計(jì)量器具檢定周期確定原則和方法

1計(jì)量器具檢定周期確定原則和方法本規(guī)范是參照國(guó)際法制計(jì)量組織公布的國(guó)際文件OIMLD10:1984《檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室中使用的測(cè)量設(shè)備復(fù)校間隔的確定準(zhǔn)則》與美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室大會(huì)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(jì)量器具的檢定周期，以保證計(jì)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(jì)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(jì)量檢定規(guī)程時(shí)對(duì)所適用計(jì)量器具檢定周期的確定，同時(shí)也可作為在用計(jì)量器具檢定時(shí)間間隔的調(diào)整與在用計(jì)量器具校準(zhǔn)時(shí)間間隔確認(rèn)的參考。2引用文獻(xiàn)JJF1001-1998通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義JJF1071—2000國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范編寫規(guī)則CB/T19022—2004測(cè)量管理體系測(cè)量過程和測(cè)量設(shè)備的要求ISO10012;2003測(cè)量管理體系測(cè)量過程和測(cè)量設(shè)備的要求OIMLD10:1984檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室中使用的測(cè)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(shí)，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(yǔ)和定義單獨(dú)地或連同輔助設(shè)備一起用以進(jìn)行測(cè)量的器具。3.2[計(jì)量器具的]檢定verification[ofameasuringinstrument]查明和確認(rèn)計(jì)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(duì)未曾檢定過的新計(jì)量器具進(jìn)行的一種檢定。3.4后續(xù)檢定subsequentverificati計(jì)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(qǐng)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(shí)間間隔和規(guī)定程序，對(duì)計(jì)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(duì)計(jì)量器具進(jìn)行定期檢定的時(shí)間間隔。4檢定周期確定原則制定或修訂計(jì)量器具檢定規(guī)程時(shí)應(yīng)依據(jù)下述基本原則明確確定所適用計(jì)量器具的檢定周期；對(duì)在用計(jì)量器具檢定時(shí)間間隔的調(diào)整或校準(zhǔn)時(shí)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(jì)量器具檢定規(guī)程時(shí)，應(yīng)根據(jù)所適用計(jì)量器具的本身特征(如計(jì)量器具的工作原理、結(jié)構(gòu)型式與所用材質(zhì))、計(jì)量器具的性能要求(如最大允許誤差、測(cè)量重復(fù)性與測(cè)量穩(wěn)定性)以及計(jì)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(jì)量器具檢定周期時(shí)，首先應(yīng)明確所適用計(jì)量器具的測(cè)量可靠性目標(biāo)R;一般計(jì)量器具的測(cè)量可靠性目標(biāo)R≥90%(如圖1所示)。2測(cè)量可靠性目標(biāo)R是指某種計(jì)量器具的整體性能在進(jìn)行重新確認(rèn)(或后續(xù)檢定)時(shí)保持在34.3確定原則三計(jì)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(jì)法中某一種或某幾種合適的方法進(jìn)行分析測(cè)算。5檢定周期確定方法計(jì)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(cè)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(jiǎn)單直接的方式或最簡(jiǎn)便的算法，對(duì)計(jì)量器具檢定時(shí)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(cè)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(jì)量器具投入經(jīng)過使用一定的初始時(shí)間間隔(或一定時(shí)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(cè)量可靠性目標(biāo)R,應(yīng)考慮適當(dāng)縮短該類計(jì)量器具的檢定時(shí)間間隔；若整體性能經(jīng)重新確認(rèn)未超出規(guī)定的測(cè)量可靠性目標(biāo)R,可以考慮適當(dāng)延長(zhǎng)該類計(jì)量器具的檢定時(shí)間間隔，也可以保持原定檢定時(shí)間間隔不變。采用該法進(jìn)行調(diào)整，其調(diào)整的檢定時(shí)間增量(延長(zhǎng))或減量(縮短)一般都取一個(gè)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(shí)間間隔增量系數(shù)a一般小于時(shí)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(jì)量器具初始時(shí)間間隔I?=3,6,12,18,…,60月，測(cè)量可靠性目標(biāo)R≥90%后，通過對(duì)試驗(yàn)樣本周期檢定結(jié)果的評(píng)估，其檢定時(shí)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(duì)檢定時(shí)間間隔的確認(rèn)，以及對(duì)所需調(diào)整的時(shí)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(shí)間間隔的調(diào)整執(zhí)行的檢定時(shí)間間隔/月初始時(shí)間間隔36間隔縮短到36間隔保持不變36間隔延長(zhǎng)到6調(diào)整后的檢定時(shí)間間隔Im與調(diào)整前的時(shí)間間隔Im-1的關(guān)系式為：所需調(diào)整的時(shí)間增量△。與調(diào)整前的時(shí)間增量△m-,的關(guān)系式為：式中：I——第m次檢定時(shí)間間隔；△m——第m次調(diào)整的時(shí)間增量/減量；R——測(cè)量可靠性目標(biāo)；yn——計(jì)算因子，當(dāng)?shù)趍次檢定合格時(shí)ym=1;當(dāng)?shù)趍次檢定不合格時(shí)ym=0;m——檢定或時(shí)間間隔調(diào)整序號(hào)。5.1.3間隔測(cè)試法間隔測(cè)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(duì)時(shí)間間隔進(jìn)行調(diào)整的決定，而是要通過計(jì)算一個(gè)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(cè)量可靠性目標(biāo)R。如果是，再對(duì)時(shí)間間隔進(jìn)行調(diào)整；如果不是，則不予調(diào)整。間隔測(cè)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(jì)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(cè)試的顯著性水平(α一般取為30%)。如果測(cè)量可靠性目標(biāo)R不在R。和R?之間，則時(shí)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(shí)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(shí)間間隔I:如R。低于測(cè)量可靠性目標(biāo)R,則I?<l?,即時(shí)間間隔縮短；如R。高于R,則I?>l?,即時(shí)間間隔延長(zhǎng)。如果按式(5-5)、式(5-6)計(jì)算，一旦時(shí)間間隔的調(diào)整過頭，即在被延長(zhǎng)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(shí)需按間隔內(nèi)插法將間隔調(diào)整到以前的時(shí)間間隔和新的時(shí)間間隔的中點(diǎn)，即：如調(diào)整的時(shí)間間隔仍然太長(zhǎng)或太短，新的間隔則為：5.2最大似然估計(jì)法最大似然估計(jì)法是通過對(duì)似然函數(shù)的概率分布來研究評(píng)價(jià)被檢計(jì)量器具超出允許誤差的狀況，最終確定計(jì)量器具的檢定時(shí)間間隔。最大似然估計(jì)法建立在數(shù)理統(tǒng)計(jì)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(jì)法進(jìn)行時(shí)間間隔的確認(rèn)與調(diào)整時(shí)，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(jì)法有三種具體算法：經(jīng)典法、二項(xiàng)式法與更新時(shí)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(jì)量器具的測(cè)量不確定度按指數(shù)函數(shù)變化，根據(jù)檢定時(shí)器具的超差情況和其測(cè)量不確定度按指數(shù)增長(zhǎng)的假定，先推斷器具開始出現(xiàn)超差時(shí)的時(shí)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(shí)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(shí)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(duì)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(shí)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(shí)間間隔。5.2.2二項(xiàng)式法和經(jīng)典法不同，二項(xiàng)式法不限于單一的可靠性模型，也不受未知超差時(shí)間而帶來的妨礙；然而它需要大規(guī)模的自動(dòng)間隔分析系統(tǒng)。二項(xiàng)式法適用于各種可靠性模型和各種類計(jì)量器具檢定時(shí)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(jì)學(xué)方面的專門知識(shí)；具體運(yùn)行分析可參考NCSLRP-1:1996附錄C。5.2.3更新時(shí)間法更新時(shí)間法是二項(xiàng)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(jì)算實(shí)例其歷次設(shè)某種計(jì)量器具初始檢定時(shí)間間隔?=45天，測(cè)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