质量检测基础知识计量PPT课件

质量检测工作基础知识 陶秀珍2011 12南京 第一章绪论第一节水利水电工程质量管理 什么是水利水电工程质量 水利水电工程质量是指在国家和水利水电行业现行的有关法律 法规 技术标准和品质的设计文件及工程合同中 对兴建的水利水电工程的安全 适用 经济 美观等特性的综合要求 质量是一个相对性的概念 工程或产品的质量主要表现在其功能性 可靠性与维修性 安全性 适应性 经济性 时间 耐久 性和美观性上 什么是质量管理 质量管理是指 制定和实施质量方针的全部管理职能 什么是水利水电工程质量管理 水利水电工程质量管理的主要要求为 水利水电工程建设各单位要积极推行全面质量管理 加强质量意识和质量管理知识的教育 提高劳动者的素质 采用先进的质量管理模式和管理手段 推广先进的科学技术和施工工艺 依靠科技进步和加强管理 不断提高工程质量 努力创建优质工程 根据国家和行业近年来的法规的规定 对工程质量管理有以下七点要求 建立工程质量责任制 严格执行建设程序 确保建设前期工作质量 建立健全工程建设管理制度 整顿和规范建设市场秩序 精心勘察设计 强化施工管理 加强政府监督和社会舆论监督 加强工程建设法制工作 严肃建设政纪法纪 工程质量管理的建设与认证是一个企业 单位 的自愿行为 国家和行业并没有强制性要求 但在特定场合下可能成为市场进入的一个门槛 第二节水利水电工程质量检测检测 是对实体一种或多种性能进行检查 度量 测量 和试验的活动 检验 是对实体的一种或多种性能进行检查 度量 测量 和试验 并将结果与规定要求进行比较 以确定每项特性合格情况所进行的活动 也就是说检验的目的是要求判定检测的对象是否合格 检验应包括以下内容 确定检测对象的质量标准 采用规定的方法对检测对象进行检测 将检测结果与标准指标进行比较 做出检测对象是否合格的判断 质量检测的作用 检测是施工过程质量保证的重要手段 检测是工程质量监督和监理的重要手段 检测结果是工程质量评定 工程验收和工程质量纠纷评判的依据 检测结果是质量改进的科学依据 检测结果是进行质量事故处理的重要依据 水利水电工程质量检测的依据 法律 法规 规章的规定 国家标准 水利水电行业标准 工程承包合同认定的其他标准和文件 批准的设计文件 金属结构 机电设备安装等技术说明书 其他特定要求 质量检测时 检测方法标准的使用一般遵循以下规则 当检测对象有水利行业发布实行的行业标准时 应采用水利行业发布的行业标准 当检测对象只有国务院其他部委发布实行的行业标准时 应采用该部委发布的行业标准 当检测对象没有行业标准只有国家标准时 应采用国家标准 当检测对象没有国家标准 行业标准时 可以视情况采用企业标准 水利工程一般不采用地方标准 只有在地方标准的要求高于行业标准时 才采用地方标准 在任何情况下 检测应使用现行有效的标准 除非委托人为某种特殊目的 明确要求采用某过期标准对检测对象进行检测 或对标准的某条款加以修改使用 这时检测机构应负有提醒和明确责任的义务 在合同中特别说明该情况 并应明确告知委托人 所出具的检测报告若超出计量认证批准的范围 参数与标准 应按规定不能加盖计量认证CMA标志印章 水利水电行业对工程质量检测人员的要求 通过中国水利工程协会组织的资格认证 取得 水利工程质量检测员资格证书 按 水利工程质量检测员注册管理办法 进行注册 检测技术人员的从事检测试验工作年限要求是中专毕业5年 大专毕业3年 本科毕业1年以上 年龄不超过60周岁 检测单位的技术负责人要有10年以上检测工作经历以及高级工程师以上职称 检测人员不允许在两个及两个以上的检测单位注册 水利水电行业对工程质量检测单位的要求 检测单位必须是具有能够独立承担法律责任的事业单位或企业 通过计量认证资质认定 并取得相应的合格证书 取得水利工程质量检测单位的相应资质后 方可承担资质等级许可范围内的水利水电工程质量检测业务 任何单位和个人均不得涂改 倒卖 出租 出借或者以其他形式非法转让 资质等级证书 检测单位不得转包质量检测业务 未经委托方同意 不得分包质量检测业务 检测单位应当建立档案管理制度 检测合同 委托单 原始记录 质量检测报告应当按年度统一编号 编号应当连续 不得随意抽撤 涂改 检测单位应当单独建立检测结果不合格项目的台账 质量检测试样的取样应当严格执行国家和行业标准以及有关规定 影响检测结果的因素 人的因素 检测方法的因素 检测仪器设备的因素 检测环境的因素 工程质量检测工作的风险性由于工程质量检测一般均采用样品或现场抽检的方式 抽检的数量与代表性差别很大 因此检测单位应当明确地告知委托方阐明所承担的检测具有多大的代表性和可能存在的风险 第二章计量与数据处理 第一节术语 一 计量1 量和量值 量 是现象 物体或物质有定性区别和定量确定的属性 一般意义量 如长度 时间 质量 温度 电阻 浓度等 特定量 如某根棒的长度 某根导线的电阻 某份酒样中乙醇的浓度 量值 一般由一个数和测量单位所表示的特定量的大小 称为量值 例 5 34m或534cm 15kg 10s 40 等 2 测量与计量 测量 以确定量值为目的的一组操作 利用一个已知的单位量与被测的同类量进行比较的过程 结果均由具有确定单位的量值所表达 测量准确度测量结果与被测量真值之间的一致程度 注 不要用术语精密度代替准确度 准确度是一个定性概念 计量 实现单位统一 量值准确可靠的活动 计量是用公认的标准来校准测量器具 并用法律形式将其固定下来形成的区别于测量的新概念 计量的目的就是保证 测量统一 保证量值的准确可靠和一致 测量和计量的关系测量是计量的依托 计量是使测量结果具有真正价值的基础 也可以说计量是测量的一种特殊形式 是保证测量统一和量值准确的测量 3 计量器具 定义 单独地或连同辅助设备一起用以进行测量的器具称为计量器具 实质上是指所需要实现测量统一的测量器具和装置 包括计量基准 计量标准和需要量值溯源的工作用计量器具 测量方法 直接测量 也可以是间接测量 即通过测量两个以上的量再用公式计算后得到另一个所需的量 4 计量基准 分为国家基准 副基准和工作基准 国家基准 经国家决定承认的测量标准 在一个国家作为对有关量的其它测量标准定值的依据 称为国家 计量 基准或国家 测量 标准 副基准 通过与国家基准比对或校准来确定其量值 并经国家检定 批准的计量器具 称为副基准 工作基准 经与国家基准或副基准校准或比对 并经国家鉴定 实际用以检定计量标准的计量器具称为工作基准 29 参考标准在给定地区或在给定组织内 通常具有最高计量学特性的测量标准 在该处所做的测量从它导出 国家基准是全国量值溯源的最终端 它是统一全国量值的最高依据 5 标准物质 定义 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 叫做标准物质或参考物质 是实现准确一致的测量 保证量值有效传递的计量标准 状态 纯的或混合的气体 液体或固体 三大类 化学成分标准物质 如金属材料 矿物岩石 建筑材料 环境保护及医药制品等 物理特性或物理化学特性标准物质 如标准溶液 粘度标准油 热量用苯甲酸等 工程技术特性标准物质 如纺织品色牢度 标准橡胶 粉末材料粒度 水的浊度等 6 计量器具的检定 校准 定义 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 计量检定是为评定或证实计量器具的计量性能 准确度 稳定度 灵敏度等 是否完全满足计量检定规程的要求 确定其是否合格所进行的全部工作 强制检定县级以上人民政府计量行政部门制定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 环境监测四个方面列入国家强检目录的工作计量器具 实行的一种检定 强制性表现为 1 由政府计量行政部门指定的计量检定机构实施强制检定 2 检定周期由计量检定机构根据计量检定规程并结合实际使用情况确定 3 使用强制检定的计量器具 未按照规定实施强制检定的 必须承担相应法律责任 计量器具的校准在规定的条件下 为确定测量仪器或测量系统的示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组操作 计量比对是在规定的条件下 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的比较 在某些情况下 比对可以作为一种成本较低 且简便易行的检查方法 用来确认测量设备的计量性能是否正常的一种手段 周期检定按时间间隔和规定程序 对计量器具定期进行的一种后续检定 首次检定对未曾检定过的新计量器具进行的一种检定 后续检定计量器具首次检定后的任何一次检定 1 强制性周期检定 2 修理后检定 3 周期检定有效期内的检定 不论它是用户提出请求 或由于某种原因使有效期内的封印失效而进行的检定 要注意 由于 检定 必须由政府计量行政部门指定的计量检定机构实施 而这类机构也有一定的受权范围 当超出其受权范围时 尽管国家 部门 地方有相应的检定规程 在量值溯源时也按相应的检定规程进行操作 但这些单位按规定不能出具 检定证书 这时往往提供给客户的是 校准证书 或 校准报告 检测用的计量仪器 设备 在取得检定证书或校准证书后 都应立即启动确认程序 以认定该计量仪器的测量范围 准确度等级或其不确定度是否可以满足相应检测方法标准所规定的要求 当该计量仪器的测量范围 准确度等级或其不确定度虽然达到检定合格的标准 并取得了相应的检定证书 但若其测量范围 准确度等级不能达到相应检测方法标准所规定的要求时 仍然不能在检测工作中使用 期间核查是对在用仪器设备 在两次正式检定 校准的间隔期间防止使用不符合技术规范要求的设备而进行的核查 对象 针对仪器设备的性能不够稳定漂移率大的 使用非常频繁的和经常携带运输到现场检测以及在恶劣环境下使用的仪器设备 方法 等精度方式进行 如仪器间的比对 方法比对 标准物质验证 加标回收 单点自校等 更多的是通过核查标准实现 所谓核查标准是指用不代表被测对象的一种相对稳定的仪器 产品或其他物体 它的量限 准确度等级都应接近于被测对象 而稳定性要比实际的被测对象好 核查标准本身也应进行校准和确认 量值溯源通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链 使测量结果或标准的值能够与规定的参考标准 通常是国家的或国际标准联系起来的一种特性 溯源的目的就是强调所有测量结果或标准的量值都能最终溯源到国家基准或国际计量基准 即SI单位的复现值 量值溯源是贸易一体化和实验室结果互认的基础 检定证书证明计量器具已经过检定 并获满意结果的文件 不合格通知书 检定结果通知书 声明计量器具不符合有关法定要求的文件 校准证书 测试报告 7 测量不确定度 定义 表征合理地赋予被测量之值的分散性 与测量结果相联系的参数 注 此参数可以是标准 偏 差或其倍数 或说明了置信水准的区间的半宽度 测量不确定度由多个分量组成 其中一些分量可用测量列结果的统计分布估算 并用实验标准 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率分布估算 也可用标准 偏 差表征 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 包括那些由系统效应引起的 如与修正值和参考测量标准有关的 分量 标准不确定度 用标准差表示的测量不确定度 不确定度恒为正值 合成不确定度 当测量结果是由若干个其他量的值求得时 按其他各量的方差或 和 协方差算得的标准不确定度 合成不确定度通常用扩展不确定度表示 将合成不确定度乘以包含因子 8 示值范围 测量范围和量程示值范围 由计量器具所显示或指示的最低值到最高值的范围 测量范围 在允许误差限内 计量器具的被测量值的范围 量程 测量范围上限值和下限值之差 如光学高温计的示值范围为0 1400 而其测量范围为700 1400 量程则为1400 700 700 9 计量单位 法定计量单位 国际单位制计量单位是指为定量表示同种量的大小而约定的定义和采用的特定量 计量单位应具有明确的名称 定义和符号 法定计量单位是由国家以法令的形式规定允许使用的计量单位 我国的法定计量单位是在国际单位制的基础上 根据实际情况适当增加一些非国际单位制单位构成的 国际单位制 SI 是由国际计量大会 CGPM 采纳和推荐的一种一贯单位制 SI是国际单位制的国际通用符号 10 溯源等级图与国家溯源等级图溯源等级图 是指 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 国家溯源等级图 是指在一个国家内 对给定量的计量器具有效的一种溯源等级图 包括推荐 或允许 的比较方法和手段 我国也将溯源等级图称为国家计量检定系统表 第二节计量基础 一计量学及其分类1 计量学的定义及研究的内容 定义 关于测量的科学注 计量学涵盖关于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 也不论测量是在科学技术的哪个领域中进行的 计量学有时简称计量 计量学曾称度量衡学和权度学 研究内容 计量学研究的内容包括 l 计量单位及其基准 标准的建立 复制 保存和使用 2 量值传递 计量原理 计量方法 计量不确定度以及计量器具的计量特性 3 计量人员进行计量的能力 4 计量法制和管理 5 有关计量的一切理论和实际问题 此外 计量学也研究物理常量 常数和标准物质 材料特性的准确测定 可以预料 随着生产和科学技术的发展 计量学的内容还会更加丰富 二计量的发展及特点1 定义 是实现单位统一和量值准确可靠的测量 它属于测量 源于测量 而又严于一般测量 是测量的一种特定形式 2 计量的发展1 古典阶段2 经典阶段 近代阶段 3 现代阶段 3 计量的特点 1 准确性准确性是计量的基本特点 2 一致性一致性是计量学最本质的特性 包含两个方面 计量单位统一和量值统一 3 溯源性任何量值都必须通过连续的比较链与计量基准 国家基准或国际基准 联系起来 这就是溯源性 4 法制性 即法制保障 单位制的统一 标准的建立 量值传递网的形成 检定的实施等各个环节 均有严格的法制监督管理 三计量科技的主要领域目前计量科技包括以下十二大领域 1 几何量 长度 角度 工程参量等 2 力学 质量 密度 力 功 能 流量 3 热工 热力学温度 热量 热容 热导率 4 电磁 电流 电势 电压 电容 磁通 磁导 5 电子 噪声 功率 调制 脉冲 失真 衰减 阻抗 场强等 6 时间频率 时间 频率 波长 振幅 阻尼系数 7 声学 声压 声速 声功率 声强 8 光学 发光强度 光通量 照度 辐射强度 辐射通量 辐射照度等 9 化学 标准物质 物质的量 阿伏伽德罗常数 摩尔质量 渗透压等 10 电离辐射 粒子能量密度 能通量密度 活度 吸收剂量等 11 振动 转速 振动幅度 振动频率 转速等 12 气象 气温 气压 风速 相对湿度等 四计量单位制1计量单位与单位制1 量制与量纲量制是指彼此间存在确定关系的一组量 即在特定科学领域中的基本量和相应导出量的特定组合 一个量制可以有不同的单位制 量纲以给定量制中基本量的幂的乘积表示该量制中某量的表达式 其数字系数为1 2 计量单位与单位制计量单位是指为定量表示同种量的大小而约定的定义和采用的特定量 同类的量纲必然相同 但相同量纲的量未必同类 单位制为给定量制按给定规则确定的一组基本单位和导出单位 2 国际单位制1 国际单位制的构成SI基本单位SI单位包括辅助单位在内的具有专门名称的导出单位SI导出单位国际单位制SI组合形式的导出单位SI单位的倍数单位 3 法定计量单位1 构成 国家采用国际单位制 国际单位制计量单位和国家选定的其他计量单位 为国家法定计量单位 国际单位制是我国法定计量单位的主体 国际单位制如有变动 我国法定计量单位也将随之变化 表1国际单位制的基本单位 表2国际单位制的辅助单位 表3国际单位制中具有专门名称的导出单位 略 表4国家选定的非国际单位制单位 倍数和分数单位 这是相对于主单位而言的 在国际单位制中是相对于SI单位而言的 例如 长度的SI单位是米 但只有米还满足不了需要 还要有千米 公里 毫米 微米等 千米 毫米 微米就是米的倍数和分数单位 在国际单位制中 十进倍数和分数单位只能由词头加在SI单位之前构成 只有质量单位例外 由词头加在克前构成 表略 2 法定计量单位的使用规则 法定计量单位名称 计量单位名称 一般指中文名称 用于叙述性文字和口述中 不得用于公式 数据表 图 刻度盘等处 组合单位名称与其符号表示的顺序一致 乘方形式的单位名称 如m4的名称应为 四次方米 而不是 米四次方 长度单位米的二次方或三次方表示的面积或体积时 其单位名称为 平方米 或 立方米 否则仍应为 二次方米 或 三次方米 1名称为 每摄氏度 而不是 负一次方摄氏度 法定计量单位符号 法定计量单位符号分为单位符号 即国际通用符号 和单位的中文符号 即单位名称的简称 一般推荐使用单位符号 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 分子为1的组合单位符号 一般不用分子式 而用负数幂的形式 词头使用方法 词头的名称紧接单位的名称 作为一个整体 其间不得插入其他词 如km2的名称的含义是 平方千米 而不是 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之前 如 力矩单位kN m 而不是N km 61 摄氏度和非十进制法定计量单位 不得用SI词头构成倍数和分数单位 它们参与构成组合单位时 不应放在最前面 如光量单位不应写成h lm 而应是lm h 组合单位的符号中 某单位符号同时又是词头符号 则应将它置于单位符号的右侧 如 力矩单位Nm 第三节数据处理一 算术平均值与最小二乘法原理1 算术平均值当计量次数足够多时 系列计量值的算术平均值趋近于真值 并且次数越多算术平均值越趋近于真值 2 最小二乘法的基本原理在一系列等精度计量的计量值中最佳值 是使所有计量值的误差的平方和最小的值 对于等精度计量的一系列计量值来说 它们的算术平均值即为最佳值 二 有效数字及其运算规则1 含义所谓有效数字是指在分析和测量中所能得到的有实际意义的数字 2 有效数字的记录有效数字是由全部准确数字和一位不确定的可疑数字构成 只有末位数字是可疑的 有效数字中 0 的意义 0 在有效数字中有两种意义 是作为数字定值 是有效数字 0 是否为有效数字的规定 如果 0 在数字前仅起定位作用 则 0 本身不是有效数字 如 0 02315 数值中间的 0 为有效数字 如2 04 5005等 0 在数字后面为有效数字 如 6 230 1420均为四位有效数字 以 0 结尾的整数 有效位数不确定 此时应根据测定值的准确度改写成指数形式 如 2 42 104和2 4200 104分别为三位和五位有效数字 有效位数对没有小数位且以若干个零结尾的数值 从非零数字最左一位向右数得到的位数减去无效零 即仅为定位用的零 的个数 对其他十进位数 从非零数字最左一位向右数而得到的位数 就是有效位数 有效数字的书写 例1 35000 若有两个无效零 则为三位有效位数 应写为350 102 若有三个无效零 则为两位有效位数 应写为35 103 例2 3 2 0 32 0 032 0 0032均为两位有效位数 应写为32 10 1 32 10 2 32 10 3 32 10 4 0 0320为三位有效位数 应写为320 10 4 例3 12 490为五位有效位数 10 00为四位有效位数 3 有效数字的运算规则 1 加 减法计算规则当几个数作加减运算时 在各数中以小数位数最少的为准 其余各数均凑成比该数多一位 几个数相加减的结果 经修约后保留有效数字的位数 取决于绝对误差最大的数值或者说以各近似值中小数点后位数最少相同 在实际运算过程中 保留的位数比各数值中小数点后位数最少者多保留一位小数 而计算结果按数值修约规则处理 例如 29 2 36 58 3 028 29 2 36 58 3 03 62 75最后计算结果保留一位小数 为62 8 2 乘 除计算规则当几个数作乘法 除法运算时在各数中以有效数字位数最少的为准 其余各数均凑成比该数多一个数字 而与小数点位置无关 几个数相乘除时 得数经修约后 其有效数字的位数应与参加运算的各近似值中有效数字位数最少者相同 即所得结果的有效数字位数决定于相对误差最大的数值 在实际运算中 先将各近似值修约至比有效数字位数最少者多保留一位有效数字 再将计算结果按数值修约规则处理 例如 0 235 28 6 61 689 0 235 28 6 61 69 414 61849三个参与运算的数值的有效数字位数分别三 三 五 所以最后计算结果用三位有效数字表示 为415或4 15 102 3 开方 乘方计算规则将数平方或开方后结果可比有效位数多保留一位或相同 例如 3 582 12 8164 运算结果保留三位有效数字为12 8 2 5059928 运算结果保留三位有效数字为2 51 4 复合运算规则对于复合运算中间运算所得数字的位数应先进行修约 但要多保留一位有效数字 4对数和反对数在近似值的对数计算中 所取对数的小数点后的位数 不包括首数 应与真数的有效数字位数相同 换言之 对数有效数字的位数 只计小数点以后的数字的位数 而不计对数的整数部分 5平均值计算4个或4个以上近似数值的平均值时 先将计算结果修约至比要求的位数多一位 再按数值修约规则处理 如 求下列数值的平均值 6 38 6 39 6 40 6 34 6 42 6 386修约后平均值计算结果为6 39 6 有效数字修约规则在测量结果的数据处理时 因测量结果中含有测量误差 结果的有效位数应保留适宜 其修约应按 数值修约规则 GB T8170 2008 进行 即 四舍六入五余进 奇进偶舍 的规则修约 当尾数不大于4时 舍去 尾数不小于6时进位 当尾数为5时 则视保留的末位数是奇数还是偶数 5前为偶数应将5舍去 5前为奇数则将5进位 数值修约规则 GB8170 2008 1 范围本标准适用于科学技术与生产活动中测试和计算得出的各种数值 当所得数值需要修约时 应按本标准给出的规则进行 本标准适用于各种标准或其他技术规范的编写和对测试结果的判定 2 术语和定义对某一拟修约数 根据保留数位的要求 将其多余位数的数字进行取舍 按照一定的规则 选取一个其值为修约间隔整数倍的数 称为修约数 来代替拟修约数 这一过程称为数值修约 教材 在 GB8170 2008 标准中的定义为 2 1数值修约通过省略原数值的最后若干位数字 调整所保留的末位数字 使最后所得到的值最接近原数值的过程 注 经数值修约后的数值称为 原数值的 修约值 2 2修约间隔修约值的最小数值单位 注 修约间隔的数值一经确定 修约值即应为该数值的整数倍 例1 如指定修约间隔为0 1 修约值应在0 1的整数倍中选取 相当于将数值修约到一位小数 例2 如指定修约间隔为100 修约值应在100的整数倍中选取 相当于将数值修约到 百 数位 2 3极限数值标准 或技术规范 中规定考核的以数量形式给出且符合该标准 技术规范 要求的指标数值范围的界限值 3数值修约规则3 1确定修约间隔指定修约间隔为10 n n为正整数 或指明将数值修约到n位小数 b 指定修约间隔为1 或指明将数值修约到 个 数位 c 指定修约间隔为10n n为正整数 或指明将数值修约到10n数位 或指明将数值修约到 十 百 千 数位 3 2进舍规则3 2 1拟舍弃数字的最左一位数字小于5 则舍去 保留其余各位数字不变 例 将12 1498修约到个位数 得12 将12 1498修约到一位小数 得12 1 3 2 2拟舍弃数字的最左一位数字大于5 则进一 即保留的末位数字加1 例 将1268修约到 百 数位 得13 102 特定场合可写为1300 注 本标准示例中 特定场合 系指修约间隔明确时 3 2 3拟舍弃数字的最左一位数字是5 且其后跟有非0数字时进一 即保留数字的末位数字加1 例 将10 5002修约到个位数 得11 3 2 4拟舍弃数字的最左一位数字为5 而其后无数字或皆为0时 若所保留的末位数字为奇数 1 3 5 7 9 则进一 即保留数字的末位数字加1 若所保留的末位数字为偶数 2 4 6 8 0 则舍去 例1 修约间隔为0 1 或10 1 拟修约数值修约值1 05010 10 1 特定场合可写成1 0 0 354 10 1 特定场合可写成0 4 例2 修约间隔为1000 或103 拟修约数值修约值25002 103 特定场合可写为2000 35004 103 特定场合可写为4000 3 2 5负数修约时 先将它的绝对值按3 2 1 3 2 4的规定进行修约 然后在所得值前面加上负号 例1 将下列数字修约到 十 数位拟修约数值修约值 355 36 10 特定场合可写为 360 325 32 10 特定场合可写为 320 例2 将下列数字修约到三位小数 即修约间隔为10 3 拟修约数值修约值 0 0365 36 10 3 特定场合可写为 0 036 3 3不允许连续修约3 3 1拟修约数字应在确定修约间隔或指定修约数位后一次修约获得结果 不得多次按3 2规则连续修约 例1 修约97 46 修约间隔为1 正确的做法 97 46 97 不正确的做法 97 46 97 5 98 例2 修约15 4546 修约间隔为1 正确的做法 15 4546 15 不正确的做法 15 4546 15 455 15 46 15 5 16 3 3 2在具体实施中 有时测试与计算部门先将获得数值按指定的修约位数多一位或几位报出 而后由其他部门判定 为避免产生连续修约的错误 应按下述步骤进行 3 3 2 1报出数值最右的非零数字为5时 应在数值右上角加 或 或不加符号 以分别表明已进行过舍 进或未舍未进 例 16 50 表示实际值大于16 50 经修约舍弃为16 50 16 50 表示实际值小于16 50 经修约进一为16 50 3 3 2 2如对报出值需进行修约 当拟舍弃数字的最左一位数字为5 且其后无数字或皆为零时 数值右上角有 者进一 有 号者舍去 其他仍按3 2的规定进行 例1 将下列数字修约到个数位 报出值多留一位至一位小数 实测值报出值修约值15 454615 5 15 15 4546 15 5 1516 520316 5 17 16 5203 16 5 1717 500017 518 3 40 5单位修约与0 2单位修约在对数值进行修约时 若有必要 也可采用0 5单位修约和0 2单位修约 3 4 10 5单位修约 半个单位修约 0 5单位修约是指按指定修约间隔对拟修约的数值0 5单位进行的修约 0 5单位修约方法如下 将拟修约数值 乘以2 按指定修约间隔对2 依3 2的规定修约 所得数值 2 修约值 再除以2 例 将下列数字修约到 个 数位的0 5单位修约 拟修约数值 2 2 修约值 修约值60 25120 5012060 060 38120 7612160 560 28120 5612160 5 60 75 121 50 122 61 0 3 4 20 2单位修约0 2单位修约是指按指定修约间隔对拟修约的数值0 2单位进行的修约 0 2单位修约方法如下 将拟修约数值 乘以5 按指定修约间隔对5 依3 2的规定修约 所得数值 5 修约值 再除以5 例 将下列数字修约到 百 数位的0 2单位修约拟修约数值 5 5 修约值 修约值830415042008408424210420084083241604200840 930 4650 4600 920 第四节数据表达方式分析测试的目的是求得被计量量的真值 由于计量中存在误差 人们不可能得到被计量量的真值 而只能得到真值的近似值 在提出计量结果报告时 应该说明计量值与真值相近似的程度 因此 表示分析结果的基本要求就是要明确地表示在一定灵敏度下真值的置信区间 一数值表示法二图形表示法三列表表示法 第五节测量误差一误差的概念1 定义计量误差指计量结果与被计量的量的真值之间的差异 以公式可表示为 测量误差 测量结果 真值通常真值不能确定 实际上用的是约定真值 就约定真值取值方式考查 相对误差有实际相对误差 额定相对误差 也称引用误差 和标称相对误差 2 误差的分类1 从误差产生的原因考虑误差可分为 设备误差 仪器误差 如所用的计量器具示值不准 引起的误差 方法误差 计量的不完善引起的误差 环境误差 由于环境因素与要求的标准状态不一致而产生的误差 如恒温 电磁屏蔽 隔振等不完善引起的误差 人员误差 人为误差 计量人员生理差异和技术不熟练引起的误差 2 按误差性质分可分为系统误差和随机误差 系统误差 是指在重复条件下 对同一量进行无限多次计量时 保持固定不变的误差 或在条件改变时按某一确定规律变化的计量误差分量 系统误差对测量成果影响较大 且一般具有累积性 应尽量消除或限制到最小 检 校仪器 把系统误差降到最小程度 加改正数 测量结果中加入系统误差改正数 选用适当的测量方法 使系统误差相互抵消或减弱 随机误差 是指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得结果的平均值之差 随机误差决定计量结果的精密程度 随机误差的统计规律 测得值误差的绝对值不会超过某一界限 也不会出现绝对值很大的误差 有界性 绝对值小的误差比绝对值大的误差数目多 测得值以其算术平均值为中心相对集中分布 单峰性 绝对值相等符号相反的误差 出现的次数大致相等 测得值以其算术平均值为中心对称分布 对称性 随机误差的代数和趋近于零 抵偿性 3 粗大误差 超出规定条件下预期的误差 即明显歪曲了计量结果的误差 在数据处理时应将它从记录数列中剔除 3 误差产生的原因 观测者 感觉器官鉴别能力的局限性 技术水平 工作状态和态度的个性化 测量仪器 每种仪器有一定的准确度 在制造 安装 使用和校正等方面的误差 外界环境 测量时外界环境如温度 湿度 气流等产生的影响 二 测量不确定度的评定1 测量不确定度表征合理地赋予被测量之值的分散性 与测量结果相联系的参数 称为测量不确定度 从词义上可理解为是对测量结果可信性 有效性的怀疑程度 是定量说明测量结果质量的一个参数 教材 合理 应考虑到各种因素对测量的影响所做的修正 特别是测量应处于统计控制状态下 即处于随机控制过程中 相联系 测量不确定度是一个与测量结果在一起的参数 在测量结果完整表示中应包括测量不确定度 测量不确定度可以用标准 偏 差或其倍数 或说明了置信水准的区间半宽度表示 由JJF1059 1999的定义后有一个注解 注 此参数可以是诸如标准差或其倍数 或说明了置信水准的区间的半宽度 测量不确定度由多个分量组成 其中一些分量可用测量列结果的统计分布估算 并用实验标准差表征 另一些分量则可用基于经验或其他信息的假定概率分布估算 也可用标准差表征 测量结果应理解为被测量之值的最佳估计 全部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 不确定度恒为正值 当由方差得出时 取其正平方根 不确定度一词指可疑程度 广义而言 测量不确定度意为对测量结果正确性的可疑程度 不带形容词的不确定度用于一般概念 当需要明确某一测量结果的不确定度时 要适当采用一个形容词 比如合成不确定度或扩展不确定度 但不要用随机不确定度和系统不确定度这两个术语 必要时可用随机效应导致的不确定度和系统效应导致的不确定度来说明 测量不确定度的来源 10个方面 被测量的定义不完善或不完整 实现被测量的定义的方法不理想 取样代表性不够 对测量过程受环境影响的认识不周全 或对环境条件的测量与控制不完善 对模拟仪器的读数存在人为偏移 测量仪器的分辩率或鉴别力不够 赋予计量标准的值或标准物质的值不准 引用于数据计算的常量与其他参量不准 测量方法和测量程序的近似性和假定性 在表面上看完全相同的条件下 被测量重复观测值的变化 测量不确定度的分类 A类标准不确定度标准不确定度B类标准不确定度合成标准不确定度测量不确定度U k 2 3 扩展不确定度Up P为置信率 注意 测量不确定度只说明被测量之值分散性的参数 不说明测量结果是否接近真值 标准不确定度 以标准差表示的测量不确定度 合成标准不确定度 当测量结果是由若干个其他量的值求得时 按其他各量的方差或协方差算得的标准不确定度 扩展不确定度 确定测量结果区间的量 赋予被测量之值分布的大部分可望含于此区间 有时也称展伸不确定度或范围不确定度 由于在工程界 包括水利水电行业 的被测量其误差分布绝大部分都服从正态分布 因此在确定测量不确定度时一般均采用标准不确定度来表示 标准不确定度的评定方法 可分为 标准不确定度A类评定 实测法 标准不确定度B类评定 经验法 标准不确定度A类评定 实测法 在重复性条件下或复现性条件下得出n个观测结果 则其算术平均值为 其观测值的实验方差为 一个测量过程若使其处于统计控制状态 则测量的样本标准差为 则该结果的标准不确定度为 标准不确定度B类评定 经验法 获得B类标准不确定度的信息来源一般有 以前的观测数据 对有关技术资料和测量仪器特性的了解和经验 生产部门提供的技术说明文件 校准证书 检定证书或其他文件提供的数据 准确度等级或级别 包括目前暂在使用的极限误差等 手册或某些资料给出的参考数据及其不确定度 规定实验方法的国家标准或类似的技术文件中给出的重复性限r或复现性限R 用这类方法得到的估计方差可称为B类方差 测量不确定度的评定流程 开绐 建立数学模型 确定被测量Y与输入量X1 XN的关系 求最佳值 由Xi的最佳值xi求得Y的最佳值y 列出测量不确定度各分量 标准不确定度分量评定 A类评定 列表 B类评定 标准不确定度评定是否完成 计算合成标准不确定度 评定扩展不确定度 不确定度报告 结束 是 否 测量不确定度评定的总流程图 测量误差与测量不确定度的区别 第六节数据统计分析一 有限数据的统计处理随机误差分布的规律给数据处理提供了理论基础 实际工作中对有限次测量看作是从无限总体中随机抽出的样本 一 数据集中趋势的表示1 算术平均值算术平均值是指n次测定数据的平均值 2 中位数M将数据按大小顺序排列 位于正中间的数据称为中位数M n为奇数时 居中者即是 n为偶数时 正中间两个数据的平均值即是中位数 1 极差R 或称全距 指一组平行测定数据中最大者 Xmax 和最小者 Xmin 之差 R Xmax Xmin2 标准偏差S标准偏差 相对标准偏差 也叫变异系数 用CV表示 一般计算百分率 相对标准偏差 自由度 二 平均值的置信度区间1 置信度 1 置信度表示对所做判断有把握的程度 表示符号为 2 有时我们对某一件事会说 我对这个事有八成的把握 这里的 八成把握 就是置信度 实际是指某事件出现的概率 3 常用置信度 0 90 0 95 或 90 95 2 置信度区间按照t分布计算 在某一置信度下以个别测量值为中心的包含真值的范围 叫个别测量值的置信度区间 3 平均值的置信度区间 1 表示方法 2 含义 在一定置信度下 以平均值为中心 包括总体平均值的置信度区间 3 计算方法 1 求出测量值的 2 根据要求的置信度与f值 从t分布值表中查出t值 3 代入公式计算 二 显著性检验常用的方法有两种 t检验法和F检验法 分析工作中常遇到两种情况 样品测定平均值和样品标准值不一致 两组测定数据的平均值不一致 需要分别进行平均值与标准值比较和两组平均值的比较 一 平均值与标准值的比较1 比较方法用标准试样做几次测定 然后用t检验法检验测定结果的平均值与标准试样的标准值之间是否存在差异 2 计算方法 1 求t计算 t计算 2 根据置信度 通常取置信度95 和自由度f 查t分布表中t表值 3 比较t计算和t表 若t计算 t表 说明测定的平均值出现在以真值为中心的95 概率区间之外 平均值与真实值有显著差异 有系统误差存在 二 两组平均值的比较用两种方法进行测定 然后分别用F检验法及t检验法计算后 比较两组数据是否存在显著差异 三离群值的取舍 一 定义在一组平行测定数据中 有时会出现个别值与其他值相差较远 这种值叫离群值 判断一个测定值是否是离群值 是要经过计算 比较才能确定的 一般采用的方法叫Q检验法 二 检验方法1 求Q计算 Q计算 即 求出离群值与其最邻近的一个数值的差 再将它与极差相比就得Q计算值 2 比较 根据测定次数n和置信度查Q表 若Q计算 Q表 则离群值应舍去 反之则保留离群值 第七节抽样 一 总体 个体和样本总体是指研究对象的全体 个体是指组成总体的每个基本单位 总体的性质由组成总体的个体所决定 要了解总体的性质 必须对总体中的每个个体进行逐个的研究 但这是不可能的 往往从总体中抽取的一部分个体 样本 对总体的性质做出估计判断 二 常用的几个统计量 样本均值 样本方差 样本标准差 三 抽样方法随机抽样所谓随机抽样 是指总体的每一个个体都有被抽到的可能 并且每个个体被抽到的可能性相同 而不是凭人们的主观意图去挑选 简单随机抽样2 系统抽样 等距抽样或机械抽样 3 分层抽样 类型抽样 4 整群抽样5 多阶抽样 分段抽样 第三章实验室管理 第一节实验室质量管理基础 一 质量与质量管理质量 是一组固有特性满足要求的程度 质量管理 实验室确定质量方针 质量目标 质量策划 质量控制 质量保证和质量改进 促使其实施全部管理职能的所有活动 二 管理体系及其文件1 管理体系 实验室管理体系是实验室为了实现管理目的或效能 由组织机构 程序 过程和资源四个基本要素构成 且具有一定活动规律的一个有机整体 2 管理体系的文件 一般分三个或四个层次 三 质量方针和质量目标1 质量方针是由实验室最高管理者正式发布的该实验室的总的质量宗旨和方向 2 质量目标 是实验室在质量方面所追求的目标 应在质量方针的原则和框架下制订 质量目标应可测量和可操作 第二节样品管理检测样品的代表性 有效性和完整性直接影响检测结果的准确性 因此 必须对样品的接收 流转 贮存 处置及样品的识别等各个环节实施有效管理 一 样品的验收和管理1 样品交接与编号样品送达试验单位 必须附送样单及试验委托书或其他有关资料 送样单应有原始记录 编号 送样数量等 采样数量应满足要求进行的试验项目和试验方法的需要 采样的数量应满足检测和留样的要求 接收样品时 应根据委托检测项目的要求进行验收 验收中需清点样品 查明样品数量是否有误 编号是否相符 样品状况 包装 外观 数量 规格等 是否满足试验项目和试验方法的要求 对于有些包装可能造成样品特性变异的 应在的备注栏内上加以说明 必要时可抽验样品质量 并对样品的保密要求和检测要求进行确认 验收合格后在上登记 编号 2 样品保管样品验收 登记后 即按顺序妥善存放于样品间 做到分类存放 标识清楚 样品的标识包括不同样品的区分识别和同一样品不同试验状态的识别 样品区分识别号可贴在样品袋或包装上 样品所处的状态用 天然 扰动 或 待检 已检 未检 检毕 等标签加以识别 样品贮存环境应安全 适宜 对要求在特定环境条件下贮存的样品 应严格控制环境条件 并定期加以记录 有专人负责保管 以确保样品的完好性 完整性和不变质 3 样品流转试验人员领取样品进行检测前的制备和制样时 应遵守样品管理制度 履行登记和核验 核查检测项目的样品标识 数量 并查看样品的状况 样品在制备 检测 传递过程中 应加以防护 避免受到非检测性的损坏 并防止丢失 4 样品处置非破损性检测样品 委托人对检测结果无异议的 按规定处理 破损性检测 样品经过试验之后 检测组在对样品进行破坏性状描述后即可处理 如需保存则应贮存于适当容器内 未试样品的留样应作好标记编号按规定期限实行保存 以备审核试验成果之用 委托单位对试验报告未提出任何疑义时 方可处理 处理留样时要考虑不污染环境 符合卫生等方面的要求 5 对于试验项目中涉及抽样的 应按以下程序进行管理 1 凡要求进行工程或整体质量判断或分部 分项工程验收的检测项目 应进行抽样 2 抽样方法应由检测人员赴现场进行随机抽样 如由委托方指定抽样位置及抽样数量的 应在委托协议书上注明 3 抽样的样本大小按有关标准和规程 规范确定 4 取样后 取样人以适当方式封样 并编号 登记 登记内容包括工程名称 取样地点和日期 取样人 封样人等 5 样品运送应保证样品的完好性和完整性 第二节环境管理 一 实验室间的环境灰尘 振动 噪声 电磁波 放射性物质等对实验室环境的影响 二 实验室内部配备和布置实验室的照明和采光 环境条件 水电和空调布局的合理性 仪器设备的放置应有足够的空间便于操作者操作 对试验敏感区域的隔离设施等 三 实验室的环境安全要求 四 实验室的内务管理要求1 实验室必须保持清洁 整齐 安静 不得放置与检测无关的物件 非检测人员未经允许不得随便进入实验室 2 各实验室应设置消防设施并保证其始终处于正常工作状态 不得挪动位置或挪作他用 对有接地要求的设备 必须检查是否接地 是否标上明确的接地标识 3 实验室内严禁抽烟 随地吐痰 并保持实验室内安静 不得喧闹 4 5 特殊管理要求 有环境控制要求的试验室 应进行温 湿度的连续监控记录 对于有环境要求的检测至少应有检测开始前2小时至检测终止时的温 湿度记录 易炸 易燃品 腐蚀性物品 放射性物品均属危险品 应设专库 专账保管 其领用 借用应严格执行审批手续 并办理交接手续 第三节仪器管理 一 仪器的维护和管理1 实验室应正确配备试验所需要的仪器设备 包括抽样工具 样品制备和数据处理需用的仪器设备和相关软件 所用的仪器设备的技术指标和功能应能满足要求 应具备预计使用所要求的计量特性 如准确度 稳定度 量程及分辨力等 各类试验所用仪器的参数应符合现行国家标准的相关规定 量程应与被测参数的技术指标相适应 同时试验室应编制仪器设备一览表 2 计量仪器设备应按规定的检定周期送交有计量检定能力的单位检定 仪器使用前后应检查其性能是否正常并进行记录 当检定 校验或试验中发现试验仪器失准时 还须对以往检验和试验结果的有效性进行评定 并采取相应纠正措施对有可能产生影响的结果进行妥善处理 用于检测的计算机软件 在初次使用前应确认 如评审 其满足预期用途的能力 3 所有仪器设备应有统一格式的标志 标明仪器的校准状态 1 标志分 合格 准用 停用 3种 分别以绿 黄 红3种颜色表示 2 标志内容 仪器编号 检定结论 检定日期 检定单位和下次检定日期等 3 可拆卸的检测仪表组合成的仪器 每个仪表应有独立的标志 不可拆卸仪表组合成的仪器 可以只有一个标志 对于不出数据的设备经检查后 也应分别贴上 合格 准用 停用 的状态标志 4 不合格仪器及处理方法 不合格仪器系指已经损坏 过载或误动作 工作不正常 功能出现可疑 超过规定的确认间隔时间 铅封完整性被破坏 凡不合格的仪器应停止使用 隔离存放 作出明显的标记 不合格的仪器处理方法有以下三种 a 仪器不准确或有其他故障时 应先进行调整 仔细检查或修理 再经检定或校验合格后重新投入使用 b 对不能调整或修复的仪器 应报废 c 对具有多功能和多量程的仪器 经证实能在一种或多种功能或量程内正常使用时 应标明限制使用的范围 可在规定的正常功能和量程内使用 4 仪器设备管理应符合以下要求 1 编制仪器设备一览表 其内容为 仪器名称 技术指标 制造厂家 购置日期 保管人等 2 编制仪器设备检定 校验 周期