MAP在计量标准考核中应用的探讨

李黎军

（河南省计量测试研究所）

　　MAP（计量质量保证方案， Measurement Assurance Program）是源于美国的一种新型量值传递方案。它采用了现代工业生产中质量 管理和质量保证的基本思想，控制论中的闭路 反馈控制方法和数理统计知识。对测量过程中影响检测质量的环节和因素进行有效控制。它能定量地确定计量过程相对于国家基准或其他指定标准的总的测量不确定度并验证总的不确定度是否达到足以满足用户的要求。使计量的质量得到保证，做到不仅准确而且是可靠的。

　　我国的计量保证是靠计量法制管理加量值传递手段来实现的。对建立的计量标准进行考核是一项重要的法制管理工作。其目的在于正确、科学、公正评定法定计量检定机构、企事业单位所建立的计量标准是否符合量值传递的要求以确保计量量值的准确、可靠、统一。我国计量法规定计量标准考核的主要内容和要求是：

　　（一）计量标准设备配套齐全，技术状况良好讲经主持考核的有关人民政府计量行政部门指定的计量检定机构检定合格。

　　（二）具有计量标准正常工作所需要的温度、湿度、防尘、防震、防腐、抗干扰等环境条件和工作场所。

　　（三）计量检定人员应取得所从事的检定项目的计量检定证件。

　　（四）具有完善的管理制度。

　　考核的内容与要求无疑是全面的、而且对计量标准器计量性能也有一些量化指标的要求。如标准器来经检定合格，准确度符合量传要求，以及需做出短期重复性。但大多数测量 包含多种变动性来源，如天与天的变动性，人员与人员的变动性，环境与环境间的变动性等。这说明随机变动性不仅是标准仪器本身的特性，而是测量过程的特性。由于现在的考核方法只能分别对上述四个方面进行定性要求，而不能用某一定量指标——测量过程总不确定度来描述这几方面变动性对测量结果的共同影响。这样使被考核单位在考核前所做的只能是送检标准器，进行几次连续测量计算重复性，准备一些管理文件。而对自己标准装置现在与今后的运行状态能否保证量值准确、可靠并无真正的把握。给考评员提供的也只是些离散、主观估计的信息。使考核停留在检查有否送检证书、人员证件，管理制度上。而不是检查测量数据的质量。这就会使考评结果因考评人员素质、专业、工作作风等因素不同而异。使真正意义上的标准考核流于一种形式。如果建标实验室掌握了MAP中测量过程的统计控制思想对保证量传实现标准考核量化是很有指导意义的。

　　MAP的核心就是实现测量过程的统计控制。其基本原理就是测量过程对核查标准 （简称核标）的响应类似于对被检对象的响应。 通过在相当长的周期内和变化中环境下对核标进行重复测量（简称核查测量）。根据对测量数据进行的数理统计处理，来确认该标准装置的运行是否处于控制之中。

　　用核标来提供一种表征测量过程状态的方法对一般实验室考核其标准装置运行状态是具有可操作性的。其实现条件与操作步骤如 下：

　　1．建标实验室人员要了解MAP思想，有一定数理统计理论和较强的数据处理能力。

　　2.选做核标的计量器具应与被测对象计量性能相似，准确度与工作标准同级。若实现不了同级应选择长期稳定性好，随机误差小， 耐用性好的低等级者。有传感器性质的计量器具最适合此法。

　　3．核查测量应重视随机性。在规定的测量方法与条件范围内，使测量尽可能包括这些变动性。

　　4.测量结果应有较好的复现性，且符合正态分布。

　　5．学会给制使用平均值Ac标准偏差Sc。控制图。它是检验测量过程变动性，判断测量否受控直观有效的办法。只要从控制图上观 察到所有核标测量值变动性在性质上是随机的，就可确认测量过程的操作是处于最佳状态，是受控制的。

　　满足上述条件后，进行核标测量就有一定统计预测性，其具体的操作步骤共5步：

　　1．选择该标准装置的核查标准。

　　2．确定标准装置星传偏差值。

　　a、实验室通过向上级检定部门送检其核查标准而获得核查标准值Uo 。

　　b、再将该核标在本标准装置上进行多次测量获测量平均值Ui。

　　c、获得县传偏差值Utr=Uo-Ui

　　3、用核标建立初始参数，Aco、Sco。

　　a、在标准装置建起后2个月内对核标进行15次重复测量得测量值Ci，其测量方式应完全与检定测量过程方式相同。t是随机的，分布于2个月内。每次测量时间间隔不少于4h。

　　b、计算出核标初始算术平均值Aco及标准偏差值Sco。得控制参数Aco=±3Sco。

　　4．用核标建立实验室控制

　　a、初始参数建立后，可将对核标的测量周期定为3个月。每个周期为一组测量次数为5 次，得Cij(j是组号）。每次时间间隔不少于4h。每组测量结果均需计算组内偏差Swj，并和初始参数进行t检验。将Cij填在控制图（1）上。

　　b、核查测量完成4组后，建立起实验室过程参数Ac、Sc（包括组内、组间）。及新的控制限± 3Sc。

　　Sp为合并标准偏差

　　控制限：

　　Si≤Sp [（Fa（V1 V2)]^1/2 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（12）

　　V1V2分别为获得SiSp的测量次数减一的的值。

　　5．用核标建立实验室运行控制

　　方法同上，可将核标测量周期延至半年～ 1年视标准装置等级而定。此步骤主要用于检验该装置长期运行状态是否在控制限内。

　　上述实验室统计控制的方法是实验室长期运行受控的保证。对于新建标准的实验室在完成前3个步骤后可申请建标考核。通过进行 考核前的一系列工作，不仅使实验室人员知道自己所建标准装置实际运行状态，也使实验人员对其装置性能、使用方法、被检器的检定方法在理解程度、操作熟练程度上都有所提高。考评员也可利用该建标实验室建立起的数据 与图表对其标准装置进行正确评判。还可通过现场再检核标实地考核其测量过程的受控情况。而且我们可以看出核标测量获得的控制限为3Sc表征的是测量过程的不确定度。而测量结果总不确定度=量传偏差值⁺测量过程不确定度。即

　　U总=Utr+3Sc=Uo-Ui+3Sc （13）

　　（13）式中的参数我们皆可以从核标测量中获得。从而使我们得到了定量描述的标准装置总测量不确定度。若U总≤1／3∧（∧为被检器允差），考评员即可判断该标准装置符合其量传要求。步骤4、5的进行对建标实验室监测自己装置运行状态很有指导意义，也为今后的标准复查提供了实际依据。

　　在标准考核工作中，如果要求建标实验室能用MAP思想指导自己的工作，进行上述操作。不仅使建标实验室学会科学控制装置运行 状态，达到考核目的。而且也为标准考核向量化方向发展迈进了一步。

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