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仪器校准计量面临的新课题-测量不确定度

作者:styqwj 发布时间:2017-02-09 17:07  浏览:
仪器校准实验室面临的新课题--测量不确定度
国家实验室认可委员会简称(CNAL)于2002年7月1日起使用等同于ISO/IEC 17025:1999标准的实验室认可准则CNAL/AC 01-2003,旧版的认可准则 (等同ISO/IEC指南25)同时废止。新的认可准则在测量
不确定度评估方面对各认证机构的检测实验室增加了许多新的要求。而测量不确定度评估的理论比较艰深,对实验室的人员提出了更高的要求,推广和开展这项工作难度比较大。经过一段时间的试运行,各实验室在不确定度评估方面做得怎么样?遇到了哪些问题?带着这些问题,我们与东莞市世通仪器检测服务有限公司总经理高军先生做了一次探讨,以下是探讨内容。
  笔者:高总评估测量不确定度的重要性如何?对检测产品质量会带来哪些影响?
  高军:很高兴有机会能和大家在这里一起聊聊有关测量不确定度方面的话题。需要事先说明的是,以下谈论的内容,仅仅代表我个人的一些观点。测量不确定度对于企业产品的检测质量具有很重要的意义。
  因为不确定度首先是体现产品高质量的一个重要指标。产品的质量离不开检测,生产过程的检测和控制、最终产品的检测都会直接影响到产品的质量。过去,在我国整体科技水平不太高的时候,对于很多产品的检测和分析经验的成份可能更多一些。随着科技的进步,高新技术产品不断出现,人们对于产品质量的要求也在提高,仅仅依靠定性和经验分析已经不能满足要求。在很多场合,还需要进行定量分析。而不确定度分析属于定量分析,对于产品质量达到标准要求的余量可以给出定量的分析结果。因此,不确定度评估可以作为产品质量评价的一个重要指标。另外,不确定度也反映了检测可信的程度。检测结果一般是用数值来表示,检测数值的可信程度究竟如何?这就需要用检测的不确定度来回答。因此,检测数值应该包括两部分,一部分是检测数值本身,另一部分就是数值可置信的程度,也就是数值的不确定度。数值只有包含了可置信的范围,检测的最终结果才有意义。
  笔者:那么,哪些测试领域需要评估不确定度,哪些领域没必要对其评估?
  高军:这个问题目前还没有十分明确的答案。按照ISO/IEC 17025:1999标准和国家实验室认可委员会CNAL的要求,需要开展不确定度评估的领域有:对校准或带有自校准的检测实验室,必须每项参数都进行不确定度评价;对于仪器校准仪器校正仪器校验仪器计量试验室,必须具备完整的不确定度评价的程序,必须具有对所检项目进行不确定度评估的能力。以下这几种情况必须进行不确定度的评估:用户对不确定度有明确要求;如果不进行不确定度评估,会直接影响到检测结果的有效性;有些技术标准、技术依据,如CNAL颁布的技术要求中,对不确定度评估有明确要求的项目。
  如果不在上述这些范围内,需不需要进行不确定度评估呢?我个人认为:做不做不确定度评估和检测误差限的大小有密切的关系。如果误差限很大,检验结果离极限误差很远,而且根据多年的测量显示,检测结果比较稳定,在技术标准中和CNAL又没有明确要求需要进行不确定度评估,可以借用过去的数据进行判断比较。在这种情况下,就可以不进行不确定度的评估。另外,如果检测不直接涉及物理化学量的评价可不进行,比如软件的评测,主要涉及逻辑关系、协议符合性等的评价,这种评估因为不直接涉及到物理量、化学量的测量,很难进行不确定度评估。
  笔者:CNAL在不确定度评估方面的要求是不是带有强制性色彩的技术政策?
  高军:从实验室认可的角度说,实验室认可本身是一种自愿性行为,如果实验室要获得CNAL认可的标志,就应该关注CNAL关于不确定度方面的政策,就应该执行CNAL关于不确定度方面的技术政策。但是,从政策上讲,是不带有强制性的,CNAL每年都在不断地和亚太实验室认可合作组织APLAC等一些国际组织进行交流,每年要接受国际同行的评审。从趋势上看,国际上对不确定度方面的要求将会越来越多,越来越严。我国虽然已经在按ISO/IEC 17025对不确定度评估进行要求,但是由于目前还处于过渡时期,在现阶段,实际执行起来并不是那么十分严格。我想在经过一段过渡时期以后,我国对不确定度的要求也会越来越严格。
  另外,还有一个情况,也需要各实验室注意:按照WTO的要求,我国国内的认证检测市场到2005年要开始逐步放开,外国的认证、检测机构和实验室在那个时候会大批进入,这对我们的实验室会产生很大的压力,如果国内的实验室不具备不确定度评估的能力,就会在市场竞争中处于劣势,应该说市场是推动各实验室提高不确定度分析能力的主要因素。
  笔者:目前,不确定度理论在我国认证机构和企业中推广和应用的情况如何?
  高军:在我国这些年通过开展实验室认可工作,已通过认可的校准实验室在不确定度评估方面的水平有了很大提高,校准实验室目前基本能贯彻执行实验室认可委关于不确定度方面的要求。对于检测实验室,在过去执行指南25的时候,没有明确提出检测实验室需要进行不确定度的评价,只是希望检测实验室如果有能力的话,去学习掌握不确定度评价。2002年以后,在执行ISO/IEC17025:1999后,开始实行新的不确定评估的技术政策《测量不确定度政策CNAL/AR/11: 2003》。检测实验室需要按照ISO/IEC 17025:1999的要求去做。也就是前面提到的:检测实验室必须具备完整的不确定度评价程序,必须具有对所检项目进行不确定度评估的能力。
  检测实验室这几年推广ISO/IEC 17025:1999,进行了实验室质量体系的转版工作。各检测实验室也认识到了与国际接轨、国际互认的重要性。总的来看,进步很大,其中有不少检测实验做得很好,但是也有一部分检测实验室还不能完全按照指南的要求执行,人员在不确定度的掌握上还存在差距。希望各检测实验室加强人员培训,在提高人员掌握不确定度分析的水平方面多下下功夫。
  笔者:在不确定度理论推广过程中,主要有哪些问题?
  高军:在推广过程中,也确实遇到一些困难和问题。首先,不确定度理论比较复杂,对数学要求比较高,要掌握概率论和数理统计知识,当对误差一项项进行分析的时候,容易漏项,进行分析的人员普遍反映“比较晕”,所以开展起来有相当的难度。其次,如果做一个完整的不确定度分析,需要做A类和B类不确定度评估,A类不确定度需要进行多次测量,而过去通常是单次检测,这样就会增加检测工作量。再有,电器安全试验,许多是带有破坏性的,多次测试会大大增加检测成本。在市场经济的大环境下,现在很多检测实验室由于成本的原因,往往根据客户的要求进行检测,当客户对不确定度方面有要求时才提供,客户负担的检测费用自然也会增加。因此,客户和检测也往往都会选择比较简单、成本比较低的评价方式。这些都给不确定度评估的推广带来困难。
  笔者:目前,国外实验室在不确定度评估方面,开展工作的情况?
  高军:我国目前现有的电器测量不确定度指南主要依据ISO/IEC 17025和国际上的《测量不确定度表示指南》(简称GUM)来制订的。欧洲在世界标准化组织中占有垄断地位,在不确定度方面的国际标准主要也是由欧洲主导制定的。欧洲的实验室在不确定度分析方面,比亚太地区的实验室开展得要快一些,要求也更严,他们已经能在检测报告中,给出不确定度分析了,提供的数据也比较完整。而亚太地区在开展速度上要慢,要求也不如欧洲那么严。
  笔者:欧洲实验室是不是只有当用户有要求时,才给出不确定度分析结果?
  高军:根据我了解到的情况,欧洲的实验室即使用户没有要求,在一般情况下,也都能按要求给出不确定度分析结果。
  笔者:在不确定度分析方面还有哪些地方需要完善?
  高军:经过一段时间的实际运行,也发现了一些需要完善和改进的地方,GUM正在计量学上游和下游进行不断完善。比如,现在大家普遍认为对于计量的下游,如果使用标准不确定度学,再转换成扩展不确定进行分析,这样的要求过于严格,对于人力、物力浪费很大的,而且在不确定度转换的过程,又会引入新的误差,似乎没有必要。另外,在不确定度评估中,对于价格昂贵的电器设备,有些破坏性试验不可能进行多次;对于快速测量的试验也不可能进行多次。类似这类情况,如果检测的误差限很大,只需要判断产品是否安全的场合,我个人认为就没有必要一定要知道标准不确定度,可以直接用扩展不确定度进行分析。
  笔者:在不确定度评估方面,对认证机构的实验室和企业的实验室要求是否有差别?
  高军:对认证机构的实验室和企业的实验室,在不确定度评估方面的要求的严格程度是一样的。对不确定度的要求的严格程度与测量误差限的宽窄、测量准确度以及测量对象的要求有关系。测量误差限越窄,测量结果越靠近误差限,就越应该进行不确定度评估。如果误差限很大,测量结果稳定,一些微小误差就可以忽略不计,只计算主要误差项,有些工作量就可以节省下来。但这些节省”,也必须有充分的理论依据,决不能随意省略。
  笔者:目前对于电器安全检测试验是否要开展不确定评估似乎还有争议,对此,您怎么看?
  高军:对于这个问题,应该做具体分析。由于原来的一些技术标准,标准制定人对于不确定度了解得不多,标准沿用了过去老的方法,对不确定度没有要求。但是,对任何测试都要对不确定度进行要求也是不妥的。对误差限很宽,带有破坏性的检测项目,由于ISO/IEC17025:1999中5.4.6.2条款中有“利用诸如过去的经验和确认的数据”的要求,测试不需要进行多次测试,可以利用过去的数据,进行不确定度分析。这样就可以减少成本。
  另外也需要对“合格”,“不合格”这样的判断项进行梳理,当检测结果接近误差限时,应该加上不确定度范围,并分析测量系统的不确定度。总之,应该区别对待,搞清楚哪些是标准不合理?哪些是应该进行不确定度评估?哪些没必要进行不确定度评估?哪些可以用测量限极限误差)进行检查。这样才能把不确定度评估工作做好。
  延伸阅读:世通仪器检测服务有限公司成立于2005年,注册资金1000万元。获国家CNAS认可编号为L3170.通过认可项目500余项,是一家权威专业做仪器校准,仪器计量的第三方校准公司。本公司在国家工商行政管理局注册地址包括东莞世通仪器检测服务有限公司和江苏世通仪器检测服务有限公司及重庆世通仪器检测服务有限公司。注册资金分别为1000万。在上海、福建、浙工、重庆、山东、中山、佛山、广州、江门等均设有分支机构和办事处。
   
   世通仪器校准公司实验室面积达一万余平方米。实验室设有:力学实验室,长度实验室,光学实验室,电学实验室,衡器实验室,电磁实验室,热工实验室,几何量实验室,轻工物性等专业校准检测实验室。校准设备齐全,拥有福禄克,惠普,安捷伦,菊水等大批进口国产高端校准标准件,覆盖校准检测范围广。本校准计量公司对以上类别范围的各国仪器和相关产品进行校准和检测并出具国际认可的计量报告证书,符合QS、CCC、UL、CE、ISO等的评审和企业对仪器及产品的检验和督查。

 
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