电子秤检定是法定技术检定机构的基本能力,除计量标准考核、检定人员培训、法定机构考核等周期性监督活动外,计量比对也是一种监督活动。通过主导实验室、参比实验室之间的比对活动,可以纵向、横向评价实验室的技术、能力水平,也可通过集中的比对活动,分析、评价参比实验室存在的问题,促进技术机构的技术能力提升。从比对方案的制定,到比对结果的分析,提出关键的技术点,并对 2014 年浙江省电子秤计量比对进行总结。
电子秤广泛应用于农贸市场、商场及流动摊贩,与人民生活密切相关; 电子秤计量是民生计量的重要组成部分,其计量方法、计量操作关乎到计量结果的可靠性。因此对计量检定机构的管理和监督,不仅从计量标准、人员资质、实验室环境等方面进行评价,还应当通过计量比对活动,验证和评判各检定机构的能力水平,以确保区域范围内计量的准确、可靠。
为加强对计量检定机构的监督管理,提升机构的技术支撑能力,浙江省质量技术监督局在 2014 年度对全省范围内市、县两级及专项授权计量检定机构开展计量比对工作,其中电子秤计量比对主导实验室为浙江省计量科学研究院,参比实验室为市、县两级计量检定机构,共计 72家
1.计量比对
计量比对是在规定的条件下,在相同量的计量基准、计量标准所复现或保持的量值之间进行比较、分析和评价的过程。
计量比对包含两种形式: 量值比对和检定 /校准比对 。量值比对是考察基准 / 标准量值的一致性,如各国力基准 / 标准机的基准 / 标准力值,各国质量基准 / 标准等。检定 / 校准比对是考察不同检定 / 校准实验室出具的检定 / 校准证书的一致性,如标准测力仪的检定 / 校准比对、称重传感器的校准比对等。电子秤计量比对属于检定比对,目的是分析、评价计量检定机构的综合能力水平。
计量比对的过程包括计量比对方案的论证和定稿、计量比对的实施、计量比对的总结报告以及比对结果的上报等,表 1 为计量比对实施方案的主要内容.
2.实施方案中关键
电子秤计量比对以电子秤作为传递标准,电子秤以称重传感器作为传感单元,将物体质量转换电信号输出,通过 A / D 转换、电路信号处理,将物体质量值显示出来。电子秤在出厂之前,通过砝码进行标定,使其显示值与真值符合; 砝码约定真值不受不同地区重力加速度的影响,但称重传感器受到重力加速度的影响; 因此电子秤已在工厂进行标定合格,但在其他销售地区或使用场合,仍要考虑重力加速度的差异,需重新进行标定。
电子秤的特性决定了移动式传递方式不太适合,故选择固定地点的比对方式,集中到省院进行计量比对,这是制定比对方案的前提条件。
2. 1 传递标准
传递标准指在测量标准相互比较中用作媒介的测量标准。本次计量比对选择 15 kg 量程电子秤作为传递标准,既体现出计量标准中配置砝码的组合性,又考虑到固定地点比对方式,携带砝码质量的便捷性。
2.2比对项目
JJG 539—1997 《数字指示秤检定规程》中规定随后检定项目作为比对项目以称量测试加载进程中 10 kg 和 15 kg 秤量点示值误差 Ec 为 En值的评定依据; 10 kg 和 15 kg 秤量点 10 次重复性测试,作为不确定评定的参考数据。
2. 3 传递标准的优选
选取 10 台电子秤,在比对项目点 ( 10 kg,15 kg) 进行 5 次重复性测量,取 5 次测量结果 ( 修正后示值误差 Ec ) 的平均值作为评判数据; 时间安排如表 2 所示。
计量标准的稳定性考核提出两种模式: ①对新建计量标准,每隔一段时间 ( 大于 1 个月) ,用该计量标准对核查标准进行一组 n 次重复测量,取其平均值作为该组的测量结果,共观测 m 组( m≥4 ) 。取 m 的测量结果的最大值和最小值之差,作为新建计量标准在该段时间内的稳定性;
②对已建计量标准,每年用被考核计量标准对核查标准进行 1 组 n 次的重复测量,取其算术平均值作为测量结果,以相邻两年的测量结果之差,作为该段时间内计量标准的稳定性。
对于传递标准的优选规则,则借鉴计量标准的稳定性考核,取评判数据变化较为平缓或相对较小的电子计价秤作为传递标准。
2. 4 比对方式
72 家参比实验室共分 5 组,计量比对采用花瓣式比对方式,每一小组由主导实验室开始,各参比实验室先后次序按指定方式产生,依据比对日程安排完成比对。主导实验室在每个参比实验室比对前后进行比对项目点测量,以完善比对数据及监控传递标准状态。
2. 5 参考值
以主导实验室在比对中多次称量测试称量点Ec 的平均值为参考值。在每天的计量比对试验中,每比对组上午和下午各安排 1 家参比实验室进行比对,在每家参比实验室比对前后,主导实验室各进行一次称量测试。
以第 1 组为例,第 1 组 ( 传递标准 1) 比对计划如下:
3.比对结果
参加实验室比对结果的一致性是指各参比实
式中: Yji 为第 j 个实验室上报的第 i 个测量点上的测量结果; Yri 为比对试验第 i 个测量点的参考值; k 为包含因子,k = 2; ui 为第 i 个测量点上的标准不确定度。
72 家参比实验室比对结果 En 值均小于 1,比对结果满意。第 1 组参比实验室比对结果及不确定度如图 1 和图 2 所示,其中◆代表各参比实验室测量结果与主导实验室参考值之差; 数字代表参比实验室代码。
4.结束语
尽管各参比实验室顺利完成计量比对,比对结果满意,但在比对记录、不确定评定、比对报告等材料中仍存在一定的问题,主要集中在不确定评定和电子秤检定操作方面。电子秤的判定依据是修正后示值误差 Ec 与允许误差直接比较进行判定,参照符合性评定的要求,此时示值误差不确定度不大于对应允许误差的 1 /3,这一点在实际的不确定度评定中很少被考虑到,其次检定过程中简化操作较多,规范操作还有待提升。