估計法是通過對似然函數(shù)的概率分布來研究評價被檢計量器具超出允許誤差的狀況，最終確定計量器具的檢定時間間隔。最大似然估計法建立在數(shù)理統(tǒng)計和大量數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上。由于該法是建立在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上的，所以在采用最大似然估計法進(jìn)行時間間隔的確認(rèn)與調(diào)整時，應(yīng)注意所用數(shù)據(jù)的有效性、一致性和連續(xù)性。最大似然估計法有三種具體算法：經(jīng)典法、二項式法與更新時間法。5.2.1經(jīng)典法經(jīng)典法是根據(jù)經(jīng)典的可靠性分析來構(gòu)成似然函數(shù)(Likelihood)的；假定計量器具的測量不確定度按指數(shù)函數(shù)變化，根據(jù)檢定時器具的超差情況和其測量不確定度按指數(shù)增長的假定，先推斷器具開始出現(xiàn)超差時的時間，從而構(gòu)成其似然函數(shù)；n——所觀察到的檢定樣本數(shù)；l,——第i次所觀察到的檢定時間。6按照可靠性函數(shù)R(I)為指數(shù)函數(shù)的假設(shè)：按照失效時間概率分布函數(shù)也為指數(shù)函數(shù)的假設(shè)：似然函數(shù)取對數(shù)后：兩邊取偏導(dǎo)數(shù)后：式中：,所觀察到的檢定不合格總數(shù)；,所觀察到的檢定時間的總通過上述方法求得可靠性函數(shù)的系數(shù)λ和可靠性函數(shù)，再通過確定的可靠性目標(biāo)，即可確定要求的檢定時間間隔。5.2.2二項式法和經(jīng)典法不同，二項式法不限于單一的可靠性模型，也不受未知超差時間而帶來的妨礙；然而它需要大規(guī)模的自動間隔分析系統(tǒng)。二項式法適用于各種可靠性模型和各種類計量器具檢定時間間隔的調(diào)整和確定，但其運(yùn)行費(fèi)用較高，不僅需要高水平的系統(tǒng)分析，而且需要有統(tǒng)計學(xué)方面的專門知識；具體運(yùn)行分析可參考NCSLRP-1:1996附錄C。5.2.3更新時間法更新時間法是二項式法的細(xì)化，具體方法可詳細(xì)參考NCSLRP-1:1996附錄D。7附錄A使用增量反應(yīng)調(diào)整法的計算實(shí)例其歷次設(shè)某種計量器具初始檢定時間間隔?=45天，測量可靠性目標(biāo)R?=90%,其歷次在第一次檢定不合格后，使用增量反應(yīng)調(diào)整法進(jìn)行調(diào)整：I?=45×[1+0.5×(-0.9)1-°×(0.9)°]第二次檢定合格I?=25×[1+0.25×(-0