第六節(jié) 測(cè)量控制體系
 
一、概述
 
　　測(cè)量控制體系，是指為實(shí)現(xiàn)測(cè)量過程的連續(xù)控制和計(jì)量確認(rèn)所需的一組相關(guān)的或相互作用的要素。
　　有效的測(cè)量控制體系，可以保證測(cè)量設(shè)備和測(cè)量過程始終滿足其預(yù)期的要求，從而保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。測(cè)量控制體系的目標(biāo)，在于控制由測(cè)量設(shè)備和測(cè)量過程產(chǎn)生的不正確的測(cè)量結(jié)果及其影響。測(cè)量控制體系采用的方法不僅是測(cè)量設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)/檢定，還包括應(yīng)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)對(duì)測(cè)量過程的變異做出評(píng)價(jià)。
　　為保證測(cè)量控制體系滿足規(guī)定的計(jì)量要求，所有測(cè)量設(shè)備都須經(jīng)過計(jì)量確認(rèn)，而且測(cè)量過程應(yīng)受控。因此，測(cè)量控制體系由兩部分組成:(1)測(cè)量設(shè)備的計(jì)量確認(rèn):(2)測(cè)量過程實(shí)施的控制。
 
二、測(cè)量設(shè)備的計(jì)量確認(rèn)
 
　　計(jì)量確認(rèn)是指為確保測(cè)量設(shè)備滿足預(yù)期使用要求而進(jìn)行的一組操作。所有的測(cè)量設(shè)備必須滿足規(guī)定的計(jì)量要求，即必須經(jīng)過確認(rèn)，并在受控條件下使用，才能保證測(cè)量結(jié)果的有效性。由于不同測(cè)量過程的計(jì)量要求各不相同，因此，按某一特定測(cè)量過程的要求確認(rèn)的測(cè)量設(shè)備也許不能用于其他的測(cè)量過程。 
　　計(jì)量確認(rèn)過程有兩個(gè)輸入，即顧客計(jì)量要求和測(cè)量設(shè)備特性；而確認(rèn)過程的惟一輸出，則是測(cè)量設(shè)備的確認(rèn)狀態(tài)，即測(cè)量設(shè)備是否滿足顧客的計(jì)量要求。
　　顧客計(jì)量要求是指顧客根據(jù)相應(yīng)的生產(chǎn)過程所規(guī)定的測(cè)量要求，它取決于被測(cè)量的情況。顯然，確定計(jì)量要求屬于顧客的職責(zé)范疇。但由于這項(xiàng)工作通常要求對(duì)生產(chǎn)過程有深刻的認(rèn)識(shí)，并涉及專業(yè)的計(jì)量學(xué)知識(shí)，因此，在有些情況下，顧客也可委托具有相應(yīng)技術(shù)能力和資格的專業(yè)人員代為完成。確定顧客計(jì)量要求時(shí)還需考慮不正確測(cè)量發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，及其對(duì)相關(guān)產(chǎn)品質(zhì)量的影響。顧客計(jì)量要求通常用最大允許誤差、測(cè)量不確定度等技術(shù)指標(biāo)來(lái)表述。
　　顧客計(jì)量要求一旦確定之后，就可據(jù)此選擇合適的測(cè)量設(shè)備，或?qū)⒁延袦y(cè)量設(shè)備的特性與之相比較，以確認(rèn)測(cè)量設(shè)備是否滿足這些要求。
　　測(cè)量設(shè)備的特性通常是通過一次或多次校準(zhǔn)或檢定確定的。將所確定的測(cè)量設(shè)備的特性與顧客計(jì)量要求進(jìn)行比較后，即可確認(rèn)測(cè)量設(shè)備是否符合預(yù)期使用要求。例如:將測(cè)量設(shè)備的示值誤差與作為顧客計(jì)量要求之一的最大允許誤差進(jìn)行比較。如果示值誤差小于最大允許誤差，則確認(rèn)該設(shè)備符合要求，可以使用；否則，需采取措施加以改進(jìn)，待重新確認(rèn)滿足要求后，方可使用。
　　校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報(bào)告中非常重要的信息之一，是關(guān)于校準(zhǔn)結(jié)果測(cè)量不確定度的說明，它將用于使用該設(shè)備的測(cè)量過程不確定度的評(píng)價(jià)。
　　測(cè)量過程的一些重要特性，如測(cè)量不確定度等，不僅取決于測(cè)量設(shè)備本身，也取決于環(huán)境條件、測(cè)量程序等，有時(shí)還與觀測(cè)者的技能和經(jīng)驗(yàn)有關(guān)。為此，在選擇測(cè)量設(shè)備時(shí)，關(guān)鍵的一點(diǎn)是將整個(gè)測(cè)量過程作為總體來(lái)考慮，以更好地滿足使用要求。
　　以下舉例說明測(cè)量設(shè)備計(jì)量確認(rèn)的一般程序。
　　[例5.6-1]某生產(chǎn)過程對(duì)反應(yīng)器壓力的要求是應(yīng)控制在(200～250)kPa的范圍內(nèi)。據(jù)此，我們得出用于反應(yīng)器的壓力測(cè)量設(shè)備的計(jì)量要求如下:測(cè)量范圍為(150～300)kPa；最大允許誤差為2kPa；測(cè)量不確定度為0.3kPa(不包括與時(shí)間有關(guān)的效應(yīng))；規(guī)定時(shí)間內(nèi)的漂移不大于0.1kPa。
　　比照此要求，顧客比較不同制造廠商提供的壓力設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)(直接的或隱含的)，從中挑選出最適配的測(cè)量設(shè)備和測(cè)量程序。例如:顧客可能最終選定了某廠家生產(chǎn)的一臺(tái)準(zhǔn)確度等級(jí)為0.5%、測(cè)量范圍為(40～400)kPa的壓力計(jì)。
　　為確認(rèn)所選壓力計(jì)的性能滿足反應(yīng)器的壓力測(cè)量要求，應(yīng)對(duì)壓力計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)。假設(shè)通過校準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)，在200kPa時(shí)壓力計(jì)的標(biāo)值誤差為3kPa，而校準(zhǔn)不確定度為0.3kPa。顯然，該壓力計(jì)不滿足規(guī)定的最大允許誤差要求，暫時(shí)不能使用，而須進(jìn)行調(diào)整。若經(jīng)過調(diào)整之后重新進(jìn)行校準(zhǔn)，示值誤差為0.6kPa，而校準(zhǔn)不確定度仍為0.3kPa，則該壓力計(jì)已滿足最大允許誤差要求。假如我們還可證明它符合漂移要求的話，就可確認(rèn)該壓力計(jì)滿足計(jì)量要求，可用于反應(yīng)器的壓力測(cè)量。
 
三、測(cè)量過程實(shí)施的控制
 
　　為控制測(cè)量過程的實(shí)施，不僅需確定該測(cè)量過程預(yù)期用途下所要求的特性，還需對(duì)這些特性進(jìn)行分析/控制。測(cè)量過程的特性主要包括:最大允許誤差、測(cè)量不確定度、穩(wěn)定性、重復(fù)性、再現(xiàn)性等等。
　　應(yīng)按規(guī)定的程序和時(shí)間間隔監(jiān)控測(cè)量過程的實(shí)施，以確保能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)測(cè)量過程中出現(xiàn)的問題，并迅速采取改進(jìn)措施，避免偏離預(yù)期的要求。
　　測(cè)量過程的失控，例如由于核查標(biāo)準(zhǔn)退化或觀測(cè)者技能不同等引起的問題，可通過一系列后過程活動(dòng)來(lái)揭示，其中包括:控制圖分析、趨勢(shì)圖分析、后續(xù)檢驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)、內(nèi)部審核、顧客反饋等，特別是統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)在測(cè)量控制體系中的應(yīng)用起著非常重要的作用。