低壓電器企業測量儀器校準周期的研究

　　根據《強制性產品認證實施規則工廠質量保證能力要求》CNCA-00C-005第3.6.2中規定：對于內部校準的，工廠應規定儀器校準方法、驗收準備和校準周期等。那么現實中很多生產型企業，尤其是低壓電器制造企業中，很多采取自行配置標準器具，溯源到上級儀器計量機構，隨即開展內部校準。并且有相當一部分企業對于儀器的校準周期可以自行確定。但是作為制造企業如何有效地確定和調整儀器校準周期，其中要注意哪些因素，以及判定縮短還是延長儀器校準周期的原則有哪些呢？

　　1對儀器校準周期的分析與研究

　　在對校準周期的確定與調整方法方面，企業的設備管理人員根據以下因素，來確定哪些儀器可以進行校準周期的確定與調整控制：(1)儀器的類型和種類；(2)儀器的*大允許誤差，以及儀器超出其*大允許誤差限或精度范圍使用后的風險；(3)儀器使用的頻次和環境條件；(4)儀器歷次校準結果及校準證書所給出的測量不確定度；(5)儀器定期送檢搬運、移動和運輸；(6)儀器的損耗、示值誤差和檢驗人員的操作熟練度；(7)儀器維修的歷史情況；(8)儀器期間核查的頻次和結果。

　　在校準周期調整時，企業的設備管理人員應對儀器的判定原則有以下三點：(1)若校準結果小于或等于*大允許誤差的80%時，則可延長儀器的儀器校準周期；(2)若儀器校準結果大于儀器的*大允許誤差，則應縮短儀器的校準周期；(3)若校準結果在儀器的*大允許誤差80%～100%之間，或校準的影響因素難以追溯，對儀器校準數據的符合條件無法判定時，則企業設備管理人員應考慮縮短校準周期，甚至采取增加期間核查的方法和頻次。

　　根據計量行業的慣例方法，常見的調整測量儀器的校準周期方法有簡單反應調整法、增量反應調整法、期間核查法等。低壓成套電器的強制性產品認證要求，該類型生產企業在成品例行檢驗階段應使用到的儀器有：耐壓電壓測試儀、接地導通電阻測試儀、綜合測試臺(交直流電壓表、交流電流表)、游標卡尺等。這里著重研究低壓成套電器生產企業對上述檢驗儀器的校準周期的控制方法。

　　反應調整法是基于風險意識，根據測量儀器*次校準數據，經過某種固定的時間間隔(比如按照*次校準證書或檢定證書上給定的時間間隔)的后續校準數據來判斷后續校準周期的調整方案。該方法的特點是結果直觀，便于企業設備管理人員掌握和使用。對于低壓成套電器生產企業在成品例行檢驗階段應使用到的儀器有：耐壓電壓測試儀、接地導通電阻測試儀、綜合測試臺(交直流電壓表、交流電流表)等，都有線性變換特征。采用簡單反應調整法是一種簡便實用的方法。

　　所謂簡單反應調整法是反應調整法中一種*簡單的調整方法，計量行業又稱為“自動調整法”或“階梯調整法”。簡單反應調整法使用的前提是儀器未進行過維修或更換。若校準結果小于或等于*大允許誤差的80%時，則通過增量系數a來延長校準周期；若校準結果大于*大允許誤差時，則通過減量系數b來縮短校準周期。計算公式如下：

　　T1=T0(1+a)或T1=T0(1-b)。

　　式中T1為調整后的校準周期；T0為調整前的校準周期。

　　企業設備管理員應適當選取增量系數a和減量系數b的值。通常情況下，企業可先設定a值和長期平均測量可靠性目標Rt值。增量系數a、減量系數b與儀器的測量可靠性目標Rt相關。這三者的關系如下：

　　b=1-(1+a)-Rt/(1-Rt)。

　　企業設備管理員在選擇增量系數a時應綜合考慮。若增量系數a選擇較大，則簡單反應調整法會使儀器的校準周期在初始值以較快的速度接近“正確值”。相反，若增量系數a選擇的較小，校準周期在初始值以較慢的速度接近“正確值”。如果校準周期已經接近正確值，較小的a值可使其穩定地保持在“正確值”附近。簡單反應調整法雖然簡便，但其缺點是企業無法確認校準周期在何時接近正確值。

　　對于低壓成套設備制造企業使用的3級的耐電壓測試儀，初始校準時間間隔I0為12個月，取a=0.1，Rt=90%，則b=0.58，三次測試結果見表1。

　　*次儀器校準結果小于*大允許誤差的80%，I1=I0(1+a)=12×(1+0.1)≈13個月。

　　第二次儀器校準結果小于*大允許誤差的80%，I1=I0 (1+a)=13×(1+0.1)≈14個月。

　　第三次儀器校準結果小于*大允許誤差的80%，I1=I0 (1+a)=14×(1+0.1)≈15個月。

　　對于低壓成套設備制造企業使用的10級的絕緣電阻表(兆歐表)，初始校準時間間隔I0=12個月，取a=0.2，Rt=90%，則b=0.8，三次測試結果見表2。

　　*次儀器校準結果小于*大允許誤差的80%，I1=I0 (1+a)=12×(1+0.2)≈14個月。

　　第二次儀器校準結果小于*大允許誤差的80%，I1=I0 (1+a)=14×(1+0.2)≈16個月。

　　第三次儀器校準結果小于*大允許誤差的80%，I1=I0 (1+a)=16×(1+0.2)≈19個月。

　　同理，綜合測試臺(交直流電壓表、交流電流表)也采取簡單反應調整法進行控制和調整。對于游標卡尺類的量具，企業可以采購量塊對游標卡尺進行期間核查法。

　　所謂期間核查法，就是定期使用核查標準(計量標準)對重要項目參數及經常使用的測量點進行核查。當核查結果小于儀器的*大允許誤差限，且儀器的重復性和穩定性較好時，則不需要將此儀器送至外部校準機構進行校準或檢定；當核查結果大于或等于儀器的*大允許范圍誤差限，且儀器的重復性和穩定性較差時，應及時將此儀器送至外部校準機構進行校準或檢定，并采取有效的措施，防止該儀器繼續使用。

　　對于低壓成套設備制造企業使用的0～200mm的分度值為0.02mm游標卡尺，其*大允許誤差為±0.03mm。企業采購3級或5等量塊，量值溯源后確定其量塊的標稱值。企業每月對游標卡尺進行期間核查，核查點為25.1mm，核查方法參考JJG30—2012《通用卡尺檢定規程》中的示值誤差檢定方法。核查結果如表3所示。

　　判定原則：核查結果小于*大允許誤差，則核查結果滿意。

　　為了保證期間核查結果的可靠性，還需定期確認游標卡尺的重復性和穩定性，滿足游標卡尺的性能要求。

　　重復性是指在重復性測量條件下，用滿足相應檢定規程或校準方法的計量標準(器具)對被測儀器進行n次獨立重復測量，測得觀測值yi(i=1，2，3，…，n)，其重復性s(yi)按下面公式進行計算。

　　判定原則：每次測量的重復性s(yi)應不能超過*次測得的重復性s(yi)。

　　穩定性是指測量儀器保持其計量特性隨時間的恒定能力。經過定期(如每個月)的測量yi：計算出相鄰兩次的變化量│yi-yi-1│，應小于測量儀器的*大允許誤差的三分之一。

　　2結語

　　低壓成套設備制造企業在確定和調整耐壓電壓測試儀、接地導通電阻測試儀、綜合測試臺(交直流電壓表、交流電流表)和游標卡尺等例行檢驗用儀器校準周期時，除了關注企業的校準成本外，更應關注儀器本身的儀器計量性能的分析結果，綜合考慮延長儀器校準周期后給產品質量帶來的風險和測量不確定度的影響，有效合理地對檢測儀器校準周期的控制與調整。