测量管理体系计量要求转换.doc

l 把顾客的测量要求转化为计量要求是测量过程设计的关键
首先应明确顾客的测量要求，是双侧要求还是单侧要求，顾客的约定值是否有概率的要求（如95%或99%）。如顾客对产品或参数的要求给出了某一定值，并给出最大允许误差（以相对或绝对的形式表示），这就是双侧控制的要求，如顾客对产品或参数的要求的仅给出某一限值，不得超过某一值（ USL）或不得低于某一值(LSL)，这就是单侧控制的要求。
(1)双侧控制计量要求的转化
对于双侧控制，企业应根据顾客对产品的要求，根据产品的特性，对自身的技术能力进行评估（包括实验室的环境条件、仪器设备配置、人员的操作技能等），对顾客的测量要求进行转化。
1）确定目标不确定度。测量结果的目标不确定度一般不应超过最大允许误差的1/3。（注：取最大允许误差的1/3是基于认为测量不确定度的影响已小到可以忽略的程度，如果k=2,那么存在的风险大概是5%/3≈1.7%）
2)确定测量仪器的准确度等级或最大允许误差。根据对自身技术能力的评估，考虑到测量重复性、环境等标准不确定度分量的影响，测量仪器的最大允许误差应小于目标不确定度，也就是说，测量仪器的技术指标，不能取顾客测量要求的1/3，至少取1/4或更小。或者根据测量过程不确定度合成的各分量的预评估，取目标不确定度1/2～2/3。
3）确定测量的环境条件，并根据要求的环境条件，配置相应的环境监控设备（如温度、湿度等的测量）。
4）如果需要，应对测量人员进行培训或再培训，特别是操作技能的培训。
5）满足了上述要求后，对测量过程的典型测量值进行测量不确定度评定，实际的测量不确定度应≤目标不确定度。
计量要求的转化，见示例：

示例2： 计量要求转化记录（双侧控制）
测量（参数）
过程名称
测量要求
测量方法
（文号和名称），
或方法的简述
参数名称
被测参数范围
最大允许误差
环境条件
小型继电器吸合电压测试
吸合电压值
（65～165）V
MPE：±10%
温度:(20±5)℃
湿度:≤60%RH
小型继电器吸合电压测试方法
转化过程
测量范围：小型继电器吸合电压值在（65～165）V范围内，因此应配置电压测试范围能满足该范围的测量仪器。
目标不确定度：吸合电压值最大允许误差为：±10%，那么测量过程的目标不确定度应在±10% /3=3.3%以内，才能保证通过测量对该参数进行有效控制。
测量仪器最大允许误差：测量过程的目标不确定度为3.3%，测量结果不确定度的来源包括测量重复性、测量设备、人员操作、环境条件等各因素，测量设备仅仅是其中因素之一，因此要控制测量过程测量结果的不确定度在3.3%以内，则测量仪器的最大允许误差应该比测量过程目标测量不确定度小，考虑到该过程中的测量仪器只有一台，合成测量不确定度的分量较少，故取目标不确定度的2/3左右，
即取MPE: ±2%。
环境条件：本处略
实际配置的
测量仪器
测量设备名称
测量范围
技术指标
备注
继电器测试仪
(50-200)V
MPE:±2%
/

测量不确定度评定结果
（典型值）
电压=64.5V Urel=2.8% k=2
电压=170.2V Urel=2.4% k=2 (详见小型继电器吸合电压测试测量不确定度评定报告)
转化结果
的判定
实际测量不确定评定结果，当测得电压=64.5V时 Urel=2.8% k=2；当测得电压=170.2V时 Urel=2.4% k=2，小于目标不确定度3.3%，能满足对测量过程控制的要求。
转化人/日期

批准人/日期

示例3： 计量要求转化记录（双侧控制）
测量（参数）
过程名称
测量要求
测量方法
（文号和名称），
或方法的简述
参数名称
被测参数范围
最大允许误差
（或公差范围）
环境条件
线圈圈数
测量
线圈圈数
（100-8635）圈
MPE:±1%
略
工序操作指导卡片/CJX2-2394-001
转化过程
测量范围：公司需测量的线圈圈数一般在（100-8635）圈范围内，因此应配置量程为(0～10000)圈的线圈圈数测量仪。
目标不确定度：线圈圈数MPE为±1%，那么测量过程的目标不确定度应在1%/3=0.33%以内，才能保证通过测量对该参数进行有效控制。
最大允许误差：用线圈圈数测量仪对线圈圈数进行测量，测量过程的目标不确定度为0.33%，测量结果不确定度的来源包括测量重复性、测量设备、人员操作、环境条件等各因素，测量设备仅仅是其中因素之一，因此要控制测量过程测量结果的不确定度在0.33%以内，则测量设备的最大允许误差应该比测量过程目标测量不确定度小，一般取1/2～2/3，即0.16%～0.22%。
环境条件：本处略
实际配置的
测量仪器
测量设备名称
测量范围
技术指标
备注
线圈圈数测量仪 YG-108A
(0-10000)圈
MPE：±0.2%
/

测量不确定度评定结果
R=2010圈 Ur=0.24% k=2 (详见线圈圈数测量不确定度评定报表)
转化结果
的判定
实际测量不确定评定结果Ur=0.24% k=2，小于目标不确定度0.33%，能满足对测量过程控制的要求。
转化人
/日期

批准人/日期

当转化结果的测量不确定度不能满足≤目标不确定度时，应对测量不确定度有影响的各标准不确定度分量进行分析，采取有效措施，尽量减小影响量较大的不确定度分量，使之符合要求，可从以下几方面考虑：
1）如测量重复性占较大比例，可取多次测量结果的平均值作为测量结果，以平均值的实验标准差进入不确定度的合成，也即测量重复性的标准不确定度减小了1/。
2) 如因环境条件的控制未到位，至使相应的不确定度分量较大，应改善环境条件，使之相应的不确定度减小。
3）测量设备的技术指标往往是影响测量不确定度的主要因素之一，经分析后如有必要，应重新配置技术指标更高的测量设备，使之测量不确定度满足要求。
4）如还有其他的因素，均可采取相应的针对措施，使之相应的标准不确定度减小。
采取措施后，应重新进行实际测量和测量不确定度的评定，验证实际的测量不确定度是否满足≤目标不确定度。
特别要强调的是，如果一个测量过程（参数）测量结果的不确定度影响量很多时，可以根据企业自身的条件，合理地分配各个分量，只要最终保证实际的测量不确定度满足≤目标不确定度。（根据风险和成本合理平衡的原则，认为产生的风险可以接受。）

当采取措施后实际的测量不确定度仍不能满足≤目标不确定度时，或因为实际配置的测量设备技术性能较低，不能满足要求时，应采取更为可靠的方法，根据双侧检验的判定原则，依据实际的测量不确定度，制定（修正）企业内控标准，确保测量结果满足顾客测量要求。
(2)单侧控制计量要求的转化
企业实际生产中的测量很多为单侧控制, 因单侧控制往往只给出产品的上限或下限，不给出对测量误差的要求，计量要求可按以下过程转化。
1）明确顾客的测量要求,包括顾客对产品合格概率、环境等要求（考虑的要素同双侧检验）。
2）确定测量仪器，可考虑测量仪器的测量范围及环境等要求，仪器的技术指标可根据企业现有的或适度的原则配置。
3）测量仪器配置后，对测量过程（参数）的测量结果进行不确定度评定，评定中如顾客有要求的（如包含概率95%或99%）则分别取k=2或k=3，如无要求的一般取k=2。评定的测量点宜尽量取接近产品的上限或下限点。
4）测量不确定度评定后，根据测量不确定度（U）制定企业内控标准，并按内控标准对被测产品实施检测。
单侧控制计量要求的转化，见示例:

示例1： 计量要求转化记录（单侧控制）
测量过程
名称
测量要求
测量方法
（文号和名称）
测量参数名称
合格控制限（LSL）
环境条件
XXXXX产品
绝缘电阻测量
绝缘电阻
≥20 MΩ
(工作电压直流500V)
环境温度:10℃～30℃
相对湿度:≤65%
XXXX-2012《XXXXX产品绝缘电阻测量方法》
配置的
测量仪器
XXXXX绝缘电阻测试仪
测量范围：（0～100）MΩ（工作电压直流500V挡）；MPE：±（5%读数+1%量程）
测量不确定度评定结果
（典型值）
R=21MΩ U=3 MΩ k=2 (详见XXXXX产品绝缘电阻测量不确定度评定报告)
转化结果
的应用
1. 制定（修正）内控标准，将合格控制限定为：
LSL≥20 MΩ＋U=20 MΩ＋3 MΩ=23 MΩ；
2. 实验室应配置空调，配置温、湿度监视设备，确保环境条件满足要求。
转化人/日期

批准人/日期

示例2： 计量要求转化记录（单侧控制）
测量过程名称
测量要求
测量方法
（文号和名称）
测量参数名称
合格控制限（LSL）
环境条件
产品工频耐压试验电压测量
工频耐压
试验电压
2.5kV
（试验条件50mA、1s）
略
工序操作指导书CJX2-80/95-2394-003
配置的
测量仪器
CS2673型耐压测试仪
测量范围：（0~5）kV；（0~100）mA；（0~99）s 准确度等级：5级
测量不确定度评定结果
（典型值）
Ur=5.8% k=2 (详见产品工频耐压测量不确定度评定表)
转化结果
的应用
制定（修正）内控标准，将合格控制限定为LSL≥2.5 kV＋U=2.65kV；
转化人/日期

批准人/日期

(3)双单侧控制计量要求的转化

所谓双单侧控制是单侧控制的另一种形式。即产品的技术指标规定了一个上限值USL和一个下限值LSL，通俗的说，是取一个规定的中间值。双单侧控制计量要求可按以下方法转化。
1）按单侧控制计量要求转化，控制技术指标要求的中间值。见示例：

示例4： 计量要求转化记录（双单侧控制）
测量过程名称
测量要求
测量方法
（文号和名称）
测量参数名称
合格控制限
环境条件
4-702R-801反应器压力测量
压力
（2.50～2.75）MPa
即：USL≤2.75 MPa
LSL≥2.50 MPa
环境温度:5℃～35℃
相对湿度:≤75%
Q/JHGF01J01027-2006《4R-801岗位
操作方法》
配置
的测量设备
测量设备名称： 压力变送器 测量范围：（0～10）MPa 准确度等级：0.5级
测量不确定度评定结果（典型值）
压力=2.60 MPa U =0.07 MPa k=2 （详见4-702R-801反应器压力测量结果不确定度评定报告）
转化结果
的应用
1.制定（修正）内控标准，将合格控制线限定为：
USL≤2.75 MPa －U＝2.75 MPa－0.07 MPa ＝2.68 MPa；
LSL≥2.5 MPa＋U＝2.50 MPa＋0.07 MPa＝2.57 MPa
2. 实验室应配置空调，配置温、湿度监视设备，确保环境条件满足要求。
转化人/日期

批准人/日期

2）按双侧控制计量要求转化，先求出被测对象的目标值M和公差Δ,使之转化为以M±Δ(或最大允许误差)表示的形式。
有一些产品和参数，要求的控制区间较小，如按单侧控制的要求转化，相对来说控制较严，成本也会相应增加，可转化成双侧控制的形式，被测对象的目标值和公差按下式计算：
目标值：
公 差 ：
转化过程见示例：
示例5： 计量要求转化记录（双单侧控制）
测量过程名称
测量要求
测量方法
（文号和名称）
测量参数名称
合格控制限
环境条件
4-702R-801反应器压力测量
压力
（2.50～2.75）MPa
即：USL≤2.75 MPa
LSL≥2.50 MPa
环境温度:5℃～35℃
相对湿度:≤75%
Q/JHGF01J01027-2006《4R-801岗位
操作方法》
转化成
双侧控制的形式
目标值：（2.75＋2.50）MPa/2＝2.625 MPa,
公差：（2.75 －2.50）MPa/2＝0.125 MPa
即MPE:±0.125 MPa，相对于目标值, MPE: ±4.8%

转化过程
测量范围：反应器压力控制在（2.50～2.75）MPa范围内，因此应配置压力测量范围能满足该范围的测量仪器。
目标不确定度：反应器压力测量最大允许误差为：±4.8%，那么测量过程的目标不确定度应在±4.8% /3=1.6%以内，才能保证通过测量对该参数进行有效控制。
测量仪器的最大允许误差：测量过程的目标不确定度为1.6%，则测量仪器的最大允许误差应该比测量过程目标测量不确定度小，考虑到该过程中的测量仪器只有一台，合成测量不确定度的分量较少，故本例取目标不确定度的2/3左右，则测量仪器的最大允许误差MPE应满足优于或等于±1%。
环境条件：本处略
实际配置
的测量设备
测量设备名称
测量范围
技术指标
备注
压力变送器
（0～10）MPa
0.5级

测量不确定度
评定结果
（典型值）
压力=2.60 MPa Ur =1.5% k=2 （详见4-702R-801反应器压力测量结果不确定度评定报告-1）
转化结果
的判定
实际测量不确定评定结果Ur =1.5% k=2，小于目标不确定度1.6%，能满足对测量过程控制的要求。
转化人/日期

批准人/日期

计量要求的转化和确定是 7.2.2测量过程设计要素中的要点，技术要求特别是对测量不确定度评定的要求较高。对产品（参数）测量控制限的界定、过程的控制的成本应与最终产品质量的重要性相匹配。