企业培训_计量统计员培训讲义

计量基础项宇二O一三年四月 第一部分 计量基础知识计量基础知识提纲 计量基础知识计量概述计量法和法定计量单位误差理论基础不确定度评定数据处理 第一部分 计量基础知识计量概述 一 测量1 定义 以确定被测对象量值为目的的全部操作 2 分类 直接测量 间接测量1 直接测量 直接测量得到的结果2 间接测量 通过函数形式得到的结果二 计量1 定义 实现单位统一 量值准确可靠的活动 2 单位统一性 需要有统一的计量单位 国家法定计量单位 3 量值准确性 测量需要准确 其中包括测量器具的准确以及按照规定进行测量 所有的测量设备要有检定 校准 1 准确性 2 一致性 3 溯源性 4 法制性 1 是指测量结果与被测量真值的一致程度 不存在完全准确无误的测量 因此在给出量值的同时 必须给出适应与应用目的 实际需要的不确定度或可能误差范围 2 在统一计量单位的基础上 无论在何时何地采用何种方法 使用任何计量器具 以及由何人测量 只要符合有关的要求 测量结果应在给定的区间内一致 3 是指任何一个测量结果或测量标准的值 都能通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链 与测量基准联系起来的特性 4 由于计量涉及社会各个领域 量值的准确可靠不仅依赖与科学技术手段 还要有相应的法律 法规和行政管理的保障 一 计量概述 我国的法定计量单位 以下简称法定单位 包括 国际单位制的基本单位 见表1 国际单位制的辅助单位 见表2 国际单位制中具有专门名称的导出单位 见表3 国家选定的非国际单位制单位 见表4 由以上单位构成的组合形成的单位 由词头和以上单位所构成的十进倍数和分数单位 词头见表5 法定单位的定义 使用方法 二 计量单位GB3100 1993 我国法定计量单位的构成 表1国际单位制的基本单位 表2国际单位制的辅助单位 二 计量单位 表3国际单位制中具有专门名称的导出单位 二 计量单位 表4国家选定的非国际单位制单位 二 计量单位 表5用于构成十进倍数和分数单位的词头 二 计量单位 二 计量单位 法定计量单位的基本使用方法 法定计量单位的名称1 N m的名称为 牛顿米 简称为 牛米 力矩单位 2 J kg K 的中文名称为 焦耳每千克开尔文 简称 焦每千克开 比热容单位 3 m2 s这个单位符号 当用于表示运动粘度时 名称为 二次方米每秒 但用于表示覆盖速率时 则为 平方米每秒 4 1的名称为每摄氏度 亦称负一次方摄氏度 法定计量单位和词头的符号法定计量单位和词头的符号 不论拉丁字母或希腊字母 一律用正体 单位符号一般为小写字母 只有单位名称来源于人名时 其符号的第一个字母大写 只有 升 的符号例外 可以用 L 法定计量单位和词头的使用规则单位的名称与符号必须作为一个整体使用 不得拆开 1 摄氏度的单位符号为 20 不得读成或写成 摄氏20度 或 20度 而应读成 20摄氏度 写成 20 第一部分 计量基础知识一 油料计量单位 1 长度和体积 长度是国际单位制中的基本单位 单位是 米 符号为 m 常用十进制单位有 千米 km 分米 dm 厘米 cm 毫米 mm 在油品计量中我们大多数用mm作为计量单位 体积的国际单位制单位为 立方米 用符号 m3 表示 常用的单位有立方分米 dm3 立方毫米 mm3 等 在油品计量中常用升 L 作为单位 这里1L 1dm3 需要注意的是升不能把它称为 立升 或 公升 2 质量 质量也是国际单位制中的基本单位 单位是 千克 公斤 用符号 kg 表示 表示质量的单位还有 克 g 吨 t 等 油品计量常用千克 kg 来表示质量 第一部分 计量基础知识一 油料计量单位 3 密度 温度 密度在国际制单位中是 千克每立方米 用符号 kg m3 表示 常用的还有 克每立方厘米 g cm3 千克每立方分米 kg dm3 或 kg L 表示 温度在国际制单位中是 摄氏度 用符号 表示 第一部分 计量基础知识二 油料计量器具介绍 1 量油尺 量油尺的构造量油尺由尺驼 尺架 尺带 挂钩 摇把 手柄等部件组成 选型 测量低粘度油品时 应使用带有轻型尺铊 0 7kg 的量油尺 测量高粘度油品或是在容器底上有明显数量锈片或沉淀物时 应选用带有重型尺铊 1 6kg 的量油尺 量油尺检定周期 贸易结算6个月 内部核算12个月 量油尺的禁用尺带扭折 弯曲及镶接 会造成读数误差 尺带锈蚀严重 刻度模糊不清或数字脱落 影响正常读数 无法正常读数 尺铊松动或尖部损坏 测量不准确 没有在适宜位置标贴计量器具彩色标识 无法判断是否经过检定 没有检定证书 不能使用 第一部分 计量基础知识二 油料计量器具介绍 2 温度计 1 温度计的构造温度计由感温泡 感温液体 水银 中间泡 毛细管 标尺以及安全泡组成 2 温度计的禁用毛细管内的水银柱有断裂现象 测量不准确 感温泡有裂痕 不能正确计量 刻度不清 涂料脱落 无法读数 没有检定证书 不能使用 检查 检定证书是否出具计量器具修正值 温度计彩标的标贴位置 温度计外观的完整性 图8 1液体温度计 第一部分 计量基础知识二 油料计量器具介绍 3 密度计 1 密度计的构造密度计由躯体 干管 载压室三部分组成 2 密度计的禁用载压室内金属弹丸有明显移动 计量不准确 密度计在液体中倾斜漂浮 而且两侧读数超过 0 0001kg dm3 计量不准确 标签有移动现象或标签扭曲而使分度线位移超过0 2个分度 读数不准确 密度计上有碰击的裂痕 不能使用 没有检定证书 不能使用 第一部分 计量基础知识计量器具的分类 A B C类的划分1 A类计量器具 属于国家强制检定的测量设备 2 B类计量器具 用于工艺监控 内部计量交接和一般参数测量等的测量设备 3 C类计量器具 a 计量行政部门允许一次性检定的测量设备 b 固定安装在设备 设施上 准确度要求不高且不允许或不易拆卸的测量设备 c 寿命短 低值易耗的测量设备 第一部分 计量基础知识计量器具的分类 标识管理1 合格证 合格证 的颜色为绿色 用于计量检定或校准合格的测量设备 2 准用证 准用证 的颜色为黄色 用于 a 只需功能性确认的测量设备 试验仪器 b 经比对适用的测量设备 液位计 c 限定范围使用的测量设备 d 降级使用的测量设备 3 停用证 停用证 的颜色为红色 用于 a 损坏的测量设备 b 经计量检定不合格的测量设备 c 超过检定周期 改为最长确认间隔 的测量设备 d 性能无法确定的测量设备 第一部分 计量基础知识计量器具的分类 第一部分 计量基础知识计量器具的分类 计量器具彩色标识管理 标贴位置合理a 标贴位置应不影响计量器具性能及正常读数 b 标贴应在明显位置 易于让计量器具使用者掌握计量器具所处状态 c 若不宜标贴在计量器具上时 应考虑标贴在计量器具固定存放地点 固定使用地点 配套使用辅助设备上或固定的计量器具外包装上 d 标贴位置应尽量避开使用中或所处环境对其完整性易产生破坏的地方 e 禁止将计量器具彩色标识贴在检定 校准 证书上 第一部分 计量基础知识计量器具的分类 标识清晰完整有效检查 a C类及检定周期较长的计量器具 b 现场中易受风吹 雨淋 暴晒的计量器具 c 经常随设备一起受到清洗的计量器具 第一部分 计量基础知识计量器具台账管理 一 器具使用部门应建立完整的计量设备台帐 计量管理部门应建立所辖范围内设备总台帐 二 使用部门应在收到检定或校准证书 测试报告后三个工作日内调整相应的台帐 并更换相应的色标 三 计量设备台帐包括 编号 名称 型号 测量范围 准确度等级或不确定度 生产厂家 出厂编号 使用部门 使用地点 检定单位 检定员 确认间隔 检定日期 有效日期 管理类别 A B C类 使用状态 四 经检定或校准后不合格的测量设备 应进行修理 修理后重新检定或校准合格的继续使用 不符合原技术要求的 应降级或做限定范围内使用 既不能降级又不能做限定范围内使用的测量设备 应作报废处理 第一部分 计量基础知识计量统计员职责及要求 职责 在计量统计工作中应遵守计量法律 法规 执行国家标准 行业标准及相关计量技术规范 熟悉本单位的测量设备并定期进行维护保养 检查 保持计量标识 封缄的完整性 按计划送检 更换测量设备 妥善保管测量设备的证书 报告 掌握测量设备动态 及时更新台帐 严格按照油品计量操作程序进行油品计量 对油品数量做到日清月结 分析计量数据 及时反映油品收 支 存状况 确保计量原始记录真实 完整 有效 并按规定存档 任职资格 具有计量统计员资格证书 熟悉计量法律 法规以及相关的国家标准 行业标准 计量技术规范及计量管理规章制度 误差基础知识 测量误差定义 测量误差 简称误差 也称绝对误差 表征测量结果减去被测量的真值 测量误差 测量结果 被测量的真值一般真值不可能准确得知 用约定真值替代 约定真值通常用该量的多次测量结果 最佳估计值 来确定 有大小 有正负号 有计量单位 相对误差 测量误差除以被测量的真值所得的商 有大小 有正负号 无计量单位 引用误差 测量仪器的测量误差除以量程或标称范围的上限 也称之为满量程误差 通常在误差数字后附以FS表示 有大小 有正负号 无计量单位 例 一台标称范围为 0 150 V的电压表 当在示值为100 0V处 用标准电压表检定所得到的实际值 约定真值 为99 4V 则绝对误差 相对误差 引用误差分别是 绝对误差 相对误差 引用误差 100 0 99 4 V 0 6V 测量结果 被测量的真值 第一部分 计量基础知识三 误差的分类 1 误差的分类误差分为系统误差 随机误差 粗大误差 系统误差 在同一被测量大量重复测量的平均结果与被测量的真值之差 系统误差产生 理论误差 方法误差 仪器不准确 环境温度条件不良 操作人员的读数或测量不准确等等 系统误差的消除方法 重新校准仪器 改进实验装置和实验方法 一般可以通过修正或通过重复的测量来消除 在油料计量中 所有的测量设备都应在读数后进行修正 目的在于消除系统误差 第一部分 计量基础知识三 误差的分类 随机误差 在同一被测量的多次测量过程中 以不可预知方式变化的测量误差 随机误差的特点是 没有变化的规律 但在无限多次测量中 其误差的平均值趋于零 粗大误差 超出规定条件下预期的误差 粗大误差的产生 错误的读数 测量方法的错误 使用了有缺陷的计量器具 记录错误等 粗大误差的消除 用剔除法进行消除 A B C 第一部分 计量基础知识三 误差的分类 图 A 中 系统误差小 随机误差大 说明正确度高而准确度低 图 B 中 系统误差大 随机误差小 说明正确度低而准确度高 图 C 中 系统误差和随机误差都小 说明正确度和准确度都高 我们在测量时 要的就是 C 的效果 测量误差的来源 测量误差的分类随机误差 测量结果与在重复性条件下 对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差 随机误差 测量结果 平均值系统误差 在重复性条件下 对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差 系统误差 平均值 真值 测量误差示意图 随机误差 测量误差 绝对误差 误差 系统误差 4 随机误差的特性测量次数足够多时 随机误差具有一定的统计规律 服从正态分布 特性 单峰性 绝对值小的误差出现的概率比绝对值大的误差出现的概率大 有界性 绝对值很大的误差出现的概率近于零 对称性 绝对值相等的正误差和负误差出现的概率相等 抵偿性 误差的算术平均值随着测量次数增加而趋于零 5 随机误差的计算 单次测量 标准偏差 说明 残差 每次测量值与平均值之差 单次测量的标准偏差表示随机误差 五 测量结果的表示 1 测量结果的表示及物理意义 不确定度 定量评定量值本身的可靠程度的指标 测量结果的表示 物理意义 表示被测量的真值落在区间 内的可能性约93 被测量 被测量的量值 测量结果的不确定度 2 总不确定度和相对不确定度 相对不确定度 总不确定度 简称不确定度 用表示 多次测量时 一次测量时 3 被测量的量值的计算 若已定系统误差为 需要进行修正 多次测量 一次测量 六 不确定度的估算方法 1 直接测量不确定度的估算 总不确定度 方和根 A类分量 A类评定 当用n次测量的平均值作为被测量的估计值时 算术平均值的实验标准偏差就是测量结果的A类标准不确定度 不确定度为n次测量算数平均值的标准差 U A B类评定 若有关资料 如 计量校准 检定证书 仪器说明书等 给出估计值xi的扩展不确定度U xi 则标准不确定度 U B 不能用统计方法只能用其他方法估算 如仪器误差 合成不确定度UC 直接测量的合成不确定度的表述 各不确定度相互独立 例题 用50分度游标卡尺测一圆环的宽度 其数据如下 m 15 272 15 276 15 268 15 274 15 270 15 274 15 268 15 274 15 272cm 解 由于是多次测量 存在A类不确定度 任何直接测量都存在B类不确定度 合成不确定度 第二部分计量检定基础 何谓强制检定 由政府计量行政部门所属的法定计量检定机构或授权的计量检定机构对社会公用计量标准 部门和企事业单位使用的最高计量标准 用于贸易结算 安全防护 医疗卫生 环境监视四个方面列入国家强检目录的工作计量器具实行定点定期的一种检定 何谓基准 标准 国际标准 国家标准 工作标准 测量 计量 基准 标准 为了定义 实现 保存或复现量的单位或一个或多个量值 用作参考的实物量具 测量仪器 参考物质或测量系统 如 1kg质量标准 100 标准电阻 国际 测量 计量 标准 经国际协议承认的测量标准 在国际上作为对有关量的其他测量标准定值的依据 国家 测量 计量 标准 经国家决定承认的测量标准 在一个国家内作为对有关量的其他测量标准定值的依据 工作标准 用以日常校准或核查实物量具 测量仪器或参考物质的测量标准 何谓校准 检定 比对 校准 在规定条件下 为确定计量器具示值误差的一组操作 计量器具 检定 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 比对 在规定条件下 对相同准确度等级的同种计量基准 标准或工作计量器具之间的量值进行比较 b 校准主要用以确定测量器具的示值误差 检定是对测量器具的计量特性及技术要求的全面评定 a 校准不具备法制性 是企业自愿溯源的行为 检定具有法制性 是属于法制计量管理范围的执法行为 c 校准的依据是校准规程 校准方法 可作统一规定 也可自行制定 检定依据必须是检定规程 e 校准结果通常是发校准证书或校准报告 检定结果合格的发检定证书 不合格的发不合格通知单 d 校准不判断测量器具合格与否 但当需要时 可确定测量器具的某一性能是否符合预期的要求 检定要对所检的测量器具作出合格与否的结论 检定和校准有什么区别 三 计量常用术语 计量器具的检定 1 适用范围 依法管理的计量器具目录中所列的计量器具 2 实施原则 经济合理 就地就近 3 分类 按管理环节分 首次检定 后续检定 周期检定 修理后检定 周期检定有效期内的检定 进口检定 仲裁检定 按管理性质分 强制检定 非强制检定 何谓参考物质 标准物质 有证标准物质 标准物质又称参考物质 具有一种或多种足够均匀和很好地确定了的特性 用以校准测量装置 评价测量方法或给材料赋值的一种材料或物质 标准物质可以是纯的或混合的气体 液体或固体 如 校准粘度计用的水 化学分析校准用的溶液等 有证标准物质 附有证书的参考物质 具有一种或多种特性值用建立了溯源性的程序确定 使之可溯源到准确复现的表示该特性值的测量单位 每一种出证的特性值都附有给定置信水平的不确定度 何谓误差 偏差 示值误差 最大允许误差 引用误差 偏移 测量 误差 测量结果减去被测量的真值 偏差 一个值减去其参考值 测量仪器的 示值 误差 测量仪器的示值与对应输入量的真值之差 最大允许误差 对给定的测量仪器 规范 规程等所允许的误差极限值 引用误差 计量器具的绝对误差与其特定值之比 测量仪器的 偏移 测量仪器示值的系统误差 注 测量仪器的偏移通常用适当次数重复测量的示值误差的平均来估计 三 计量常用术语 何谓重复性 复现性 稳定性 测量结果的 重复性 在相同测量条件下 对同一被测量进行连续多次测量所得结果之间的一致性 注 重复性条件包括 相同的测量程序 相同的观测者 在相同条件下使用相同的测量仪器 相同地点 在短时间内重复测量 测量结果的 复现性 在改变了的测量条件下 同一被测量的测量结果之间的一致性 注 复现性条件包括 测量原理 测量方法 观测者 测量仪器 参考测量标准 地点 使用条件 时间 稳定性 测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能力 何谓分辨力 测量准确度 准确度等级 显示装置的 分辨力 显示装置能有效辨别的最小的示值差 注 用标尺作为读数装置 包括带有光学机构的读数装置 的测量仪器分辨力 为标尺上任何两个相邻标记之间即最小分度值的一半 例1 线纹尺的最小分度为1mm 则分辨力为0 5m