建设工程检测实验室仪器设备量值溯源应注意的问题

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(中国建筑科学研究院，北京 100013)

引言

仪器设备是实验室开展工作的重要条件之一，仪器设备的量值溯源直接影响到检测结果的准确性，在ISOIEC 17025：2005《检测和校准实验室能力认可准则》与《计量认证/审查认可(验收)评审准则》中，均对检测实验室的量值溯源有详细的要求。但是，实验室在对仪器设备进行量值溯源的过程中，由于检定规程要求与检测标准要求不一致、检测标准对仪器设备要求不明确以及不同人员对规范的理解不同等原因，往往不能准确有效地对仪器设备的所有参数进行溯源，同时由于各种规程中对实验室的量值溯源结果确认也没有明确的要求，致使实验室在对溯源结果的确认中也存在很多问题。

1 不同质量管理体系对仪器设备量值溯源的要求

目前的建设工程检测实验室通常是在计量认证、国家实验室认可等实验室质量管理体系下运行的，这些质量管理体系对仪器设备的量值溯源均有明确的要求，这些准则主要是依据ISO/IEC 17025：2005《检测和校准实验室能力认可准则》制定的。

在《计量认证/审查认可(验收)评审准则》中，对仪器设备的量值溯源有如下规定[1]：

(1)凡对检验准确性和有效性有影响的测量和检验仪器设备，在投入使用前必须进行校准和/或检定(验证)。实验室应制定有关测量和检验仪器设备的校准与检定(验证)的周期检定计划。

(2)应制定和实施仪器设备的校准和/或检定(验证)和确认的总体计划，以确保(适用时)实验室的测量可追溯到已有的国家计量基准。校准证书应能证明溯源到国家计量基准，并应提供测量结果和有关测量不确定和/或符合经批准的计量规范的说明。自检定/校准的仪器设备，按国家计量检定系统的要求，绘制能溯源到国家计量基准的量值传递方框图(适用时)，以确保在用的测量仪器设备量值符合计量法制规定的要求。

(3)如不可能溯源到国家计量基准，实验室应提供结果相关性的满意证据，例如参加一个适当的实验室间的比对或能力验证计划。

(4)实验室建立的测量参考标准只能用于校准，不能用于其他目的，除非能够证明其作为测量参考标准的性能不会失效。

(5)测量的参考标准的校准工作应由能提供对国家计量基准溯源的机构进行。应编制参考标准进行校准和检定(验证)的计划。

(6)适当时，参考标准、测量和检验仪器设备在两次检定(验证)/校准之间应经受运行中的检查。

(7)如可能，标准物质应能溯源到国家或国际计量基准，或溯源到国家或国际标准参考物质。应使用有证标准物质(有效期内)。

在国家实验室认可质量管理体系中，对仪器设备的量值溯源有如下规定[2]：

(1)用于检测、校准和抽样的设备及其软件应达到要求的准确度，并符合检测和/或校准相应的规范要求。对结果有重要影响的仪器的关键量或值，应制定校准计划。设备(包括用于抽样的设备)在投入服务前应进行校准或核查，以证实其能够满足实验室的规范要求和相应的标准规范。设备在使用前应进行核查和/或校准。

(2)用于检测和/或校准的对检测、校准和抽样结果的准确性或有效性有显著影响的所有设备，包括辅助测量设备(例如用于测量环境条件的设备)，在投入使用前应进行校准。实验室应制定设备校准的计划和程序。

(3)测量无法溯源到SI单位或与之无关时，与对校准实验室的要求一样，要求测量能够溯源到诸如有证标准物质(参考物质)、约定的方法和/或协议标准。

2 量值溯源的主要方式

目前，建设工程检测实验室对检测设备的量值溯源，其基本方式主要有检定、校准、测试3种，根据溯源方式的不同，校准机构出具的溯源证书分别为检定证书、校准证书、测试证书。

仪器设备的检定是指查明和确认仪器设备是否符合法定要求的程序，包括检查、加标记和出具检定证书。检定依据是按法定程序审批公布的计量检定规程。在检定结果中必须有合格与否的结论，并出具证书或加盖印记。

仪器设备的校准是指在规定条件下，为确定测量仪器或测量系统所指示的量值，或实物量具、参考物质所代表的量值，与对应的由标准所复现的量值之间关系的一组操作。校准的主要目的有以下几点：

(1)确定示值误差，得出标称值偏差的报告值，并调整测量仪器或对其示值加以修正。

(2)给标尺标记赋值或核查参考物质的特性。

(3)确定其他特性。

(4)实现溯源性。

校准的依据是校准规范或校准方法，对其通常应作统一规定，特殊情况下也可以自行制定。校准的结果可记录在校准证书，也可用校准因数或校准曲线等形式表示。

仪器设备的测试与校准类似，也是为了确定在规定条件下测量仪器或测量系统所指示的量值，或实物量具、参考物质所代表的量值，与对应的由标准所复现的量值之间关系的一组操作，只是测试往往是在没有相关校准规程的情况下进行的，一般在证书中只给出测试的结果或者测试曲线。

除了以上3种溯源方式外，由于检测技术与检测领域不断发展，部分设备在现阶段还没有国家颁布的检定规程，或者实验室所在地的校准检定机构尚不具备该种设备的校准能力，此时实验室可采用与标准物质比对的方式或者与仪器设备厂家提供的参考物质比对的方式进行量值溯源。例如目前建设工程检测实验室使用的平板导热仪，校准机构只能对平板导热仪的温度、加热功率进行校准，而无法对导热系数进行校准，故实验室均采用定期与导热系数标准板进行比对的方式进行溯源。又如氙灯老化试验箱，实验室也是采取定期与试验箱生产厂家提供的标准灯源进行比对的方式进行量值溯源。

3 在量值溯源过程中应注意的问题

在对仪器设备进行量值溯源的过程中，由于种种原因，往往会有一些问题没有注意到，使得检定校准结果不能满足使用要求，或者不能完全反映仪器设备的实际情况。

3.1 溯源的量程不能满足使用要求

在对仪器设备溯源的过程中，尤其是对力学试验设备，校准机构会根据检定规程的要求对被检定设备的满量程按照一定比例进行检定。以建设工程检测实验室进行保温材料力学试验常用的5 kN电子万能试验机为例，校准机构在对此类试验机进行检定时，一般会根据检定规程对试验机满量程的10%、20%、40%、60%、80%使用点进行校准，即500 N、1 000 N、2 000 N、3 000 N、4 000 N使用点进行检定，以确定该设备的精度与误差。而实验室进行保温材料力学试验时检测的一些材料如界面剂、抹面抗裂砂浆等，一些检测项目的合格判定值会在500 N以下，可见对此类设备进行校准时如果不增加500 N以下校准点，就不能覆盖所有试验所需量程。

又如在建设工程检测实验室中会用到很多温湿度测量与控制设备，对此类设备进行校准时需考虑实际使用温度来确定校准点，而不能仅仅依据设备的精度、量程进行校准。再如混凝土试块标准养护室的温度一般为20 ℃；泡沫塑料尺寸稳定性检测所用烘箱的温度一般为70 ℃；砂、石烘干所用烘箱的温度一般为105 ℃，因此这些设备所用温度计在进行校准时要校准不同的温度点，并根据对使用的温度偏差的具体要求来确定所需的精度。

3.2 溯源的参数不全

随着检测技术的不断进步，在建设工程中对试验设备的要求越来越高，而仪器设备检定规程的更新又相对滞后。因此，如果校准机构不了解被校准仪器设备的具体使用要求，在溯源过程中只是简单地按照检定规程进行检定，往往会造成遗漏。例如建设工程检测实验室使用的电子万能试验机，通常会用于钢材、混凝土、水泥、防水材料、保温材料等材料的力学性能检测。在这些材料的检测过程中，除了对试验机的精度、量程有要求外，还会对试验机的加荷速率、变形测量有相应的要求。如果对电子万能试验机仅按照力学设备检定规程进行溯源，就会遗漏对试验机位移传感器、大变形传感器、加荷速率控制系统的检定。

3.3 检定周期与期间核查

仪器设备的溯源周期一般是根据检定规程来确定的，而建设工程检测实验室往往会根据仪器设备的使用情况重新确定其检定周期。如北京、上海等地均根据当地的实际情况规定了建工检测实验室不同设备的检定周期，这些周期一般大于或者等于检定规程所规定的检定周期，这就要求实验室应根据仪器设备检定周期的实际情况与使用情况，在周期内对仪器设备进行期间核查，以确保仪器设备在整个检定周期内的精度均满足使用要求。

3.4 对溯源结果进行确认

在ISO/IEC 17025：2005《检测和校准实验室能力认可准则》和《计量认证/审查认可(验收)评审准则》中，均要求对溯源结果进行确认。建工检测试验室在对溯源结果进行确认时应注意以下几点：

(1)对检定证书进行确认，由于检定证书中已经给出了检定结论，当结论为合格时，实验室往往不对其进行确认，但是此时还应确认证书中给出的检定精度与范围是否符合试验要求。

(2)对溯源的参数是否覆盖了所有使用要求的参数进行确认。

(3)对溯源的量程范围以及校准点是否符合使用要求进行确认。

除了以上内容外，检测机构还应定期对提供溯源服务的校准机构的能力与测试范围进行确认。

4 结语

随着建设工程检测实验室检测领域的扩大和检测技术的不断进步，所使用的仪器设备种类越来越多，在对这些仪器设备进行量值溯源的过程中应不断总结，对仪器设备进行有效溯源，从而提高检测工作的质量。

参考文献：

[1] 计量认证/审查认可(验收)评审准则[S].

[2] ISO/IEC 17025：2005，检测和校准实验室能力认可准则[S].