对专用测试设备溯源管理及不确定度评定方法的探讨

杨艳红

摘 要：专用测试设备广泛应用于军工产品、武器装备的质量控制、性能评定、技术指标验证等方面， 其测试数据是否准确可靠直接影响到产品及装备的质量，因此越来越受到生产研制单位以及使用方的重视，并对其开展校准有着更高的要求。对于该如何管理专用测试设备，并保证专用测试设备量值能够溯源到国家基准，近年来一直是计量部门的研究重点。本文主要介绍了专用测试设备的现状、特点，并对几种常用的校准方法、不确定度评定方法进行了论述，并结合实际提出了对专用测试设备管理的几点建议。

关键词：专用测试设备;溯源;管理;不确定度评定

引言

随着国防现代化建设的快速发展以及国家战略发展方向转移，各种新型军事装备的研制及与其配套的用于计量保证的专用测试设备数量越来越多，如何保证其测试过程中的数据准确及可溯源性，确保装备质量可靠，是摆在我们广大计量人员面前的一项艰巨任务。计量管理作为产品质量控制的一项重要工作，在近几年越来越受到部机关及相关研制、修理企业的重视，为提升军工产品、装备武器的质量可靠性和战斗保障力，保证装备性能参数的量值准确一致，实现测量溯源性和检测过程受控，确保装备始终处于良好技术状态是基础，是质量可靠的有力保障。但在测量设备管理上，专用测试设备的计量管理与通用设备相比仍相对薄弱，特別是对专用测试设备的立项、评审、研制、验收、过程控制、周期管理等整个环节还存在一些问题，有待进一步改进。

1 专用测试设备特点

专用测试设备是指为保证军工产品符合技术指标和性能要求，在科研、生产和服务过程中，用于质量控制、性能评定及产品验证而专门研制或配置的非通用测试设备。长期以来， 计量技术机构工作的重点一直放在测量标准和通用测试仪器上， 忽视了专用测试设备的溯源和管理， 致使专用测试设备在目前的计量保障中难以有效发挥其作用，究其原因是由于专用测试设备有许多不同于通用测量仪器的特点。

1.1 系统复杂、专用性强

专用测试设备一般由不同的测试单元集成在一个控制箱或控制柜里，专用于某项产品的试验或控制，一般无法拆卸、分解，如航姿系统、CAC检测系统等。

1.2 校准参数多、涉及专业广

在军工领域，用于多功能产品检测的大型专用测试设备较多，其性能复杂，校准参数多，涵盖了电学、无线电、时间频率、热学、力学、几何量等诸多专业，如陀螺仪表综合转台就包含角度、角速度、时间频率、电流、电压等五项主要参数。

1.3 整机校准难以实现参数范围全覆盖

在整机校准过程中，除了常用的角度、位移、电压、电流、频率、压力、噪声等项目外，现场受环境、产品、夹具等各方面因素的影响，还有许多性能指标宽、测量范围大、需联机调试、技术封锁等一类设备无法实现现场校准。

1.4 没有完善的量值溯源渠道

专用测试设备不具备通用测量设备所具有的完善的量值溯源渠道，国家没有统一的校准规范，一般是由研制厂家编制校准规范，量值溯源方式通常采用外接各种不同接口，通过输入标准信号与被测结果进行比较。

1.5 校准规范形式各异不统一

由于专用测设设备针对产品特性强，功能用途各异，致使校准规范编制存在一定的困难，且由于大部分研制厂家，对计量法规及计量校准规范的编写要求不熟悉，导致编写的校准规范内容不够全面和具体，没有详细的校准步骤，同时缺乏规范性，格式不一，难以直接作为计量部门的校准依据。

2 专用测试设备的量值溯源

2.1 专用测试设备的重要性

在军工产品测试及修理过程中，除了使用通用仪器设备外，还需依靠大量的专用测试设备对其主要性能指标进行判定、状态监测和故障诊断，这是各类军工产品研制、修理过程中必不可少的重要环节，一般情况下，测试数据直接用于产品判定，且在下工序没有检查控制手段，因此其测试数据的准确可靠将直接影响产品的质量。

2.2 专用测试设备的量值溯源方式

量值溯源是指通过具有规定不确定度的不间断的比较链，使测量结果或测量标准的量值能够与规定的参照标准、国家测量标准或国际测量标准联系起来的特性。为保证量值准确可靠，测量设备进行量值溯源是基本要求，通用测量仪器涉及的参数一般为计量基本参数，有相对完整的溯源链（通用测量仪器-部门计量标准-国家基准）。专用测试设备因其特殊性，多数情况下是把特殊参量转化为通用参量，从而进入溯源链。量值溯源过程如图1所示。

2.3 专用测试设备的校准方法

在校准过程中，根据参数不同应选用不同的校准方法，由于专用测试设备使用用途和技术性能的差异，不能完全依据通用的校准方法，可参照通用校准方法，结合设备使用说明书及使用情况，编写对应的校准规范。计量工作中，常用的校准方法主要有以下几种。

2.3.1 分解法

将综合参数分解成不同的单一参数，利用经过溯源的计量标准或工作标准，对专用测试设备的单项参数逐一开展校准，得到实际测量结果，然后通过数据分析、结果确认，综合判定其是否满足使用要求。

2.3.2 综合仪器法

利用多功能校准源可进行相关专业领域综合参数的校准，将多功能校准源接入被测设备相应接口，输入标准值，记录输出值，由此判定专用测试设备是否符合技术指标要求。目前，大部分多功能校准源精度都比较高，功能齐全，基本可满足专用测试设备的校准要求。

2.3.3 产品验证法

在专用测试设备校准过程中，对于既无法分解，也没有满足使用要求的标准设备时，可以采用产品验证的方法。利用各项参数指标已知、性能稳定的“标准产品”对专用测试设备的性能进行试验验证，该方法可以更好的反映设备的真实性能。

2.3.4 比对法

比对是指在规定条件下，对相同准确度等级的同种测量设备的量值进行比较。在缺乏更高等级测量标准时，往往通过比对方法来统一量值。比对一般在3台或3台以上设备之间进行，开展比对测量时要制定比对程序，确保过程准确可靠。