量值溯源与校准
一、量值溯源
（一）计量及其溯源性
计量是为实现单位统一和量值准确可靠而进行的科技、法制和管理活动。准确性、一致性、溯源性及法制性是计量工作的基本特点。
准确性是指测量结果与被测量真值的一致程度。由于实际上不存在完全准确无误的测量，因此，在给出量值的同时，必须给出适应于应用目的或实际需要的不确定度或误差范围。否则，所进行的测量的品质就无从判断，量值也就不具备充分的实用价值。所谓量值的准确，即是在一定的不确定度、误差极限或允许误差范围内的准确。
一致性是指在统一计量单位的基础上，无论在何时、何地、采用何种方法、使用何种计量器具以及由何人测量，只要符合有关的要求，其测量结果就应在给定的区间内一致，否则，计量将失去其社会意义。计量的一致性，不仅限于国内，而且也适用于国际。在科技、经济和社会迅速发展的今天，国际交流与合作日益加强，国际贸易不断扩大，计量在国际上的一致性尤显重要。
溯源性是指测量结果或测量标准的值，能够通过一条规定不确定度的连续比较链与测量基准联系起来。这种特性使所有的同种量值，都可以按这条比较链通过校准向测量的源头追溯，也就是溯源到同一个测量基准（国家基准或国际基准），从而使准确性和一致性得到技术保证。否则，量值出于多源，必然会在技术上和管理上造成混乱。所谓“量值溯源”，是指自下而上通过连续的校准而构成溯源体系；而“量值传递”，则是自上而下通过逐级检定而构成检定系统。
法制性来自计量的社会性，因为量值的准确可靠不仅依赖于科学技术手段，还要有相关的法律、法规和行政管理。特别是对国计民生有明显影响，涉及公众利益和可持续发展或需要特殊信任的领域，必须由政府主导建立起法制保障。否则，量值的准确性、一致性及溯源性就不可能实现，计量的作用也难以发挥。
由此可见，计量不同于一般的测量。测量是为确定量值而进行的全部操作，一般不必具备计量的上述四个特点。所以，计量属于测量而又严于一般的测量，在这个意义上可以狭义地认为，计量是与测量结果置信度有关的，与不确定度联系在一起的规范化的测量。实际上，科技、经济和社会越发展，对单位统一、量值溯源的要求越高，计量的作用也就越显重要。
（二）溯源体系图
溯源体系图是一种代表等级顺序的框图，用以表明测量仪器的计量特性与给定量的测量基准之间的关系。有时也称为溯源体系表，它是对给定量或给定型号测量仪器所用的比较链的一种说明，以此作为其溯源性的证据。
建立溯源体系图的目的，是要对所进行的测量在其溯源到计量基准的途径中，尽可能减少环节和降低测量不确定度，并能给出适当的置信度。为实现溯源性，用体系图的方式应给出：
1.对不同等级测量标准的选择；
2.等级间的连接及其平行分支；
3.有关测量标准特性的重要信息，如测量范围、不确定度或准确度等级或最大允许误差等；
4.溯源链中比较用的装置和方法。
体系图是逐级分等的，即用（n-1）等级校准n等级，或由n等级向（n-1）级溯源。试图固定两个等级间的不确定度之比是不现实的，根据被测量的具体情况，这个比率通常处于2～10之间。对某些量，准确度提高2倍也是可观的进步；但对另一些量，甚至可能达到10倍。
在体系图中给出的是测量标准本身复现量值的不确定度。等级图中所反映的信息，应与有关法规、规程或规范的要求相一致。
对持有某一等级测量仪器的实验室，至少应按溯源等级图提供其上一等级测量标准特性的有关信息，以便实现其向国家基准的溯源。图3-3表示了实验室部分仪器设备量值溯源情况。
图3-3 实验室仪器设备量值溯源图示例
二、校准和检定
（一）校准
在规定条件下，为确定测量仪器或测量系统所指示的量值，或实物量具或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系列操作，称为校准。校准的目的主要有以下四个方面：
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；(https://www.daowen.com)
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，特殊情况下也可自行制定。校准的结果可记录在校准证书或校准报告中，也可用校准因数或校准曲线等形式表示。
（二）检定
计量器具的检定是查明和确认计量器具是否符合法定要求的程序，它包括检查、加标记和（或）出具检定证书。
检定具有法制性，其对象是法制管理范围内的计量器具。鉴于各国的管理体制不同，法制计量管理的范围也不同。1987年，国家计量局发布的《依法管理的计量器具目录》中包括12大类；同年国务院发布的《强制检定的工作计量器具管理办法》中附有强制检定的工作计量器具目录，即用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测四个方面的工作计量器具55项；随后，国家计量局又发布明细目录共111种。1999年，国家质量技术监督局根据国务院的授权，又增补了强检工作计量器具4项6种。从国际法制计量组织（Organization Internationale de Metrologie Legale，OIML）的宗旨和发布的国际建议来看，其认定的法制管理范围，基本上与我国的强制检定管理范围相当。一台检定合格的计量器具，也就是一台被授予法制特性的计量器具。强制检定应由法定计量检定机构或者授权的计量检定机构执行。我国对社会公用计量标准以及部门和企业、事业单位的各项最高计量标准也实行强制检定。
检定的依据是按法定程序审批公布的计量检定规程。我国《计量法》第10条规定：“计量检定必须按照国家计量检定系统表进行。国家计量检定系统表由国务院计量行政部门制定。计量检定必须执行计量检定规程。国家计量检定规程由国务院计量行政部门制定。没有国家计量检定规程的由国务院有关主管部门和省、自治区、直辖市人民政府计量行政部门分别制定部门计量检定规程和地方计量检定规程，并向国务院计量行政部门备案。”因此，任何企业和其他实体是无权制定检定规程的。
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。而从事检定的工作人员必须是经考核合格，并持有有关计量行政部门颁发的检定员证。
（三）校准与检定的区别
校准和检定的主要区别，可归纳为如下五点：①校准不具法制性，是企业自愿的、自下而上的量值溯源行为；检定则具有法制性，属计量管理范畴的执法行为，是自上而下的将国家计量基准复现的量值传递过程。②校准主要确定测量仪器的示值误差；检定则是对其计量特性及技术要求符合性的全面评定。③校准的依据是校准规范、校准方法，通常有统一规定，有时也可自行制定；检定的依据则是检定规程。④校准通常不判断仪器设备是否合格，必要时也可确定其某一性能是否符合预期的要求；检定则必须作出合格与否的结论。⑤校准结果通常是发给校准证书或校准报告；检定结果则是合格的发检定证书，不合格的发不合格通知书。
从技术上讲，可以说量值溯源和量值传递（计量检定）是互逆的过程。但从性质和管理上讲，两者是截然不同的。量值溯源是自觉自愿的，而计量检定则是依法强制管理的活动。
随着我国改革开放及市场经济的发展，在强化检定法制性的同时，对大量的非强制检定的计量器具，为达到统一量值的目的应以校准为主。过去一直没有把校准作为实现单位统一和量值准确可靠的主要方式，常用检定取而代之，这一观念目前正在改变中，校准在量值溯源中的地位已经逐步确立。
三、认证认可对量值溯源的基本要求
CNAS在认可规范文件CNAS-CL06《量值溯源要求》中，明确规定了关于量值溯源的具体要求。
对量值溯源的基（标）准，CNAS承认符合《计量法》规定的国家计量基（标）准和国际计量局框架下，签署互认协议并能证明可溯源到SI国际单位制的国家或经济体的最高计量基（标）准。
就量值溯源的途径而言，CNAS承认我国法定计量体系量值溯源的有效性和CNAS认可的校准实验室所提供的溯源性。实验室可以通过多种途径直接或间接实现量值溯源，包括：
1.依据计量法规建立的内部最高计量标准（参考标准），通过使用法定计量检定机构或校准实验室所建立的适当登记的计量标准的定期检定或校准，溯源至国家计量基准；获得认可实验室内部使用最高计量标准，需要时按照国家量值传递的要求实施向下传达，直至工作计量器具。
2.将工作计量器具送到法定计量检定机构或被认可的校准实验室，通过使用相应等级的社会公用计量标准进行定期计量检定或校准，实现量值溯源。
3.将工作计量器具按照国家量值溯源体系的要求溯源至本部门（本行业）的最高计量标准，进而溯源至国家计量基准。
4.必要时，工作计量器具的量值可直接溯源至工作基准、国家计量副基准或国家计量基准。当实验室使用标准物质进行测量时，只要可能，标准物质必须追溯至SI测量单位或有证标准物质，CNAS承认经国家计量行政部门批准机构提供的有证标准物质。
5.当溯源至国家计量基准不可能或不适用时，则应溯源至公认实物标准，或通过实验室比对、参加能力验证等途径提供证明。如使用实验室比对的方法，则应选择三家以上已经认可的实验室，并对结果进行评价。
6.当实验室对进口设备无法溯源到中国国家基准时，应提供有效证明以证实其能够溯源至国际计量局框架下，签署互认协议并能溯源至SI国家单位制的国家或经济体的最高计量基准。
对校准实验室，其提供的校准证书（报告）应具有溯源性的有关信息，包括不确定度及包含因子的说明。当实验室对其测量设备进行自校准时，应符合国家有关规定，并能证实其具有从事校准的能力。自校准方法必须形成文件并经评审和确认，应给出不确定度。校准结果必须加以记录，校准人员应经过必要的培训并获得相应的资格。