《测量基础知识》PPT课件.ppt

测量管理体系 培训资料计量基础知识 工业化国家 工业计量测试及其相关活动占国民生产总值的4 到6 价值几千亿美元 在电子半导体生产行业和通信光纤生产成本中计量测试费用为战20 大规模集成电路生产成本计量测试费用占到了30 光电子器件成本中计量测试费用达到了10 30 美国半导体工业对计量测试的投入 1990年为6 5 7 5亿美元 1996年为24亿美元 2001年增加到35 55亿美元 在医疗保健方面的投入 20 用于计量测试 每年节省因误诊而浪费的治疗费用达1亿美元以上 美国仪器仪表产业占社会生产总值的4 而他拉动相关经济的产值达到社会总产值的66 为改进热物性测量的投入与收益比为1 5 改进硅耐热率测量的投入与收益比达到了1 37 工业计量的价值 5000年前人类社会文明的发展需要时间 长度和质量的测量达到一致 由此产生了计量活动 中国3500年前的商朝建立了长度 质量和容量的计量标准 设置了专门机构和人员负责检查计量器具 每年两次 在商贸的制造武器 车辆 手工业品领域的检查是强制的 19世纪 工业国家统一计量单位 建立国家基 标准 19世纪末 工业化国家建立了国家计量院 1947年 工业化国家开始了对计量机构的能力进行考核和认可 计量的起源和发展 1967年 在美国 科学 杂志上提出了国家计量体系的概念 同年 美国国家计量局NBS进一步阐述之一概念 国家计量体系包括五个层析 量和单位的定义 实现量和单位定的技术基础 保证各种测量准确的计量能力 量传体制和实施 最终用户的测量 英国国家物理研究院NPL1999年 将国家计量体系的活动分为 研究和保存国家计量标准 保持各级计量标准符合要求 开展量值传递 制定技术法规以及计量管理 欧盟2002年 对国家计量体系基本分类 国家计量员活动 法制计量机构活动 计量技术机构的认可 各种计量技术机构活动 计量器具制度 计量在工业中的应用以及计量在社会中的作用 现代国家计量体系和作用 不同组织对计量体系构成的定义 国际计量局 计量单位制 国家基标准和量传体系 计量法律法规 国家法制计量机构 计量技术机构及认可 国际法制计量组织 计量单位制 量传体系 计量法律法规 国家法制计量当局 合格评定机构和合格评定程序的实事 国际合作 中国 计量行政管理 计量技术保障 计量法律法规 对周期检定每投入一美元 可减少因计量不准的损失11 4美元 对重点抽查每投入一美元 可减少损失28 7美元 国家计量体系的定义 是为了获得社会 公众和科技等领域描述 预测 联络和管理需要的客观测量 国家利用的知识性 实施性 技术性和管理性的活动和机构 我国企业计量体系的发展 我国企业的计量体系的发展分以下几个阶段 1 工业企业计量定级 分为1 2 3级 时间自1984年开始 2 完善计量检测体系 自1995年开始 3 建立测量管理体系 自2003年开始 计量人员的资格 计量人员的国家职业资格包括 从事计量企业的计量检定 检查 监测 电测 测量 校准 校验 维修 修理以及检斤 计斤 司磅的人员 计量单位 测量单位 为定量表示同重量的大小而约定地定义和采用的特定量 注 1 测量单位具有约定地赋予的名称和符号 2 同量纲量的单位可有相同的名称和符号 计量名词术语 续1 计量 实现单位统一 量值准确可靠的活动 计量体系 为了实现实现单位统一 量值准确可靠的 根据计量学特征建立起来的 由相互关联或相互作用的计量要素构成的总体 注 计量体系是由法制计量 科学计量和工业计量相互关联和相互作用的要素构成的 续2 法制计量 由公证权力机构或按其要求制定并实行的一套法定的 技术的及行政管理的程序 其目的是用法规和合同的方式来规定并保证与社会管理 贸易 健康 安全 环境等有关的测量工作的质量和可靠性 法制计量的核心是放在具有利益冲突和要求测量具有高度可信的领域 科学计量 是运用计量学的理论和实践 通过研制和建立策来你准装置 研究测量测量技术 保证量值传递和溯源 为维护科技和经济秩序提供计量保证 为法制计量和工业计量提供基本条件 工业计量 是除了法制计量和科学计量以外的其他计量活动 是涉及应用领域的计量测量活动的统称 分别可称为 工程计量 应用计量 天文计量 海洋计量 医用计量 农业计量 仪器仪表工业等 续3 工业计量的内容包括 建立校准 测试服务市场 建立企业计量测试体系 发展仪器仪表工业等方面 企业计量体系只侧重于对测量设备的管理是不够的 新版10012标准提出了在测量管理基础上 建立对测量过程控制体系 加强对测量数据的连续监控 才能达到建立企业计量体系的基本目的 工业计量的主题是企业 事业单位 续4 量值 一般由一个数乘以测量单位所表示的特定量的大小 注 对于不能由一个数乘以测量单位表示的量 可参照未定参数标尺 或参照测量程序 或两者都参照的方式表示 真值 与给定的特定量的定义的定义一致的量 注 1 量的真值只有通过完善的测量才有可能获得 2 真值按其本性是不确定的 3 以给定的特定量定义一致的定义不一定只有一个 量的约定真值 对于给定目的的具有适当不确定的 赋予特定量的值 有时该值是约定采用的 注 1 约定真值有时称为指定值 约定值或参考值 2 常常用某量的多次测量结果来确定约定真值 续5 测量 以确定量值为目的的一组操作 注 1 操作可以是自动斯进行的 2 测量有时也称计量 计量 实现单位统一 量值准确可靠的活动 计量学 关于测量的科学 注 1 计量学涵盖有关测量的理论与实践的各个方面 而不论测量的不确定度如何 也不论测量师在科学技术的哪个方面进行的 2 计量学有时间称计量 3 计量学曾称度量衡和权度学 测量方法 进行测量时所用的 按类别叙述的逻辑操作次序 注 测量方法可按不同方式分类 如替代法 微差法 零位法 测量程序 进行特定测量时所用的 根据给定的测量方法具体叙述的一组操作 注 测量程序 有时被称为测量方法 通常记录在文件中 并且足够详细 以使操作者在进行测量师不再需要补充资料 续6 被测量 作为测量对象的特定量 例 给定的水样品在20摄氏度时的正气压力 影响量 不是被测量但是对测量结果有影响的量 测量结果 由测量所得到的赋予被测量的值 注 1 在给出测量结果时 应说明它是示值 未修定测量结果或以修正测量结果 还应表明它是否为几个值的平均 2 在测量结果的完整表述中应包括测量不确定度 必要时还应说明有关影响的取值范围 测量仪器的 示值 测量仪器所给出的量值 注 1 由显示器读出的值可称为直接示值 将它乘以仪器常数即为示值 2 这个量可以是被测量 测量信号或用于计算被测量之值的其他量 3 对于实物量值 示值就是它所标出的值 续7 测量准定度 测量结果与被测量的真值的一致程度 注 1 不要用术语精密度代替准确度 2 准确度是一个定性概念 测量结果的 重复性 在相同的测量条件下 对同一被测量进行连续多次测量所的结果之间的一致性 注 1 重复性条件包括 相同的测量程序 相同的观测者 在相同的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 2 重复性可以用测量结果的分散性定量地表示 测量结果的 重现性 在改变了的测量条件下 统一被测量的测量结果之间的一致性 注 1 在给出重现性时 应有效说明改变条件的详细程度 2 改变条件可包括 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 3 重现性可用测量结果的分散性定量地表示 4 测量结果在这里同城理解为以修正结果 续8 测量不确定度 表征合理赋予被测量之值的分散性 与测量结果相联系的参数 注 1 此参数可以是诸如标准偏差或其倍数 或说明了置信水准的区间半宽度 2 测量不确定度由多个分量组成 其中一些分量可用测量到结果的统计分布结算 并用食盐标准偏差表征 另一些分量则可用基于经验或其他信息的假定概念分布结算 也可用标准偏差表征 3 测量结果应理解为被测量之值的最佳估计 而所有的不确定度分量均贡献给了分散性 包括那些有系统效应引起的分量 标准不确定度 以标准偏差表示的测量不确定度 扩展不确定度 确定测量结果区间的量 合理赋予被测量之值分布的大部分可望合于此区间 注 扩展不确定度有时也称伸展不确定度或范围不确定度 续9 测量 误差 测量结果减去被测量的真值 注 1 由于这真不能确定 实际上用的是约定真值 2 有时也成为测量绝对误差 注意不要与误差的绝对值相混淆 相对误差 测量误差除以被测量的真值 随机误差 测量结果与在重复条件下对同一被测量进行无限多次测量所的结果的平均值之差 注 1 随机误差等于误差减去系统误差 2 以测量只能进行有限次数 故可能确定的只是随机误差的估计值 系统误差 在重复条件下 对同一被测量进行无限多次测量所的结果的平均值与被测量的真值之差 注 如真值一样 系统误差及其原因不能完全获知 续10 测量仪器 计量仪器 单独地或连同辅助设备一起用以进行测量的器具 实物量具 使用时以固定形态复现或提供给定量的一个或多个已知值的量具 测量系统 组装起来已进行特定测量的全套测量仪器和其他设备 注 1 测量系统可以包括实物量具和化学试剂 2 固定安装的测量系统成为测量装备 测量设备 测量仪器 测量标准 参考物质 辅助设备以及进行测量所必需的资料的总称 续11 标称范围 测量仪器的操纵器件调到特定位置时可得到的示值范围 注 标称范围通常用它的上限和下限表明 若下限为零 一般只用上限表示 量程 标称范围两极之差的模 测量范围 工作范围 测量仪器的误差处在规定极限内的一组被测量的值 额定操作条件 测量仪器的规定计量特性处于给定极限内的使用条件 极限条件 测量仪器的规定计量特性不受损也不降低 其后仍可在额定操作条件下运行而能承受的极端条件 参考条件 为测量仪器的性能试验或为测量结果的相互比较尔规定的使用条件 续12 分辨力 显示装置能有效辨别的最小的示值差 稳定性 测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能力 注 若是对其他量而言 应明确说明 漂移 测量仪器计量特性的慢变化 测量仪器的准确度 测量仪器给出接近以真值得响应的能力 注 这是一个定性的概念 准确度等级 符合一定的计量要求 是误差保持在规定极限内的测量仪器的等级 级别 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 续13 测量 标准 计量 基准 标准 为了定义 时限 保存或复现量的单位或多个量值 用作参考的实物量具 测量仪器 参考物质或测量系统 国际 基 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 基 标准 经国家承认的测量标准 在国家内作为对有关量的其他测量标准定值的依据参考标准 给定的地区或给定的组织内 通常具有最高计量学特性的测量标准 工作标准 用于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 续14 溯源性 通过一条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值能够与规定的参考标准 通常是与国家或国际测量标准联系起来的特性 校准 在规定的条件下 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 与对应的有标准所复现的量值之间关系的一组操作 注 1 校准结果既可赋予被测量以示值 又可确定示值的修正值 2 校准也可确定其他计量特性 如影响量的作用 检定 查明和确认计量器具是否符合法定要求的