检定和校准实务举例

知识点：检定和校准实务举例

（一） 校准结果的不确定度评定举例

（二） 检定时是否满足符合性评定基本要求的判断举例 （三） 定量包装商品净含量商品的计量检测方法举例

（一）校准结果的不确定度评定举例

【例1】滚刀检查仪螺旋线测量示值误差测量结果的不确定度评定

依据jjfll25 — 2004《滚刀检查仪校准规范》，以pwf-250滚刀检查仪为例 评定如下：

1 •数学模型

仪器螺旋线测量示值误差为e：

童二吐1+0也）弋（1+坷血）

式中：

ss ――仪器测头运动的三圈导程数值；

s b——标准滚刀螺旋线的三圈导程数值；

as, ab 仪器与标准滚刀的线胀系数；

虬丛——仪器与标准滚刀温度偏离标准温度20c的值

该式舍去微小量，整理后得:

0

因=暫一阳+岛血©+片血4

式中:

2 •灵敏系数和合成方差

灵敏系数:

Be 3e 3e 3s 由于各输入量彼此，根据不确定度传播律，合成方差为

疋=心)二(处『吐触)勺他)+ (空內©)

3.标准不确定度一览表

标准不确定度分量汇总见表4-1

表4-1标准不确定度一览表 标准 不灵敏系数 标准不确 定不确定度来源 度分量 自由 度 u(Xi) u(s s) u(s b) u( S a) u( S t) 测量重复性 标准滚刀螺旋线导程 确 定度 值 0. 1 -1 1.202 0. 9 1.202 OO 0. 231 50 0. 314 仪器与标准滚刀线胀系 数差 仪器与标准滚刀温度差 0.816 X A c-60 -1 8 10 c = 1.42 urn，备=204 4.输入量的标准不确定度评定

(1)

量

仪器测量重复性引起的标准不确定度分

U(Ss)

取一把m=10的单头标准滚刀，在重复性条件下，用被测滚刀检查仪测量其

螺旋线10次，用贝塞尔公式计算出单次测量结果的实验标准差 际校准时取3次测量的平均值，故

s=1」卩m ,实

(2)

不确定度分量尺 标准滚刀螺旋线导程引起的标准u(s b)

根据jjg2055 — 1990《齿轮螺旋线计量器具检定系统》，标准滚刀的扩展不 确定度按下式计算：

耳二(0 5+0 5+爲)&X10巳上二 3

当 m=1Q n=3 时，ub=3.605 卩 m 故

Wq) =

螂=L202“鶴叫=00

(3)

数引起的标准不确定度分量

-60

温度偏离200c,由线胀系

u( S a)

仪器与标准滚刀线胀系数均取(11.5 ± 1) X 10c,两者之差的最大可能性为 ± 2X 10c,在其分布区间内服从三角分布，因此取 k=J〔

-60

SxlO^'-C* -1

= 0.81610^'C 陋)=

~76 ~

1

估计线胀系数差在分布区间内的不可靠程度约为 10%则自由度为

(4)

起的标准不确定度分量

仪器与标准滚刀存在温差引

u( S t)

等温后，两者温差S t在(一 0.5 °c, +0.5°c)分布区间内服从均匀分布，因此取

也)二貨£二0 2眦

估计温差在分布区间内的不可靠程度约为 25%则自由度为

厲(討

5. 计算合成标准不确定度

8

呂=?(?) = J(sJ +

6. 计算有效自由度

+ (讪)y (必)+ (询护(4)=1・42 姗

7. 确定扩展不确定度

当 P = 0.95 , Veff=204，查表的 k95=t 95（V eff ）=1.06，故

夠二如（唏）叫二2/78口％取刎=2 8片 8. 不确定度报告

滚刀检查仪三个导程螺旋线示值误差测量结果的扩展不确定度为

嗨二2 8坳，% = 204, = 1.96

（二）检定时是否满足符合性评定基本要求的判断举例 检定时判定计量器具合格或不合格的判据

1•什么是符合性评定

计量器具（测量仪器）的合格评定又称符合性评定，就是评定仪器的示值误差 是否在最大允许误差范围内，也就是测量仪器是否符合其技术指标的要求， 凡符 合要求的判为合格。

评定的方法就是将 被检计量器具与相应的计量标准进行技术比较， 在检定的 量值点上得到被检计量器具的示值误差，再将示值误差与被检仪器的最大允许误 差相比较确定被检仪器是否合格。

2. 测量仪器示值误差符合性评定的基本要求

按照jjfl094 — 2002《测量仪器特性评定》的规定，对测量仪器特性进行符 合性评定时，若评定示值误差的不确定度满足下面要求：

评定示值误差的测量不确定度（u95或k=2时的u）与被评定测量仪器的最大 允许误差的

绝对值(mpev)之比小于或等于1: 3,即满足 u95< 1/3mpev 时，示值误差评定的测量不确定度对符合性评定的影响可忽略不计 评定误判概率很小)，此时 合格判据为

(也就是合格

\\^判为合格

不合格判据为

判为不合格(3-28)

式中:

'――被检仪器示值误差的绝对值;

mpev -- 被检仪器示值的最大允许误

差的绝对值。

对于型式评价和仲裁鉴定，必要时 u95与mpev之比也可取小于或等于1：

5

3. 考虑示值误差评定的测量不确定度后的符合性评定

依据计量检定规程以外的技术规范对测量仪器示值误差进行评定， 并且需要 对示值误差是否符合最大允许误差做出符合性判定时，必须对评定得到的示值误 差进行测量不确定度评定，当示值误差的测量不确定度 (u95或是k=2时的u)与 被评定测量仪器的最大允许误差的绝对值 (mpev)之比不满足小于或等于1: 3的 要求时，必须要考虑示值误差的测量不确定度对符合性评定的影响。

(1) 合格判据

当被评定的测量仪器的示值误差S的绝对值小于或等于其最大允许误差的 绝对值mpev与示值误差的扩展不确定度u95之差时可判为合格，即

< mpev

U95

判为合格

(2) 不合格判据

当被评定的测量仪器的示值误差S的绝对值大于或等于其最大允许误差的 绝对值mpev与示值误差的扩展不确定度U95之和时可判不合格，即

-、」二=+「， 判为不合格

(3) 待定区

当被评定的测量仪器的示值误差既不符合合格判据又不符合不合格判据时， 为处于待定

区。这时不能下合格或不合格的结论，即

西一％纲卯二给 判內背定区 当测量仪器示值误差的评定处于不能做出符合性判定时， 可以通过采用准确 度更高的计量标准、改善环境条件、增加测量次数和改善测量方法等措施，以降 低示值误差评定的测量不确定度 U95后再进行合格评定。

对于只具有不对称或单侧允许误差限的被评定测量仪器，仍可按照上述原则 进行符合性 评定。

【例1】声校准器声压级的检定

依据jjgl76 — 2005《声校准器》，声校准器的主要量值为声压级，本例是 用标准传声器以传声器法对i级声校准器(活塞发生器)的声压级进行检定。

对测量结果的不确定度进行分析和评定如下。

1 •数学模型

被校活塞发生器发生的总声压级lp可由下式得出

式中：

f：——i次测量的平均声压级，db

k o ----- 实验室标准传声器的开路声压灵敏度级修正值，

db

△ B——前置放大器的传输损失，db

△ —声校准器的气压修正值，db k—

△ P —腔体积修正值， db

△ h—

相对湿度修正量， db。

2 •灵敏系数

由于各输入量间不相关，且相对湿度修正量可忽略不计，因此合成方差为

哦占）之廿心）+创咻）+创纶向+#/（阴+&/（申）

式中灵敏系数为

3.a类标准不确定度

对活塞声压器进行18次测量，测量得到的声压级数据汇总见表

4-13 <

则测量结果的a类标准不确定度为3次测量平均值的实验标准偏差，即

0.0126^5

= 0,0073^5

4. b类标准不确定度

（1）测量声压级lpi不准引入的标准不确定度分量

①在测量放大器上，“直接输入”和“传声器输入”灵敏度调节的最大偏 差为

0.003db，以均匀分布考虑，取'-」-；,贝U

0.003^5

= 0.0017^5

②测量所用交流电压表的最大允许误差为土 0.1%（相当于土 0.009db），以均 匀分布考虑，取则

0.009^

= 0.005M£

(2) 声压灵敏度级修正值ko引入的标准不确定度分量

实验室标准传声器在测量放大器上使用时，其开路声压灵敏度级修正值 引入的标准不确定度有两个分量：

ko

①由耦合腔互易法声压基准给出的量值传递误差引入的标准不确定度， 基准 给值的扩展不确定度为0.040db(k=2)，在实际工作环境下，由于温度、气压的 影响，使用该校准值的扩展不确定度为 0.040dbxl.25=0.025db(k=2)，故

U4=0.050db/2=0.025db

②测量放大器极化电压的最大允许误差为土

0.008db，以均匀分布考虑，对

实验室标准传声器的开路声压灵敏度级引入的标准不确定度为

= 0.004W£

(3) 前置放大器传输损失引入的标准不确定度分量

前置放大器传输损失△ B也是用交流电压表测量得到的，其不确定度主要取 决于交流电压表的准确度，交流电压表的最大允许误差为土 0.1%( ± 0.009db)， 以均匀分布考虑，取上二占，则

= 0.0050^5

(4) 活塞发声器气压修正量厶k引入的标准不确定度分量

活塞发声器气压修正量厶k主要取决于气压表的准确度，其最大允许误差为 ± 0。

5%对气压修正值△ k产生的最大误差为土 0.0043db，以均匀分布考虑， 取-.，则

0 0043^5

= 0.0025^5

(5) 腔体积修正量△ p引入的标准不确定度分量

腔体积修正量△ p主要取决于使用不同型号和结构的标准传声器，而腔体积 修正量的误差取决于使用传声器的前腔体积测量的准确度， b& k4160型标准传 声器的前腔体积最大允许误差为土 3 0 mrh腔体积修正量△ p产生的最大允许误 差为土 0.013db，以均匀分布考虑，取上丄，贝U

0.013JS

= 0.007M5

(6) 计算中修约误差引入的标准不确定度可以忽略不计。

由于测量声压级lpi和前置放大器传输损失也是用同一个交流电压表测量得 到的，因此U3与U6是相关的，相关系数为1。

(7) 测量不确定度来源汇总表

标准不确定度各分量汇总见表4-14 o 表4-14标准不确定度来源汇总

5. 合成标准不确定度

由于声压级I pi和前置放大器传输损失厶B是用同一个交流电压表测量得到的， 因此u3与u6是相关的，相关系数为1。其他各量均不相关，所以合成标准不确 定度为

斗二屈 +吐；+昭+H：十昭+£十2均氏*

= ^ 0073 + 0 0017 +0 0050 +0.025+0.0046+0 0050 + 0 0025+0 0075+ 2x0 0050x0.0050^

J,3,J33J

6. 扩展不确定度

包含因子k=2则扩展不确定度〃二辰广2x0029^二0.058d&取卩二0.0叼£

所以报告声压级I P校准值的测量不确定度为：‘7.」二上「,-£

7. 是否满足检定要求的评价

用于检定声校准器时能否给出合格或不合格的检定结论。

当被检声校准器的最大允许误差为土 0.40db ,则被检仪器的最大允许误差的 绝对值与校准的扩展不确定度（k=2）之比为0.06/0.40=1/6.7 ,远小于1/3。因此

给出检定结论时，可以忽略测量不确定度的影响，只要被检仪器的示值误差小 于最大允许误差就可以给出合格的检定结论是可靠的。

（三）定量包装商品净含量商品的计量检测方法举例

【例1】以长度单位标注净含量商品的计量检测方法

依据jjfl070 — 2005《定量包装商品净含量计量检验规则》的规定，以长度 单位标注净含量商品的计量检测方法有以下几种：

1. 仪器法（计米器）

方法适用于一般长度类商品，如电线等。

用测量设备为专用长度检测仪器（计米器），其滚轮直径、计数器等应经过检 定或校准，

整机计量性能满足要求。

检验步骤：

1） 将样本单位置于仪器的两滚轮中，调整两滚轮之间的间距，使样本在滚轮 之间做无相对滚动运动，由样本拖动滚轮旋转 （或滚轮带动样本运动）。

2） 调整计数器使其归零。

3） 启动仪器，计数器自动记录样本前移而带动测量滚轮转动的圈数，当样本 到尽头

的瞬间，迅速读取计数器记录的圈数。

按规定填写原始记录，进行数据处理。 商品实际含量的计算公式：

实际含量（样本单位长度）=直径X n X转动圈数

最后按要求评定结果并出具检验报告。

2 •称重法

本方法是用于在全长范围内重量均匀分布的商品，如电缆等。 测量设备包括钢直尺、电子天平或电子秤等，其计量性能应满足要求。 检验步骤:

1） 称重：逐个称重样本单位的重量（不含样本单位的包装物）。

2） 拉直：如用拉力方法将样本单位的头、中、尾三部分长度分段拉直 有拉伸现象）。

（不能

3） 定量截断并称重：用钢直尺和剪切设备在样本单位的头、中、尾三处分 别准确量截单位长度（一般取im，并称各段的重量，取其平均值作为样本单 位的单位长度的重

量。

按规定填写原始记录，进行数据处理。 商品实际含量的计算公式：

实际含量（样本单位长度）=（单位长度/单位长度重量）X样本单位 重

量

最后按要求评定结果并出具检验报告。

3 •直线法

本方法适用于易拉直且长度尺寸较小的商品，

如壁纸等。一般长度小于50m

测量设备包括钢卷尺、钢直尺或激光测距仪等测长计量器具，其计量性能应 满足要求。

验场地，用适当的方法如拉力法拉直样本单位 （不能有拉伸现象）。

检验步骤：

1） 拉直：在足够的检验场地，用适当的方法如拉力法拉直样本单位 拉伸现象）。

（不能有

2） 测量：测长计量器具对样本单位进行整段或分段测量，分段应均匀，并 能满足测量要求。其测量值或分段量值相加，即为样本单位的实际含量 （长度）。

按规定填写原始记录，进行数据处理。 最后按要求评定检验结果并出具检验报告。

【例2】以质量（重量）单位标注净含量商品的计量检测方法

依据jjfl070 — 2005《定量包装商品净含量计量检验规则》的规定，以质 量（重量）单位标注净含量一般性商品的通用计量检测方法如下：

一般性商品的通用方法适用于奶粉、糖果、饼干等一般性商品。

检验用设备：秤或者天平，经检定合格，准确度等级和分度值应符合要求。

检验步骤：

1. 皮重一致性较好的商品

(1)首先在秤或者天平上逐个秤量每个样品的实际总量 ⑵计算商品的标称总量(cgw)和实际含量(q)

标称总量(cgw)=标注净含量(q n+平均皮重(p)

商品的实际含量(qj= 实际总量(gw) —平均皮重(p)

(gwj并记录结果。

(3)计算实际含量的偏差(d)

单件商品的实际含量偏差(d)=

或

单件商品的实际含量偏差(d)=实际含量(qi) 一标注净含量(q n)

注：实际含量偏差(d为正值时，说明该件商品不短缺；实际含量偏差(d)为 负值时，说明该件商品为短缺商品(下同)。

实际总量(gwj —标称总量(cgw)

针对此知识点提问 2. 其他商品 (1)测定总量(gw)

在秤或者天平上逐个秤量每个样品的实际总量

(gwj并记录结果。

⑵测定皮量(p)

在秤或者天平上按顺序秤量每个已打开包装样品的皮重(尺)，记录结果并与 总量结果对应。

(3) 计算商品的实际含量(q)

商品的实际含量(qj=实际总量(gwj —皮重(p i)

(4) 计算实际含量的偏差(d)

单件商品的实际含量偏差(d)=实际含量(q i) 量(qn) 标注净含

按规定填写原始记录，进行数据处理。

最后按要求评定检验结果并出具检验报告。