仪器校准管理.ppt
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1、测量量设备管理培管理培训教材教材讲师:郑寅歌寅歌Z上海上海传越企越企业管理咨管理咨询有限公司有限公司1.课程主要内容n一、测量的基础和术语n二、测量设备的管理n三、校准方法n五、测量不确定度的评定n六、审核时经常发现的问题n七、计量人员的资格要求n八、参考资料2.PROCESS原料人 机 法环测量测量结果好不好测量测量的作用量的作用3.计量学内容量学内容研究计量单位及其基准,标准的建立、复制、保存和使用。研究计量方法和计量器具的计量特性。研究计量的不确定度。研究计量人员进行计量的能力。研究计量法制和管理。研究有关计量的一切理论和实际问题。基本物理常数、标准物质及材料特性等的准确测定等。4.5.
2、一、测量的基础和术语基基础和和术语测量量设备为何要校准或何要校准或检定定应选择怎怎样的的计量服量服务单位位有关有关测量的几个量的几个术语哪些哪些测量量设备需要校准或需要校准或检定定6.有关测量的几个术语n测量(measurement)n以确定量值为目的的一组操作。n计量(measurement)n实现单位统一和量值准确可靠的活动。n测量设备(ISO9000 3.10.4)n为实现测量过程所必需的测量仪器、软件、测量标准、标准物质或辅助设备或它们的组合。n本术语既包括测试和检验过程中使用的,也包括校准中使用的测量设备。7.测量误差Y=x +测量值=真值(True Value)+测量误差戴明说没有
3、真值的存在一致性8.真值结果平均系系统误差差测量误差随机随机误差差测量量误差差测量结果9.分辨力、可分辨力、可读性、分辨率性、分辨率最小的读数单位、刻度限度;由设计决定的固有特性;测量或仪器输出的最小刻度;1:10经验法则(过程变差与公差较小者)。10.准确度和精密度准确度准确度:观测值和可接受基准值之间一致程度。ASTM包括位置和宽度误差的影响。精精密密度度:重复读数彼此之间的“接近度”。测量系统的随机误差分量。真值测量结果平均系系统误差差随机随机误差差11.计量确认为确保测量设备符合预期使用要求所需要的一组操作。n注1:计量确认通常包括:校准或检定、各种必要的调整或维修及随后的再校准、与设
4、备预期使用的计量要求相比较以及所要求的封印和标签。n注2:预期使用要求包括:量程、分辨率、最大允许误差等n注3:只有测量设备已被证实适合于预期使用并形成文件,计量确认才算完成。计量确认要求通常与产品要求不同,并不在产品要求中规定。12.有关测量的几个术语n检定(verification)由国家法制计量部门(或其它法定授权组织),为确定和证实计量器具是否完全满足检定规程的要求而进行的全部工作。n校准(calibration)在规定条件下,为确定测量仪器、测量系统的示值、实物量具或标准物质所代表的值与相对应的由参考标准确定的量值之间关系的一组操作。注:校准可以确定示注:校准可以确定示值误差,或差,
5、或给任何任何标尺上的尺上的标记赋 值。13.检定与校准的区别 项目目内容内容校准校准检定定行行为自愿法制内容内容确定误差是否合法依据依据校准规范检定规程结论误差数据是否合格报告告校准报告检定报告14.量值溯源n通过连续的比较链,使测量结果能够与有关的测量标准,通常是国际或国家测量标准联系起来的特性。n量值溯源是对测量设备最基本的要求之一。n不管测量设备如何精密,测量的重复性如何好,如果所进行的测量不能溯源到国家或国际标准,这种测量就不可能准确,量值就无法统一,测量数据缺乏可比性,这种测量就没有实际意义。n国家校准链溯源等级示意图如后页。15.普通工作计量器具国际基准或物理定义国家基准副基准国家
6、法制计量工作部门工作标准器计量校准实验室工作标准器工业部门测试实验室企业工作标准比较装置、方法比较装置、方法比较装置、方法比较装置、方法比较装置、方法传递装置5级4级3级2级1级16.量值传递n通过对计量器具的检定或校准,将国家基准所复现的计量单位量值通过各等级计量标准传递到工作计量器具,以保证对被测对象量值的准确和一致。17.量值溯源与量值传递的区别 项目内容量值传递量值溯源方向自上而下自下而上方法检定或校准比较链顺序按等级传递可以越级强调把有关标准传递到测量仪器把测量结果与有关标准联系18.按国家校准链溯源n如:某工业部门测试实验室拥有校准一般工作计量器具的5级标准器,这就形成一个最低层次
7、的校准链。它又必须保证定期与计量校准室保存的4级标准器接受其校准,这就又构成了一个校准链。而这些校准链还必须与国家和地方政府授权的法定计量校准机构内的3级、2级、甚至1级标准器联系起来,从而使每个计量器具都能与国家基准相连。19.测量不确定度n通常按给定的似然估计,表征被测量的真值所处的量值范围的评定结果。产品公差真值20.测量不确定度n 扩展不确定度 U=kuc公式nK覆盖因子(2-3)nuc 标准合成不确定度测量值分布曲线均值95.45%99.73%+3+3+2+2 真值121.测量不确定度n影响测量不确定度的因素n测量设备(包括测量标准)的误差;n环境的误差;n测量方法的误差;n操作人员
8、的误差。22.不确定度和测量误差区别测量值概率分布曲线均值+3+3测量结果1测量量误差差不确定度范不确定度范围23.最大允许误差n对给定的测量仪器,校准规范或检定规程中规定的允许误差极限值。n有时也称为测量仪器的最大误差允许值。n这里规定的是误差极限值,所以实际上就是计量性能所要求的最大允许误差。n最大允许误差是一个用来判定仪器是否合格的要求。24.强检计量器具n在我国中华人民共和国计量法指出:县 级以上人民政府计量行政部门对:n社会公用计量标准器具;n部门和企业、事业单位使用的最高计量标准器具n以及用于贸易结算;n安全防护;n医疗卫生;n环境监测方面;n列入强制检定目录的工作计量器具,实行强
9、制检定。25.有关测量的几个术语n社会公用计量标准器n 企、事业单位的标准器中,用于向社会提供服务的,即承担外单位仪器检定或校准任务的,称为社会公用计量标准器。26.有关测量的几个术语n最高标准器具n凡开展量值传递的单位,必然有标准器。标准器有一定的级别。级别最高的标准器具即被称为最高标准器具。n构成最高标准器的两个条件:n开展量值传递;n是标准器中等级最高的。n最高标准器具不能在本单位内进行溯源,而必须到外单位去溯源。27.强制检定目录n凡用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测的,均实行强制检定。28.测量设备为何要校准或检定n测量设备本身的需要;n量值统一的需要;nISO9001的要求
10、(7.6);nQS-9000的要求(4.11);n中华人民共和国计量法规的要求。29.哪些测量设备需要校准或检定n采用计量器具A、B、C管理法:nA类:量比较少,但比较重要,这类器具一般要求周期性强检;n类:数量一般比较大,常用的的,可采用周期性自检和送检;nC类:不需要周期性校准的;30.应选择怎样的计量服务单位n针对某些测量设备,如果公司无能自行校验,则应委托外部合格的校验机构进行校验。n委外校验以送获得计量授权证书的计量检定机构为宜。如:n国家标准检验局n地方计量行政管理部门所设置的计量检定机构n其他的社会公用检定机构n目前CNACL和国家技术监督已经在省级以上法定计量检定机构中进行校准
11、实验室的认可工作。最好是还获得CNACL颁发证书的实验室。31.中国中国实验室国家室国家认可委可委员会会n中国实验室国家认可委员会(CNACL)n1994年9月20日成立,是统一负责管理中国实验室认可工作的国家认可机构。n凡是获得CNACL认可的实验室,都将得到CNACL颁发的证书,证书上包括:认可标志、实验室名称、地址、认可范围、生效日期和编号等。同时获取其校准检定范围的清单或附件。详见后页。32.33.34.35.二、测量设备的管理选配验收报废纳管使用周期校准维修36.选配识别所需的测量/监视的质量特性根据质量特性要求选购适宜的测量设备技术特性经济特性测量特性精密度量程分辨率准确度稳定度3
12、7.测量特性n准确度选择:n定义:测量准确度是指测量结果与被测量的真值之间的一致程度。真值测量结果平均偏倚偏倚38.测量特性n准确度选择n一般为被测量特性值公差的十分之一或以上。TT/10LSLUSL39.测量特性n精密度(重复性)选择n精密度是指在同一测量条件下,对同一被测量进行连续多次测量所得结果的一致性。n相同的测量程序;n相同的观测者;n相同的测量仪器;n在短时间内重复测量。n用测量结果的分散性表示。40.测量特性n精密度选择n一般为被测量公差的十分之一。TLSLUSLT/1041.测量特性n稳定度选择:n稳定度是指在规定条件下,测量设备保持测量特性恒定不变的能力。n稳定度通常是相对时
13、间而言的。如:n检定规程规定二等标准布氏硬度块稳定度为一年内不超过4%。nXB33型微波信号发生器频率短期稳定度不超过1x104/15min。长期稳定度不超过5x104/3h。42.测量特性n选择稳定度通常考虑的因素:n测量设备工作原理、结构设计;n构成材料、制造方法,以及关键元器件抗老化程度,耐磨损情况等。n测量设备稳定度指标要优于使用要求的指标。43.测量特性q稳定度计算:以硬度块为例 t1 t2time硬度值 50100 x1x2稳定度=(x1-x2)/x144.测量特性n量程选择:所选择仪器的量程应能满足测量要求。一般,所测量的最大值为满量程的80%左右。080010045.测量特性n
14、分辨率(最小刻度)选择:一般为被测量参数公差的十分之一或以上。T103046.技术特性n使用方便,操作简单可靠;n运输、装卸、组装、安装方便,并易于和检定(校准)装置联接装配;n在使用保存期间,易于防护、防损坏、防污染、抗干扰性能良好;n所需专用辅助设备(安装、读数、记录、电源等)少;n对环境、操作人员条件要求合适,不苛刻。47.经济特性n测量设备购置费用少;n操作、维护、保护费用少;n能修理,使用寿命长;n利用率高;n使用时所需场地小;n需要操作人员数量少。48.选配平衡cost综合性能准确度精密度分辨率稳定度测量量设备的的综合合测量能力不是越高量能力不是越高越好,越好,应与与测量要求相适宜
15、!量要求相适宜!测量设备综合性能使用要求49.计量认证标志n(mark of conformity)n选择测量设备,尽可能选择有MC标志的设备。50.选配流程确定确定预期使用要求期使用要求确定准确度、精密度的最大允确定准确度、精密度的最大允许值;确定分辨率、量;确定分辨率、量程、程、稳定度。定度。到到选购商店商店选择适合量程、分辨率、适合量程、分辨率、稳定性要求的定性要求的测量量设备,并,并进行行测量量试验(5 5 1010次)次)计算并比算并比较准确度:准确度:准确度准确度值=x-x-标称称值;准确度;准确度值=最大最大允允许值计算并比算并比较精密度:精密度:精密度精密度值=x xmaxma
16、x-x-xminmin(也可用也可用标准差准差计算)算);精密度;精密度值=最大允最大允许值从从经济、技、技术等因素等因素综合裁定合裁定51.选配案例n某公司欲选配一台电子秤,用于糖果包装的秤量,秤量要求为75150 g5g。n确定预期使用要求n秤量范围是0150gn公差要求是5gn确定准确度、精密度要求;分辨率、量程n准确度的最大允许值为1gn精密度的最大允许值为1gn分辨率应小于1gn量程为0200g初选 DZC200型52.选配案例n选择一组校准合格的砝码,用于选购量程为0-200g、分辨率为1g、稳定度满足要求的电子秤,并进行测量试验,测量结果如下:标称值 测量值(5次)50 50.3
17、 50.2 50.3 50.2 50.2100 100.5 100.4 100.4 100.5 100.4 150 150.7 150.6 150.7 150.5 150.5200 200.8 200.9 200.7 200.8 200.8 53.选配案例n计算准确度和精密度标称值 x x-x x-标称称值 x xmaxmax-x-xminmin 50 50.24 0.24 0.1 100 100.44 0.44 0.1 150 150.6 0.6 0.2 200 200.8 0.8 0.254.选配案例n判定准确度、精密度n各段示值平均值的最大偏倚为0.81g,准确度满足要求;n各段示值的最
18、大极差值0.2 1g,精密度满足要求。n从技术、经济因素考虑,综合裁定n上海某衡器厂生产的DZC200型数显电子秤价格适中、操作方便,测量能力满足使用要求,决定选购此型号。55.CASE STUDYn今有一家公司,新购置了一台分辨率为0.01g,量程为0200g的分析天平,秤量要求为301600.05g塑料粒子,其用50、100、150、200标准砝码校验后各段示值如下:标称值 测量值(5次)50 50.001 50.002 50.001 50.001 50.002 100 100.004 100.003 100.003 100.004 100.003 150 150.005 150.004
19、150.004 150.005 150.005 200 200.006 200.007 200.006 200.005 200.006请问该分析天平的准确度、精密度能满足使用要求吗?56.验收n请购部门依照请购单要求验收测量设备,主要包括:n设备名称n规格型号n量程n分辨率n外观等n进行使用前的校准,必要时由使用部门先行安装、调试。57.使用前校准 合格?合格?合格 合格出厂运输、仓储入库验收58.纳管n编号;n登记;n标识校准状态;n建立维修履历;n必要时,编制测量设备操作说明书。59.登记范例测量设备管理一览表设备编号设备名称型号规格验收日期首校日期测量范围分辨率校准周期使用地点60.校准
20、合格证测量设备编号校准日期校准周期校准者校准状态标识范例61.测量设备维修履历设备名称设备编号型号规格验收日期制造商使用部门主要技术参数随机附件及资料历次校准记录维修记录备注62.使用n落实责任制;n严格执行操作说明书;n定期维护;n防止不当的调整;n搬运、储存时防止损坏或失效;n适合的环境条件;n应按期送校;n定期进行测量不确定度或误差分析。63.落实责任制标识责任者人测量设备64.严格执行操作标准书测量设备培训考核合格正确操作65.定期维护定期维护内容清扫污秽上防锈油日常点检活动部位加润滑油66.防止不当的调整作适当的封印封印被破坏立即识别出及时得以调整67.封印的形式n标签;n焊料;n线
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