计量基础知识(培训教材)ppt课件

1 计量基础知识 2 计量基础知识 计量基础知识 概述 计量学的分类 计量单位制 计量器具及其分类 检定 校准与测试 3 第一章 概述 4 计量法 是1985年9月6日经第六届全国人民代表大会常务委员会第十二次会议通过 自1986年7月1日起正式施行 计量法 5 1 计量立法宗旨2 调整范围3 计量单位制4 计量器具管理5 计量监督6 计量授权7 计量认证8 计量纠纷的处理9 计量法律责任 计量法的基本内容 6 我国的计量法规体系由三部分组成 1 中华人民共和国计量法2 国务院制定 或批准 的计量行政法规和省 直辖市 自治区人大常委会制定的地方计量法规3 国务院计量行政部门制定的计量管理办法和技术规范 国务院有关部门制定的部门计量管理办法 县级以上人发政府计量行政部门制定的地方计量管理办法 我国计量法规体系的构成 7 根据国家计量技术规范JJF1001 1998 通用计量术语及定义 计量是指为保证单位统一 量值准确可靠的活动 包括科学技术上的 法律法规上的和行政管理上的一系列活动测量是为确定量值而进行的一组操作从定义中可以看出 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 计量与测量的定义 8 科学计量 科学计量是指基础性 探索性 先行性的计量科学研究 例如关于计量单位和单位制 计量基准与标准 物理常数 测量误差 测量不确定度与数据处理等 工程计量 也称工业计量 是指各种工程 工业企业中的应用计量 例如有关能源或材料的消耗 工艺流程的监控以及产品质量与性能的测试等 法制计量 法制计量是为了保证公众安全 国民经济和社会发展 根据法制 技术和行政管理需要 由政府或其授权机构进行强制管理的计量 包括对计量单位 计量器具 特别是计量基准 标准 计量方法和计量精确度及计量人员的专业技能等的明确规定和具体要求 计量的分类 9 我国计量的发展历史 计量在我国已有近5千年的历史 过去 计量在我国称为 度量衡 其原义是关于长度 容量和质量的测量 其主要的计量器具是尺 斗 秤 随着社会的发展和科学技术的进步 它的概念和内容也在不断扩展和充实 远远超出 度量衡 的范畴 计量原本是物理学的一部分 或者说是物理学的一个分支 现已发展形成一门研究测量理论和实践的综合性学科 计量学 我国计量工作具有悠久的历史 在计量古典阶段中为人类作出了突出的贡献 早在公元前26世纪 传说黄帝就设置了 衡 量 度 亩 数 五量 尤其在秦朝 秦始皇不仅统一了六国 主张车同轨 书同文 而且发了诏书 统一了全国度量衡 为我国古代计量史写下光辉的一页 10 古典计量阶段 ppt以部分人体 动物的丝毛 植物果实等为基准经典计量阶段 ppt1875年 米制公约 的签订开始 以宏观器具为基准现代计量阶段 ppt微观世界的量不能发生任意的微小变化 只能跳跃式的改变 利用微观世界所固有的这种稳定性和齐一性而建立的 计量的发展阶段 11 一 准确性准确性是计量的基本特点 是计量技术工作的核心 经检定 校准确定计量的准确性 以误差 不确定度为考核指标 来反映计量结果与被测量真值的接近程度 二 统一性统一性是计量学最本质的特征 是指无论在任何时间 地点 使用任何仪器 采用任何方法以及由任何人来操作 只要它按有关计量规定的条件去做 所得出的计量结果都应在给定的误差范围内 计量的特点 12 三 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 通常国家测量标准或国际测量标准 联系起来 四 法制性量值的准确一致 不仅要有一定的技术能力和技术手段 而且还要有一定的法律 法规做保障 这是计量的社会性所决定的 特别是关系到国计民生 对人民生活有直接影响的计量必须有法制来保障 否则量值传递达不到一致性 计量的特点 13 计量学包括的专业很多 应用十分广泛 目前大体上分为10大类 标准电阻箱 智能型群脉冲发生器 标准量块 第二章 计量学的分类 14 1 几何量计量 长度 线值计量 几何计量就是对物体的几何量及其单位的定义作比较的精密测量 它包括端度计量 线纹计量 角度计量 直线度计量 平面度计量 表面粗糙度计量 精密计量 表面粗糙度测量仪 万能测长仪 平面度检测机 计量学 15 2 温度计量 热工计量 温度计量包括超低温 低温 中温 高温和超高温等项目超低温 其范围从 270 到近于绝对零度 主要用于科研 国防等方面 如物体的超导性能的研究及卫星上的测温元件等 低温计量 其范围为 0 270 用于冰库 冷库的温度计量中温计量 其范围为 630 0 用于日常生活和一般工业生产的体温计 玻璃水银温度计 铂电阻温度计等 高温计量 其范围为 6000 630 用于炼焦 炼铁 轧钢 炼油等工业生产的热电偶 光学高温计等 超高温计量 超过6000 为高温 主要用于国防和科研 如测量炸弹爆炸 火箭发射时的温度测量等 计量学 16 3 力学计量力学计量是一个大类 内容极为广泛 它包括质量计量 容量计量 密度计量 力值计量 硬度计量 压力计量 真空计量等 其中质量计量划分为大质量 20kg以上 中质量 1g 20kg 小质量 1g以下 计量学 17 4 电磁学计量可分为电学计量和磁学计量两大类5 电子计量 无线电计量 噪音 脉冲 失真衰减等6 时间频率计量7 电离辐射计量8 光学计量9 声学计量10 化学计量 标准物质 计量学 18 计量单位制 计量单位制 法定计量单位与国际单位制 量 量制与量纲 第三章 19 量 量制与量纲量 现象 物体或物质的可以定性区别和定量确定的属性 计量学中的量都是指可以测量的量 一般意义的量 如长度 温度 电流 特定的量 如某根木棒的长度通过某条导线的电流 可以直接相互比较并按大小排序的量称为同种量 若干同种量合在一起可称为同类量 如功 热能 厚度 周长等量制 彼此间存在确定关系的一组量 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 它只表示量的属性 定性的给出导出量和基本量之间的关系 并不涉及量的大小 量 量制与量纲 20 计量单位与单位制计量单位 为定量表示同种量的大小而约定的定义和采用的特定量单位制 为给定量制按规则确定的一组基本单位和导出单位 国际单位制是1960年第十一届国际计量大会 CGPM 通过 并用符号 SI 表示 法定计量单位与国际单位制 21 国际单位制SI SI单位 SI单位的倍数单位 SI基本单位 SI导出单位 1 包括辅助单位在内的 具有专门名称的导出单位2 组合形式的导出单位 国际单位制的构成 22 SI基本单位 国际单位制的构成 23 SI导出单位是用SI基本单位以代数形式表示的单位 SI导出单位由两个部分组成 一部分是包括辅助单位在内的具有专门名称的SI导出单位 另一部分是组合形式的SI导出单位 SI导出单位 国际单位制的构成 24 SI单位的倍数单位是由SI词头与SI单位 包括SI基本单位 SI导出单位 构成 在国际单位制中用以表示倍数单位的词头称为SI词头 SI单位的倍数单位 国际单位制的构成 25 国际单位制的辅助单位 国际单位制的构成 26 我国的法定计量单位是以国际单位制为基础 根据我国的实际情况适当地增加了一些其他单位而构成的 具体情况如下 SI基本单位7个SI导出单位21个SI单位的倍数单位20个国家选定的非国际制单位16个 中华人民共和国法定计量单位 27 国际单位制的基本单位 国际单位制中包括辅助单位在内的具有专门名称的导出单位 我国选定的可与国际单位制并用的非国际单位制单位 由以上单位构成的组合形式的单位 由SI词头和以上单位构成的倍数单位 十进倍数和分数单位 我国法定计量单位内容 中华人民共和国法定计量单位 28 凡是由两个或两个以上的单位以乘 除组合构成的单位及由一个单位与数学符号或数字构成的单位均为组合形式单位 简称组合单位 如 米每秒m s千克每立方米kg m3 组合形式的单位 中华人民共和国法定计量单位 29 SI词头不能单独使用 如 10 选用SI词头单位的倍数或分数单位 一般应使量的数值处于0 1 1000范围内 例如 1401pa可以写成1 401kpa不得使用重迭的词头 选用SI词头注意事项 中华人民共和国法定计量单位 30 第四章 31 计量器具是计量学研究的一个基本内容 是测量的物质基础 在国际上 计量器具与测量仪器是同义术语 它被定义为 单独地或连同辅助设备一起用以进行测量的器具 在我国 计量器具是计量仪器 量具以及计量装置的总称 计量仪器是将被测量值转换成可直接观察的示值或等效信息的计量器具 从计量仪器的测量方法来看 大体上可分为三种类型 直读式 零位式及差值式 计量仪器 32 从计量仪器所利用的物理现象或物理效应来看 可以分为机械式 电动式 气动式 电磁式及超导式计量仪器等 或可分为热点式 光电式 压电式 电磁式及超导式计量仪器从计量仪器的输出终端形式来看 可分为 指示式 计量仪器和 记录式 计量仪器 也可以分为模拟式计量仪器和数字式计量仪器从计量仪器确定被测对象量值的机制来看 可分为 累计式 计量仪器和 积分式 计量仪器 计量仪器 33 直读式计量仪器 这种计量仪器利用的是直接测量法 它需要预先用标准量值给仪器的标尺赋值 然后根据被测量所引起的示值变化或偏位 直接读出量值 例1 ppt 计量仪器的分类 34 比较式计量仪器 这种计量仪器利用的是零位测量方法或衡消测量法 它需要调整一个或多个其值已知的量 在平衡时这些量与被测量之间有已知关系 例2 ppt 计量仪器的分类 35 差值式计量仪器 这种计量仪器是将被测量 与同其量值只有微小差异的同类已知量相比较 从而确定这两个量微差 例如用量块和比较仪测量活塞直径 用外差式频率计测量频率值等 指示式和记录式计量仪器 指示式计量仪器是一种显示 但不记录 被测量值或其相关值的计量仪器 这种显示可以是模拟的 连续的 或数字的 断续 例如测微计 模拟式电压表 数字式电压表等 计量仪器的分类 36 模拟式和数字式计量仪器 模拟式计量仪器是一种输出或显示为被测量值或其相关值的连续函数的计量仪器 这个称呼只是输出或显示的表达形式 与仪器的工作原理无关 例3 ppt 计量仪器的分类 37 累计式和积分式计量仪器 累计式计量仪器是一种通过对被测量的各部分值求和来确定被测值的计量仪器 这些部分值可以同时或依次从来自一个或多源中得到 例4 ppt 计量仪器的分类 38 计量仪器可以从不同的角度命名 以被测量的名称命名的有 压力计 密度计等以被测量的计量单位命名的有 伏特计 安培计等命名时涉及到测量方法的有 指零电流计 质量比较仪等命名时涉及测量原理的有 U形管压力计 热电温度计 激光干涉仪等命名时指出具体用途的有 剂量计 汽油流量计 线纹比较仪等以仪器发明者命名的有 盖革 弥勒计数器 文丘利管与毕托管 一种将速度变换成压力的测速仪 等此外还有以制造商名字或制造商的商品命名的等等有时 也可以从计量仪器的名称看出计量特性 例如 0 5级电压表 一等标准测力计等 计量仪器的命名 39 量具是具有固定形态 能复现给定量的一个或几个已知量值的计量器具 器具是 实物量具 的简称 从量具的工作方式来看 可分为 从属量具 和 独立量具 二种 从属量具不能单独确定被测量值 必须通过其他计量器具或辅助设备 如砝码只能通过天平才能进行质量的测量 独立量具则能单独进行测量 无需通过其他器具 如尺子 从量具所复现或提供的量值看 可分为 单值量具 和 多值量具 单值量具只能复现单个量值 如量块 标准电池 固定电阻等 多值量具能复现多个不同的量值 如多面棱体角度块和表示尺寸上限与下限的刻度尺等 多值量具中的变值量具 可以在一定范围内根据需要调制不同的量值 可变电容器 电阻箱等 而常值量具是不可调的 刻度滴管 有些量具 如量杯 带标尺时是多值的 不带标尺是单值的 器具及其分类 40 第五章 检定 校准与测试 41 检定 计量检定是指计量器具的检定 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 或 出具检定证书 根据检定的必要程度和我国对其依法管理的形式 可将检定分为强制检定和非强制检定 校准 校准是指在规定的条件下 为确定计量仪器或计量装置所指示的量值 或实物量具 包括标准物质 所代表的量值 与相对应的由计量标准所复现的量值之间关系的一组操作 测试 测试是指按照规定的程序 为了确定给定的产品 材料 设备 生物体 物理现象 工艺过程或服务的一种或多种特性或性能的技术操作 检定 校准与测试的定义 42 强制检定 由政府计量行政主管部门所属的法定计量检定机构或授权的计量检定机构 对部分测量仪器实行的一种定期的检定 中华人民共和国计量法 第九条明确规定 县级以上人民政府计量行政部门对社会公用计量标准器具 部门和企业 事业单位使用的最高计量标准器具 以及用于贸易结算 安全防护 医疗卫生 环境监测方面的列入强检目录的工作计量器具 实行强制检定 未按规定申请检定或者检定不合格的 不得使用 强制检定 43 一 目的不同1 校准的目的是对照计量标准 评定测量装置的示值误差 确保量值准确 属于自下而上量值溯源的一组操作 这种示值误差的评定应根据组织的校准规程作出相应规定 按校准周期进行 并做好校准记录及校准标识 校准除评定测量装置的示值误差和确定有关计量特性外 校准结果也可以表示为修正值或校准因子 具体指导测量过程的操作 例5 ppt2 检定的目的则是对测量装置进行强制性全面评定 这种全面评定属于量值统一的范畴 是自上而下的量值传递过程 检定应评定计量器具是否符合规定要求 这种规定要求就是测量装置检定规程规定的误差范围 通过检定 评定测量装置的误差范围是否在规定的误差范围之内 检定与校准的主要区别 44 二 对象不同1 校准的对象是属于强制性检定之外的测量装置 我国非强制性检定的测量装置 主要指 中华人民共和国计量法 第九条规定以外使用的计量器具 2 检定的对象是我国计量法明确规定的强制检定的测量装置 社会公用计量标准器具 部门和企业 事业单位使用的最高计量标准器具 以及用于贸易结算 安全防护 医疗卫生 环境监测方面的工作计量器具 检定与校准的主要区别 45 三 性质不同1 校准不具有强制性 属于组织自愿的溯源行为 这是一种技术活动 可根据组织的实际需要 评定计量器具的示值误差 为计量器具或标准物质定值的过程 组织可以根据实际需要规定校准规范或校准方法 自行规定校准周期 校准标识和记录等 2 检定属于强制性的执法行为 属法制计量管理的范畴 其中的检定规程 协定周期等全部按法定要求进行 检定与校准的主要区别 46 四 依据不同1 校准的主要依据是组织根据实际需要自行制定的 校准规范 或参照 检定规程 的要求 在 校准规范 中 组织自行规定校准程序 方法 校准周期 校准记录及标识等方面的要求 因此 校准规范 属于组织实施校准的指导性文件 2 检定的主要依据是 计量检定规程 这是计量设备检定必须遵守的法定技术文件 其中 通常对计量检测设备的检定周期 计量特性 检定项目 检定条件 检定方法及检定结果等作出规定 计量检定规程可以分为国家计量检定规程 部门计量检定规程和地方计量检定规程三种 这些规程属于计量法规性文件 组织无权制定 必须由经批准的授权计量部门制定 检定与校准的主要区别 47 五 方式不同1 校准的方式可以采用组织自校 外校 或自校加外校相结合的方式进行 组织在具备条件的情况下 可以采用自校方式对计量器具进行校准 从而节省较大费用 组织进行自行校准应注意必要的条件 而不是对计量器具的管理放松要求 例6 ppt2 检定必须到有资格的计量部门或法定授权的单位进行 根据我国现状 多数生产和服务组织都不具备检定资格 只有少数大型组织或专业计量检定