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试验检测工作的公共基础知识 赵守阳Q65348700葛洲坝集团试验检测有限公司 一 法律法规湖北省公路水运工程试验检测管理实施细则关于进一步加强公路水运工程工地试验室管理工作的意见湖北省公路重点工程工地试验室管理暂行办法公路水运工程试验检测人员考试办法实验室资质认定评审准则计量法 中华人民共和国法定计量单位使用方法 标准化法 产品质量法 二 检测基础知识计量基础知识仪器设备溯源及管理统计基础知识抽样技术数据处理测量误差与不确定度 一 法律法规 1 湖北省公路水运工程试验检测管理实施细则公路工程专业分为综合类和专项类 综合类设甲 乙 丙3个等级 专项类分为交通工程和桥梁隧道工程 公路工程试验检测机构等级标准 试验检测人员配备 水运工程专业分为材料类和结构类 材料类设甲 乙 丙3个等级 结构类设甲 乙2个等级 水运工程试验检测机构等级标准 试验检测人员配备 增项申请必须以检测项目为单位 不得申请单个或多个参数的增项 增项原则上应是试验检测机构等级标准范围内的检测项目 特殊情况下可对试验检测机构等级标准范围外但在现行交通行业标准 规范内规定的检测项目申请增项 增项数量应不超过本等级检测项目数量的50 增项检测项目对人员 环境等对应条件的要求应在申报材料中体现 为提高公路 水运等级检测机构出具试验检测报告的权威性 增强检测机构责任意识 所有等级试验检测机构 在其业务范围内出具的试验检测报告 应在报告封面右上角加盖试验检测机构专用标识章 等级证书 使用部总站统一规定的格式 等级证书 有效期为5年 等级证书 期满后拟继续开展公路水运工程试验检测业务的 由省质监局发证的试验检测机构应提前3个月向省质监局提出换证复核申请 试验检测人员证书有效期为5年 省质监局对试验检测人员实行信息登记制度 试验检测人员只能受聘一家试验检测机构 2 关于进一步加强公路水运工程工地试验室管理工作的意见设立工地试验室的母体试验检测机构 应当在其等级证书核定的业务范围内 根据工程现场管理需要或合同约定 对工地试验室进行授权 授权内容包括工地试验室可开展的试验检测项目及参数 授权负责人 授权工地试验室的公章 授权期限等 公路水运工程工地试验室设立授权书 见附件1 应加盖母体试验检测机构公章及等级专用标识章 工地试验室应在母体试验检测机构授权的范围内 为工程建设项目提供试验检测服务 不得对外承揽试验检测业务 工地试验室出具的试验检测报告应加盖工地试验室印章 印章包含的基本信息有 母体试验检测机构名称 建设项目标段名称 工地试验室 工地试验室实行授权负责人责任制 工地试验室授权负责人对工地试验室运行管理工作和试验检测活动全面负责 授权负责人必须是母体试验检测机构委派的正式聘用人员 且须持有试验检测工程师证书 工地试验室授权负责人变更 需由母体试验检测机构提出申请 经项目建设单位同意后报项目质监机构备案 擅自离岗或同时任职于两家及以上工地试验室 均视为违规行为 按照 公路水运工程试验检测信用评价办法 予以扣分 3 湖北省公路重点工程工地试验室管理暂行办法总监办工地试验室根据工程需要配置不少于10名试验检测人员 其中持 公路水运工程试验检测工程师证书 的检测工程师不少于3名 驻地办工地试验室根据工程需要配置不少于5名试验检测人员 其中持 公路水运工程试验检测工程师证书 的检测工程师不少于2名 施工项目部工地试验室根据工程需要配置不少于8名试验检测人员 其中持 公路水运工程试验检测工程师证书 的检测工程师不少于2名 工地试验室授权机构必须派出本机构不少于2人 其中至少1人持有 公路水运工程试验检测工程师证书 负责工地试验室的试验检测工作 工地试验室超出业务范围的试验检测项目和参数 须委托取得 公路水运试验检测等级证书 及 计量认证合格证书 的试验检测机构进行专项试验检测 特殊材料及试验检测项目 公路工程试验检测机构未涵盖的项目 参数 除外 母体机构对工地试验室试验检测活动负责 对工地试验室试验检测活动进行动态管理 每半年至少检查一次 并做好相应的检查记录 4 公路水运工程试验检测人员考试办法 公路工程和水运工程检测工程师考试科目分为公共基础科目和专业科目 检测员考试仅设置专业科目 公路检测工程师和检测员考试专业科目分为 材料 公路 桥梁 隧道 交通安全设施和机电工程水运检测工程师和检测员考试专业科目为 材料 地基与基础 结构 检测工程师应当通过公共基础科目和任意一门专业科目的考试 从事试验检测工作两年以上且具有相关专业高级职称的考生可免试公共基础科目申请检测员的考生应具有高中以上文化程度及2年以上所申请专业的工作经历 或具有大学专科及以上学历 或具有初级专业技术任职资格 申请检测工程师的考生应取得中级或相当于中级 含高级技师 以上工程专业技术任职资格 有1年以上所申请专业的试验检测工作经历 且满足以下相关专业学历的年限要求 1 获博士学位当年 2 获硕士学位后从事工程专业技术工作3年以上 3 获得双学士学位或研究生毕业后 从事工程专业技术工作4年以上 4 大学本科毕业后 从事工程专业技术工作5年以上 5 大学专科毕业后 从事工程专业技术工作7年以上 6 工作后取得大学本科学历 从事工程专业技术工作6年以上 7 工作后取得大学专科学历 从事工程专业技术工作8年以上 8 相关专业中专毕业后 从事工程专业技术工作12年以上 考试违规处理 1 考试作弊者取消当场考试成绩及后续考试资格 当年内不得再次报考 2 替考 扰乱考场秩序 提供假资料者取消本次考试资格 2年内不得再次报考 3 对已取得试验检测人员证书的人员 经查实有弄虚作假骗取考试资格 违规替考等违反考试纪律行为的 取消其证书资格 并在2年内不得再次报考 二 检测基础知识 1 计量基础知识1 基本概念量 现象 物体或物质的可定性区别和定量确定的一种属性 注 术语 量 可指广义量 如长度 时间 质量 温度及电阻等 或特定量 如某根棒的长度 某根据导线的电阻等 量值 一般由一个数乘以测量单位所表示的特定量的大小 例 5 34m或534cm 15kg 10s 40 注 对于不能由一个数乘以测量单位所表示的量 可参照约定参考标尺 或参照测量程序 或两者都参照的方式表示 计量单位约定定义和采用的特定量 其他同种量可与其相比较以表示对于它的同种量的大小 法定计量单位国家法律法规规定使用的计量单位 e 检定查明和确认计量器具是否符合法定要求的程序 检定是量值溯源的一种方式 检定必须依据计量检定规程 检定必须给出计量器具合格与否的判定 检定应按计量检定规程规定的周期执行 检定范围主要指1987年 中华人民共和国依法管理的计量器具目录 和 中华人民共和国强制检定的工作计量器具检定管理办法 且用于贸易结算 安全防护 医疗卫生 环境监测中列入强制检定的计量器具 f 校准是指在规定条件下 为确定计量器具示值与对应的计量标准复现量值之间关系的一组操作 g 检测对给定的产品 材料 设备 生物体 物理现象 工艺过程或服务 按规定程序确定一种或多种特性或性能的技术操作 h 检验对实体的一个或多个特性进行诸如测量 检查 试验和度量 并将其结果与规定的要求进行比较 以确定每项特性的合格情况所进行的活动 从定义可以看出 检验 不仅提供数据 还须对规定要求进行比较后 作出合格与否的判定 i 测量误差测量结果减去被测量的真值j 测量精密度表征测量结果的分散性或重复性 k 测量准确度测量结果与被测量真值之间的一致程度 精密度低精密度高精密度高准确度高准确度低准确度高 l 相对误差测量误差除以被测量的真值m 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 n 随机误差指在相同的测量条件下 多次测量同一物理量时 误差时大时小 时正时负 以不可预定的方式变化着的误差随机误差等于误差减去系统误差 2 国际单位制国际单位制的产生国际单位制的构成SI基本单位 7个 SI导出单位 其中21个具有专门名称和符号 SI词头 1024 10 24共20个 SI单位的倍数和分数单位c 国际单位制的优越性严谨性简明性实用性通用性 3 我国法定计量单位我国法定计量单位的构成SI基本单位 7个 具有专门名称的SI导出单位 21个 法定计量单位国家选用的非SI单位 16个 由以上单位构成的组合单位由SI词头 10 24 1024共20个 和以上单位构成的十进倍数和十进分数单位 国际单位制的基本单位 具有专门名称的国际单位制导出单位 常用 国家选定的非国际单位制单位 在日常生活和一些特殊领域 还有一些广泛使用的 重要的非SI单位继续使用 因此国家选定了若干非SI单位和SI单位一起作为我国的法定计量单位 这类单位中比较典型的有 时间 min h d 质量 t 体积 l 面积 公顷 等 词头 b 法定计量单位使用规则简要介绍单位名称 计量单位名称一般指中文名称 用于叙述性文字和口语中 不得用于公式 数据表 图 刻度等处 组合单位名称的读法与其符号表示的顺序一致 遇到除号时 读为 每 字 如kg m3读为 千克每立方米 乘方形式的单位 如m4读为 四次方米 单位符号 单位符号一般用正体小写字母书写 但是以人名命名的单位符号 第一个字母必须正体大写 升 的符号既可大写 L 又可小写 l 词头的使用方法 词头的名称紧接单位名称 作为一个整体 其间不得插入其它词 如km2名称和含义为平方千米 不得读为千平方米 仅通过相乘构成的组合单位在加词头时 词头应加在第一个单位前 如力矩单位kN m不宜写成N km 2 仪器设备溯源及管理1 溯源性 通过一条具有规定不确定度的连续的比较链 使测量结果或测量标准的量值能够与规定的参考标准 通常是国家计量基 标 准或国际计量基 标 准联系起来的特性 2 量值溯源等级图一种代表等级顺序的框图 用以表明计量器具的计量特性与给定量的基准之间的关系 3 量值溯源的方式 检定 校准 自校准 内部校准 校准与检定的区别性质不同内容不同依据不同结论不同 4 量值溯源的通用途径法定计量检定机构的计量基 标 准 已认可的对外开展校准服务的校准实验室依法建立的测 计 量标准 在BIPM框架下 签署MRA 互认协议 并能证明可溯源到SI单位的国家计量基 标 准或经济体的参考标准 5 自校准的要求 确保量值的溯源性必须使用标准方法 并证实能够正确运用校准人员经培训和考核 并获得相应资格校准记录信息充分 校准数据 结果报告准确 6 设备管理实验室应配备正确进行检测设备及标准物质 并对所有仪器设备进行正常维护实验室应制定设备检定 校准的计划实验室应保存对检测具有重要影响的设备及其软件的档案所有仪器设备 包括标准物质 都应有明显的标识来表明其状态若设备脱离了实验室的直接控制 实验室应确保该设备返回后 在使用前对其功能和校准状态进行检查并能显示满意结果期间核查 3 统计基础知识 1 随机事件在一定的条件下 重复进行同一个试验 可能发生也可能不发生的事件 称为随机事件 2 随机事件的概率随机事件的频率W A M NM N O W 1 W的变化区间为 0 1 W 0为不可能事件W 1为必然事件N 试验的重复次数M 试件A出现的次数 亦称频数 3 随机变量的数字特征数学期望 均值 随机变量的所有可能值与其相应概率的乘积之和 平均值 总体标准差 当时 样本标准差 测量列平均值的标准差 离差系数Cv 常见的概率分布 正态分布 通过将N 转化为N 0 1 即为标准正态分布 概率p 95 45 概率p 68 27 等于概率曲线与横坐标围成的面积 概率p 99 73 常见重要统计术语p a X a 1 置信区间 a a 或 置信概率 置信水平 置信度 p置信因子 数 k超差 出 概率 显著水平 显著度 a为置信区间的半宽度 相关与回归采用最小二乘法线性回归 4 抽样技术 1 基本概念2 抽样原则3 抽样方法4 抽样检查5 抽样方案6 合格判定7 抽样检查的风险 1 基本概念个体 单位产品 研究对象的基本单元 总体 批 研究对象的全体 样本 从总体中抽取若干个个体所构成的集体 样本容量 样本的大小 样本中含有个体的数目 抽样 从总体中抽取若干个个体作为样本的过程 抽样检查 通过抽样并根据检查结果判断批是否合格的过程 2 抽样原则代表性 所抽样本的性能应能反映总体的性能 随机性 抽样过程不能有意识抽哪些 不抽哪些 3 抽样方法简单随机抽样 从含有N个个体的总体中抽取n个个体 使包含有n个个体的所有可能的组合被抽取的可能性都相等 系统随机抽样分层随机抽样另外 还有分步 或分段 随机抽样和整群随机抽样 4 抽样检查计数抽样检查计量抽样检查 5 抽样方案确定样本容量和判定数的一组规定称为抽样方案 抽样方案常用两个数字 n c 表示 n为样本容量 c为合格判定数 6 合格判定抽样是从交验批N件产品中随机抽取n件产品构成样本 而后对其进行检验 按照标准 预先确定一个合格判定数c 如果样本中的不合格品数p c时 判该批合格 若p c 判该批不合格 7 抽样检查的风险拒真风险 也称为第 类错误 根据抽样检查结果 把好的批 判为不合格 拒真概率用 表示 纳伪风险 也称为第 类错误 把不好的批判为合格 纳伪概率用 表示 显然 拒真对供方不利 纳伪对需方不利 应能为双方接受 通常取5 通常取10 5 数据处理 1 有效数字及其运算有效数字 若某近似数的误差绝对值不大于该数末位的1的一半时 则从第一个不是零的数字算起到最末一位都是有效数字 例 0 33 0 333 0 003 0 0050 010 005有效数字的表示 k 10m式中m 任意符号的任意整数或零k 不小于1而小于10的任意数 其位数即有效数字的位数 例 3 2 0 32 0 032 0 0032均为两位有效位数 0 0320 为三位有效位数 有效数字的运算加 减 以有效数字末位数的数量级最大者为准 其余多取1位 结果的末位数的数量级同为准者 乘 除 乘方 开方 以有效数字位数最少者为准 其余多取1位 结果的有效数字的位数同为准者 注 如运算结果尚需参与下一步运算 则可多保留一位 例1 求近似数28 1 14 54 3 0007的和 则为28 1 14 54 3 0007 28 1 14 54 3 00 以28 1为准 其余各数多保留一位小数 45 64 计算结果 45 6 修约成与 28 1 有相同的小数位数 再如 求近似数76 3651与37 4之差 则为76 3651 37 4 76 37 37 4 以37 4为准 其余各数多保留一位小数 38 97 计算结果 39 0 修约成与 37 4 有相同的小数位数 例2 求2 3847 0 76 41678的计算结果 则为2 3847 0 76 41678 2 38 0 76 4 17 104 以0 76为准 其余各数多保留一位有效数 4 33764988 10 5 计算结果 4 3 10 5 修约成与 0 76 有相同的有效位数 例3 已知圆半径R 3 145mm 求周长C 则为C 2 R 2 3 1416 3 145 19 760664 19 76mm 说明 1 上式中 2 为正确数 而不是近似值 不含误差 所以计算结果的修约时 不能以2为准 其有效位可根据计算需要而定 在此2可表示成2 000 2 半径R有4位有效数字 所以 应多取一位有效数字 3 1416 而不能只取到小数点后第三位 2 数值修约 a 修约间隔k 10nk为1 9中的任意整数 通常取1 2或5 n为正或负整数或零b 修约规则 修约间隔为k 1四舍六入 五看后 五后非零进一 五后为零看奇偶拟舍弃数字的最左一位数字小于5时 则舍去 即保留的各位数字不变 例 12 1498修约到0 1 12 1498 12 1 拟舍弃数字的最左一位数字大于5或者是5 而其后跟有并非全部为0的数字时 则进一 即保留的末位数字加1 例 将1268修约到 百 数位 得1 3 103 特定时可写为1300 将12 5501修约到0 1 得拟舍弃数字的最左一位数字为5 而右面无数字或皆为0时 若所保留的末位数字为奇数 1 3 5 7 9 则进一 为偶数 2 4 6 8 0 则舍弃 例 将12 550修约到0 1 得例 将12 650修约到0 1 得 12 6 12 6 12 6 负数修约时 先将它的绝对值按上述规定进行修约 然后在修约值前面加上负号 不许连续修约例 15 4546 修约间隔为115 4546 1515 4546 15 455 15 46 15 5 16 正确 不正确 修约间隔为k 2或50 5单位修约 将拟修约数值乘以2 按指定数位依修约间隔为1的规则进行修约 所得数值再除以2 例 将60 25修约到个数位的0 560 25 120 50 120 60 00 2单位修约 将拟修约数值乘以5 按指定数位依修约间隔为1的规则