校準(zhǔn)測(cè)量不確定度評(píng)定控制程序-1

1、1.01.0 目的目的: :為合理評(píng)定測(cè)量不確定度，使評(píng)定步驟和方法規(guī)范化并符合 JJF1059測(cè)量不確定度評(píng)定與表 示技術(shù)規(guī)范的要求。 2.02.0 適用范圍適用范圍: : 本程序適用于適用于校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室和開(kāi)展自校準(zhǔn)的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室和開(kāi)展自校準(zhǔn)的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室測(cè)量不確定度的評(píng)定與表示。 3.03.0 職責(zé)：職責(zé)： 3.1 技術(shù)主管: 3.1.1 組織實(shí)驗(yàn)室測(cè)量不確定度的評(píng)定和評(píng)定結(jié)果的評(píng)審工作； 3.1.2 組織測(cè)量不確定度的驗(yàn)證； 3.1.3 批準(zhǔn)對(duì)外公布實(shí)驗(yàn)室能力時(shí)的測(cè)量不確定度指標(biāo)； 3.1.4 維護(hù)本文件的有效性。 3.2 校準(zhǔn)室負(fù)責(zé)人: 3.2.1 組織各校準(zhǔn)項(xiàng)目編寫(xiě)“測(cè)量不確定度

2、評(píng)定與表示”報(bào)告； 3.2.2 會(huì)同監(jiān)督員對(duì)本部門(mén)的評(píng)定報(bào)告和使用進(jìn)行審核。 3.3 校準(zhǔn)項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人應(yīng)： 3.3.1 學(xué)習(xí)和掌握“測(cè)量不確定度的評(píng)定與表示”的基礎(chǔ)知識(shí)和方法； 3.3.2 編寫(xiě)本項(xiàng)目測(cè)量不確定度的評(píng)定報(bào)告。 3.3.3 及時(shí)發(fā)現(xiàn)和反饋會(huì)導(dǎo)致測(cè)量不確定度發(fā)生較大變化的信息。 3.4 技術(shù)主管應(yīng)當(dāng)維護(hù)本程序的有效性。 4.04.0 控制程序控制程序 4.1 技術(shù)主管應(yīng)組織各校準(zhǔn)部門(mén)的負(fù)責(zé)人、監(jiān)督員和從事校準(zhǔn)工作的人員認(rèn)真學(xué)習(xí) ISO/IEC17025 中關(guān)于 測(cè)量不確定度的要求，認(rèn)可委員會(huì)制定的有關(guān)測(cè)量不確定度的政策和“測(cè)量不確定度評(píng)定與表示”的基 礎(chǔ)知識(shí)和方法。 4.2 技術(shù)主

3、管應(yīng)組織各校準(zhǔn)部門(mén)負(fù)責(zé)人和監(jiān)督員關(guān)注并收集國(guó)內(nèi)外認(rèn)可管理機(jī)構(gòu)同行實(shí)驗(yàn)室和專(zhuān)家有關(guān)測(cè) 量不確定度評(píng)定的信息和有關(guān)知識(shí)的報(bào)道并及時(shí)發(fā)放到有關(guān)人員，技術(shù)主管應(yīng)指定專(zhuān)人設(shè)法溝通國(guó)內(nèi)外 同行實(shí)驗(yàn)室交換有關(guān)不確定度評(píng)定的資料。 4.3 校準(zhǔn)部門(mén)的負(fù)責(zé)人組織各校準(zhǔn)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人及有關(guān)人員按統(tǒng)一格式編寫(xiě)該項(xiàng)目的測(cè)量不確定度評(píng)定報(bào)告 （初稿）并提出在校準(zhǔn)證書(shū)上報(bào)告不確定度（測(cè)量結(jié)果的不確定度）及對(duì)外公布實(shí)驗(yàn)室能力時(shí)有關(guān)不確 定度的指標(biāo)（最佳測(cè)量能力）的意見(jiàn)，經(jīng)校準(zhǔn)部門(mén)負(fù)責(zé)人和監(jiān)督員審核修改后報(bào)技術(shù)主管匯總。 4.4 技術(shù)主管應(yīng)組織對(duì)評(píng)定報(bào)告初稿和表示意見(jiàn)的評(píng)審，必要時(shí)可委托外單位專(zhuān)家評(píng)審。 4.5 評(píng)審后的測(cè)量不確

4、定度評(píng)定報(bào)告和測(cè)量不確定度表示意見(jiàn)經(jīng)技術(shù)主管審核批準(zhǔn)作為實(shí)驗(yàn)室的受控技術(shù) 文件打印歸檔并作為作業(yè)指導(dǎo)書(shū)發(fā)至有關(guān)校準(zhǔn)部門(mén)執(zhí)行。 4.6 技術(shù)主管應(yīng)結(jié)合能力驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)有計(jì)劃地安排對(duì)評(píng)定的測(cè)量不確定度實(shí)施驗(yàn)證。 4.7 技術(shù)主管應(yīng)建立維護(hù)評(píng)定測(cè)量不確定度有效性的機(jī)制，當(dāng)校準(zhǔn)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人發(fā)現(xiàn)發(fā)生嚴(yán)重影響相關(guān)不確 定度分量的變化時(shí)應(yīng)及時(shí)向校準(zhǔn)部門(mén)負(fù)責(zé)人和監(jiān)督員反饋并提出處理意見(jiàn)，如變化不可逆轉(zhuǎn)，校準(zhǔn)項(xiàng)目 負(fù)責(zé)人應(yīng)提出修改不確定度的具體意見(jiàn)并報(bào)技術(shù)主管確認(rèn)。 附錄-1 測(cè)量不確定度評(píng)定步驟測(cè)量不確定度評(píng)定步驟 （1 1）明確被測(cè)量，簡(jiǎn)述被測(cè)量的定義以及測(cè)量方案和測(cè)量過(guò)程； （2 2）畫(huà)出測(cè)量系統(tǒng)方框

5、示意圖 （3 3）給出評(píng)定測(cè)量不確定度的數(shù)學(xué)模型，即被測(cè)量 Y 與各輸入量之間的函數(shù)關(guān)系，若 Y 的測(cè)量結(jié)果為 y，輸入量 Xi的估計(jì)值為xi，則 ),.,( 2xxxNi fy 4.根據(jù)數(shù)學(xué)模型列出各不確定度分量的來(lái)源（即輸入量xi），盡可能做到不遺漏不重復(fù)，如測(cè)量結(jié)果是 修正后的結(jié)果應(yīng)考慮由修正值所引入的不確定度分量。 5.評(píng)定各輸入量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度)(xiu，并通過(guò)由數(shù)學(xué)模型得到的靈敏系數(shù)ci（ x c i i y ），進(jìn)而給出 與各輸入量對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量)(y ui 。如擴(kuò)展不確定度用U p （如U 95 . 0 ）表示，則應(yīng)估算對(duì)應(yīng) 于各輸入量標(biāo)準(zhǔn)不確定度的自由度 i ，根據(jù)x

6、i的實(shí)際情況可以選擇 A 類(lèi)或 B 類(lèi)評(píng)定得到其)(xiu。 5.1 A A 類(lèi)評(píng)定類(lèi)評(píng)定 對(duì) Xi 作ni次獨(dú)立重復(fù)測(cè)量，得到的測(cè)量結(jié)果xik，（ ni k,.2 , 1），則其最佳估計(jì)值（平均值）為： n x x i k ik i ni 1 單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為： 1 )()( 1 2 )( n xx xx i k ik ikik n i su i 估計(jì)值xi的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為： n x xx i ik ii s su ）（ ）（）（ 如測(cè)量系統(tǒng)穩(wěn)定，實(shí)時(shí)測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)不確定度)(xiku均可以由預(yù)先評(píng)估時(shí)所作的ni 次測(cè)量結(jié)果得到。 如實(shí)時(shí)提供給客戶的是單次測(cè)量的測(cè)得值，其標(biāo)準(zhǔn)不確定度可以

7、用上述)()( xx ikik su的值，如實(shí)時(shí)提 供給客戶的是m（例如m = 3）次測(cè)得值的平均值，其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為 m S xik) ( ，（一般mn）。 5.2 B B 類(lèi)評(píng)定類(lèi)評(píng)定 1.若資料（如校準(zhǔn)證書(shū)）給出xi的擴(kuò)展不確定度)(xiU和包含因子 K，則xi的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為： k U u x x i i ）（ ）（ 若資料只給出了 U，沒(méi)有指明 K，則可以認(rèn)為 K = 2（對(duì)應(yīng)約 95%的置信概率）； 若資料只給出)(x U iP （其中 P 為置信概率），則包含因子k p 與xi的分布有關(guān)，此時(shí)除非另有說(shuō) 明一般按照正態(tài)分布考慮，對(duì)應(yīng)p = 0.95，k可以查表得到，即k p

8、 =1.960 ； 若資料給出了)(x U iP 及veff,則k p 可查 t 分布表得到，即)(v tk effpp ； 2. 若由資料查得或判斷xi的可能值分布區(qū)間半寬度a（通常為允許誤差限的絕對(duì)值）則xi的標(biāo)準(zhǔn)不確 定度為： k a u xi )( 此時(shí)，k 與xi的分布有關(guān)（參見(jiàn) JJF1059-1999 附錄 B“概率分布情況的估計(jì)”） 對(duì)應(yīng)幾種非正態(tài)分布其包含因子為： 分布兩點(diǎn)反正弦矩形梯形三角 k123 2 1/6 其中為上下底邊之比值 6 6.合成不確定度合成不確定度)(y uc 的計(jì)算的計(jì)算 )().().,(.2)()( 1 111 2 2 )( xxxx xx xu x

9、 f u jiji N i N ij ji i N i c uur ff i y 式中xi，x j 為輸入量，ji ),( xx ji r 為輸入量xi和x j 之間的相關(guān)系數(shù)估計(jì)值。 實(shí)際工作中，若各輸入量之間均不相關(guān)，或雖有部分輸入量相關(guān)，但其相關(guān)系數(shù)較小而近似為 ),( xx ji r = 0，于是)(y uc 可簡(jiǎn)化為： )()()( 22 1 2 2 )( xucxu x f u iii N i c i y 7.不確定度分量匯總不確定度分量匯總 輸入量X i 估計(jì)值xi 標(biāo)準(zhǔn)不確定度 )(xiu 概率分布 靈敏系數(shù) x c i i f 不確定度分量 )()( x x u i i i

10、u f y 輸出量 Y合成不確定度)(y uc 8. 擴(kuò)展不確定度的確定擴(kuò)展不確定度的確定 可用下列兩種方法之一給出擴(kuò)展不確定度 U （1 1） uc kU 一般取k = 2，對(duì)應(yīng)約 95%的置信概率； （2 2）U p = uvtuk ceffpcp )( ，)( effpt 由查t分布表獲得，一般取)( 95 . 0 efft 對(duì)應(yīng) 95%的置信概 率。 附錄-2 測(cè)量不確定度合理性驗(yàn)證測(cè)量不確定度合理性驗(yàn)證 驗(yàn)證方法可采用下述方法之一，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室之間的比對(duì)進(jìn)行。 1.送校法 將被驗(yàn)證的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)送校，標(biāo)準(zhǔn)給出的y值與上級(jí)計(jì)量機(jī)構(gòu)校準(zhǔn)該值的結(jié)果y0 比較應(yīng)滿足： Uy y 0 （其中 U 為

11、被驗(yàn)證計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展不確定度），則評(píng)定合理性滿意。 2.傳遞比較法 用高一級(jí)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)(測(cè)量不確定度為 U0 )和被驗(yàn)證的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量同一臺(tái)穩(wěn)定的傳遞標(biāo)準(zhǔn)或核查標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng) 滿足： UUy y 2 0 2 0 如， 3 0 U U 成立，Uyy 0 則評(píng)定合理性滿意。 3.比對(duì)法 用兩臺(tái)不確定度同為 U 的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量同一穩(wěn)定的被測(cè)對(duì)象進(jìn)行比對(duì)，比對(duì)結(jié)果差為 yy ba ，應(yīng)滿足： U UUyy ba 2 22 ，則評(píng)定合理性滿意。 4.多臺(tái)比對(duì)法 用三臺(tái)或三臺(tái)以上同等水平的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量同一穩(wěn)定的被測(cè)對(duì)象進(jìn)行比對(duì)，多臺(tái)（n 臺(tái)）測(cè)量結(jié)果的平均 值為y，其中某一臺(tái)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量結(jié)果為y i ，應(yīng)滿足：

12、 U n n yyi 1 ，則該臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量不確定度評(píng)定合理性滿意。 注： 以上四種方法均適用于校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室，如能得到高一級(jí)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量值時(shí)盡可能采用前兩種方法，否則 可采用后二種方法。 附錄-3 幾點(diǎn)說(shuō)明幾點(diǎn)說(shuō)明 1.1.為了便于客戶比較和選擇實(shí)驗(yàn)室的能力，在表述實(shí)驗(yàn)室能力有關(guān)不確定度的指標(biāo)時(shí)應(yīng)填寫(xiě)典型值，即 “最小測(cè)量不確定度”或“最佳測(cè)量能力”，同時(shí)注明為獲得最小測(cè)量不確定度的測(cè)量條件，它應(yīng)綜合 考慮下列兩個(gè)不確定度來(lái)源后加以評(píng)估： （1）與實(shí)驗(yàn)室的測(cè)量系統(tǒng)（包括環(huán)境影響）相聯(lián)系的不確定度； （2）與被測(cè)對(duì)象相聯(lián)系的不確定度。 鑒于被測(cè)對(duì)象的狀況差異可能很大，最佳測(cè)量能力是指實(shí)驗(yàn)室采用日

13、常校準(zhǔn)系統(tǒng)但被校對(duì)象的缺陷對(duì)總 的測(cè)量不確定度影響最小，即與被測(cè)對(duì)象相聯(lián)系的不確定度分量最小時(shí)的不確定度。也是為了便于客戶 比較和選擇實(shí)驗(yàn)室的能力，擴(kuò)展不確定度對(duì)應(yīng)的置信概率一般為 95%或近似為 95% 。 2實(shí)驗(yàn)室應(yīng)建立一個(gè)評(píng)審不確定度評(píng)定有效性的機(jī)制，以便當(dāng)測(cè)量?jī)x器、設(shè)備重新校準(zhǔn)或發(fā)生嚴(yán)重影響 相關(guān)不確定度分量的其他變化時(shí)能及時(shí)修改對(duì)外公布的不確定度指標(biāo)，這種評(píng)審既要考慮設(shè)備的最新校 準(zhǔn)結(jié)果，也要考慮最新校準(zhǔn)結(jié)果與先前校準(zhǔn)結(jié)果相比較而判定的穩(wěn)定性，（例如在校準(zhǔn)不確定度評(píng)定的 數(shù)學(xué)模型中，除了要考慮標(biāo)準(zhǔn)值校準(zhǔn)的不確定度，也要把該標(biāo)準(zhǔn)值自它上次校準(zhǔn)以來(lái)的漂移作為輸入量 寫(xiě)進(jìn)數(shù)學(xué)模型）。 3.

14、3.對(duì)于國(guó)家基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)，在給出擴(kuò)展不確定度時(shí)應(yīng)同時(shí)指明其有效自由度，對(duì)于一般的校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室在評(píng) 定測(cè)量不確定度時(shí)可以不給出自由度。 4.4. JJF1059-1999“測(cè)量不確定度評(píng)定與表示”中指出在實(shí)際工作中，如對(duì) Y 可能值的分布作正態(tài)分布 的估計(jì)，雖未計(jì)算 eff ，但可估計(jì)其值并不太小時(shí)，則 U = 2)(y uc 大約是置信概率近似為 95%的區(qū)間的 半寬。意即 U = 2)(y uc 對(duì)應(yīng)近似為 95%的置信概率的前提是輸出量 Y 可能值的分布應(yīng)服從正態(tài)分布， 且估計(jì) eff 不會(huì)太小。另外，如果可以確定 Y 可能值的分布不是正態(tài)分布，而是接近于其他某種分布， 則絕不應(yīng)按 k = 23 或 kp = tp )( eff 計(jì)算 U 或 UP，例如：Y 可能值近似為矩形分布，則對(duì)于 U0.95 , k = 1.65 5.5. 如 A 類(lèi)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不確定度在合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度中所占的比例比較大，如： 3 )( )()( x u