计量基础知识培训教材参考资料

计量基础知识培训内容主讲人：张俊爽2014-09-10,第一讲计量技术概述第二讲计量有关术语第三讲我国的法定计量单位第四讲数字位数与数据修约第五讲测量不确定度的评定第六讲期间核查的有关知识第七讲计量管理知识第八讲国防军工计量法规与规章,2,前言：军工计量检定人员考核内容,考核内容包括：（1）计量基础知识（2）计量专业知识（3）实际操作技能分别按百分制计分，60分及格。三项中有一项不及格即为考核不合格检定员证每五年确认后有效。,3,第一讲计量技术概述,4,一、计量、计量学、测量的概念,_计量：实现单位统一、量值准确可靠的活动。注:1、计量的被测对象主要是测量仪器和测量标准。不特指某个操作。2、计量的本质特征是测量。是一种特殊测量。3、国防科技工业计量：是指国防科技工业科研、生产、服务中实现产品量值准确一致、测量数据可靠的全部活动。,5,量值准确一致含义：同一被测量，用可测量的不同计量器具进行测量，如果其测量结果在要求的准确度范围内达到统一，称为量值准确一致。_计量学：测量及其应用的科学。涵盖有关测量的理论及其不论其测量不确定度大小的所有应用领域。_测量：通过试验获得并可合理赋予某量一个或多个量值的过程。（JJF1001-2011通用计量术语及定义2012年3月1日实施）,6,计量与测量的关系,计量理论、管理与科研工作等,测量,计量,与计量无关的测量,量值传递与溯源,7,二、计量的内容,概括地说，包含计量理论、计量技术和计量管理。主要体现在下列几个方面：1、计量单位和单位制；2、计量器具；注：测量器具按用途分为测量标准器具及工作计量器具。3、量值传递、溯源、检定与校准；4、物理常数及材料与物质特性的测定；5、测量误差、测量不确定度、数据处理及计量人员专业技能；6、计量管理。,8,三、计量学专业划分发展情况,计量专业划为十大类。分别为:几何量计量热学计量力学计量电磁学计量无线电电子学计量化学计量时间频率计量电离辐射计量光学计量声学计量,9,第二讲有关计量的术语,10,一、有关量和单位的术语,（可测量的）量：现象、物体或物质的特性，其大小可用一个数和一个参照对象表示。1）参照对象：可是一个测量单位、测量程序、标准物质或其组合。2）术语“量”可指一般概念的量（原叫广义量）或特定量。例：一般概念的量：长度、时间、质量、温度等。例：特定量：某根棒的长度、某根电线的电阻、某个圆的半径等。3）量从概念上一般可分为诸如物理量、生物量、化学量，或分为基本量和导出量。,11,4）量是客观的，与单位选择无关。不同单位对同一量有不同数值。5）量是不可数的。可以计数得出的量是计数量。如绕组数n，计数量不属于量的范畴，称为量纲为一的量。6）量是可测的，可用计量单位表达。7）量的符号用斜体表示。一个给定符号可表示不同的量。如电阻：R；长度：l8）量独立于操作，不能通过操作定义。量存在于某个量制中，不同量制中量的表达不同。,12,被测量：拟测量的量(原定义为：作为测量对象的特定量)。（量的）数值：量值表示中的数,而不是参照对象的任何数字。如：长度5m中的5。另外，在表头或坐标标注时，正确表示量的数值的方法通常用/nm、t/s，无需文字说明。量值：全称量的值，简称值。用数和参照对象一起表示的量的大小。量值可正可负或为零，可用多种形式表示。如：给定物体的质量：5.34g。,13,测量结果：与其他有用的相关信息一起赋予被测量的一组量值。基本量：在给定量制中，约定选取的一组不能用其他量表示的量。如：在力学中，一般取长度、质量、和时间作为基本量。导出量：量制中由基本量定义的量。如：速度是导出量，v=s/t，单位符号m/s。单位制：对于给定量制的一组基本单位、导出单位、其倍数单位和分数单位及使用这些单位的规则。如：国际单位制（SI）,CGS单位制。,14,量制：彼此间由非矛盾方程联系起来的一组量。量纲：给定量与量制中各基本量的一种依从关系，它用与基本量相应的因子的幂的乘积去掉所有数字因子后的部分表示。如：以长度、质量和时间为基本量的量制中，基本量的量纲分别用L、M和T表示，力的量纲为MLT-2,15,注意：1、量制中的基本量之间是彼此独立的；但单位制中的基本单位之间并不一定是彼此独立的。例如：基本量如长度、质量等彼此独立。但SI中电流单位安培与米、千克、秒都有关系。但是基本单位之间不能相互导出。2、同一物理量在基本量不同的量制中，具有不同的量纲。,16,二、有关测量方法的术语,测量的分类按测量方法分：直接测量和间接测量按测量状态分：静态测量和动态测量按操作方式分：手动测量和自动测量按测量场所分：现场测量、在线测量、远距离测量按测量器具是否接触测量对象分：接触测量、非接触测量,17,直接测量法：不必测量与被测量有函数关系的其他量，而能直接得到被测量值的测量方法。例：用量筒测量液体体积；间接测量法：通过测量与被测量有函数关系的其他量，而得到被测量值的测量方法。例：通过测量长度确定矩形面积；通过测量导体的电阻、长度和截面积确定电导率。,18,比较测量：将一个被测量与测量标准的同种量相比较而进行的测量。如：测量工作用玻璃液体温度计的温度值。接触测量：与被测物体直接接触的测量。如：用接触式干涉仪通过比对测量量块的中心长度。绝对测量：通过对一些基本量的直接测量确定被测量值的测量，或者通过能表达物理或化学理论的物理常数和精确的数学公式，间接地同基本单位建立关系确定被测量值的测量注：绝对测量有时又称为定义测量。如y=kx,19,非接触测量：不与被测物体接触而测出该物体特性的测量。如：用红外测温仪测量物体表面温度。静态测量：被测量的值在测量期间被认为是恒定的测量。注：这里所说的“静态”是指在测量期间被测量值不随时间变化，而不是指测量方法。如：在恒定的状态下，测量一个砝码的质量。动态测量：为确定被测量的瞬时值或被测量的值在测量期间随时间（或其他影响量）变化所进行的测量。,20,现场测量：在研制、生产或使用的实际场地中对被测对象直接进行的测量。在线测量：对在生产线上或位于主机原位中的被测对象进行的测量。注：又称联机测量或原位测量。实时测量：以高于被测量变化的测量速度，对随时间、空间变化的被测量，及时的采集所需的原始数据的测量。,21,三、有关测量标准的术语,测量标准的分类测量标准按计量学特性通常分为原级标准、次级标准、参考标准和工作标准四类。测量标准按溯源性通常分为国际测量标准、国家测量标准、参考标准和工作标准四类。在我国原级标准又称基准，次级标准包括副基准、工作基准。详见P285。,22,测量标准：具有确定的量值和相关联的测量不确定度，实现给定量定义的参照对象。如：100欧标准电阻；1kg质量标准；铯频率标准等。国家测量标准（简称国家标准）：经国家权威机构承认的，在一个国家或经济体内作为同类量的其他测量标准定值依据的测量标准。注：在我国称计量基准或国家计量标准。国防最高标准：国防系统中具有最高计量特性的，并经授权在国防系统中进行量值传递的测量标准。（目前有270项）,23,参考标准：在给定组织或给定地区内指定用于校准或检定同类量其他测量标准的测量标准。注：在我国，这类标准称为计量标准。工作标准：用于日常校准或检定测量仪器或测量系统的测量标准。注：工作标准通常用参考标准校准（检定）。传递装置：在测量标准比对中用作媒介的装置。,24,核查装置：用来日常验证测量仪器或测量系统性能的装置。注：有时也称核查标准。标准物质：具有足够均匀和稳定的特定特性的物质，其特性被证实适用于测量中或标称特性检查中的预期用途。有证标准物质：附有由权威机构发布的文件，提供使用有效程序获得的具有不确定度和溯源性的一个或多个特性量值的标准物质。注：国防科技工业用于量值传递的有证标准物质，作为计量标准器具按有关规定进行管理。,25,四、有关误差的术语,（测量）误差：测得的量值减去参考量值参考量值（简称参考值）：用作与同类量的值进行比较的基础的量值。1、（测量）误差=随机误差+系统误差2、绝对误差=测量结果参考量值3、相对误差=绝对误差/参考量值如：三只0.1级电阻串联，合成电阻最大相对误差0.1%。4、误差分析中，考虑误差来源要求不遗漏、不重复、不混入不应有的成分。,26,5、给出某点的误差不应带正负号，不是一个区间。MPE为最大允许误差带“”号。随机误差：在重复测量中按不可预见方式变化的测量误差的分量。注：1、是指测量结果与在重复性条件下，对一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差。2、随机误差是由尚未被认识和控制的规律或因素所导致的影响量的变化，引起被测量重复观测值的变化，故而不能修正，,27,也不能消除。可通过增加测量次数的方法加以限制和减小。服从统计规律。一般测量中，测量次数取10或12次已足够了。3、随机误差等于测量误差减去系统误差。因为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。4、特点：单峰性、有界性、对称性、抵偿性（本质特征）。修正：对估计的系统误差的补偿。,28,1、补偿可以是加一个修正值或乘一个修正因子，或从修正值表或修正曲线上得到。2、修正值是用代数方法与未修正测量结果相加，以补偿其系统误差的值。修正值等于负的系统误差估计值。3、修正因子是为补偿系统误差而与未修正测量结果相乘的数字因子。4、由于系统误差不能完全知道，故此种补偿并不完全。,29,系统误差：在重复测量中，保持不变或按可预见方式变化的测量误差的分量。注：1系统误差及其来源可已知或未知，已知的系统误差可修正补偿。2、在重复性条件下，对一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值（随机误差的参考量值）与被测量的真值，或测量不确定度可忽略的测量标准的测得值，或约定量值（系统误差参考量值）之差。3如真值一样，系统误差及其原因不能完全获知；得到的也是估计值。因而也不能完全被消除，但可以采用措施进行抵偿或减小。如替代法、补偿法、对称法等。,30,替代法：保持测量条件不变，用某一已知量值的标准器替代被测件再做测量，使指示仪器的指示不变或指零，此时被测量等于已知的标准量，达到消除系统误差的目的。例如：用精密电桥测量某个电阻器，用标准电阻箱替代。补偿法（异号法）：改变测量中的某些条件。例如测量方向、电压极性等，使两种条件下的测量结果中的误差符号相反，取其平均值以消除系统误差。在JJG229-2010工业铂、铜热电阻检定规程中要求电流换向消除热电势。两次读数和的二分之一作为测量结果。对称法：主要用于消除线性系统误差。如：热电偶检定过程中测量过程。,31,举例：用电压表作指示，测量被检电压源与标准电压源的输出电压之差，由于电压表的零位存在线性漂移，会使测量引入可变的系统误差。可采用下列步骤消除系统误差：顺序测量4次，在t1时刻从电压表上读得标准电压源的电压测量值a1，在t2时刻从电压表上读被检电压源的电压测量值x1，在t3时刻从电压表上读被检电压源的电压测量值x2，在t4时刻从电压表上读得标准电压源的电压测量值a2。假设标准电压源和被检电压源电压分别为Vs和Vx，系统误差用表示。则t1时：a1=Vs+1t2时：x1=Vx+2t3时：x2=Vx+3t4时：a2=Vs+4,32,33,因此，测量时只要满足t2-t1=t4-t3，当线性漂移条件满足时，则有2-1=4-3，于是有Vx-Vs=（x1+x2）/2-(a1+a2)/2由上式得到的被检电压源与标准电压源的输出电压之差测量结果中消除了由于电压表线性漂移引入的系统误差。,34,3对测量仪器而言，其系统误差估计值也称为测量仪器的偏移。仪器偏移：重复测量示值的平均值减去参考量值。测量偏移，简称偏移，是指系统测量误差的估计值。仪器漂移：由于测量仪器计量特性的变化引起的示值在一段时间内的连续或增量变化。备注：它与被测量变化无关，也与任何认识到的影响量的变化无关。4系统误差与测量次数无关，不可通过增加测量次数的方法使其消除和减小。,35,5.系统误差通常来源于影响量，常见的有如下几个来源：1)测量仪器的误差测量仪器的误差取决于测量仪器的制造水平。测量装置本身的结构、工艺、调整以及磨损、老化或故障等所引起的误差。测量仪器的示值误差：测量仪器的示值与对应输入量的参考量值之差。2)环境误差环境因素产生的误差。,36,3)人员误差由于测量者的技术水平、个性、生理特点或习惯等所造成的误差。当然，若系自动测试，则不存在该项误差。4)方法误差由于测量方法、计算方法不完善产生的误差。特别是忽略和简化等所引起的误差。,37,需知：随机误差和系统误差是两个性质不同的量，随机误差用标准偏差表示，系统误差用可能产生的最大误差表示。,38,偏差：某值与参考值之差值。偏差=修正值=-系统误差估计值粗大误差（又称过失误差或粗差，是随机误差的一种，可以剔除）：明显超出统计规律预期值的误差。（即异常因素引起的误差）原因：错误读数、测量器具使用不当、环境突然干扰等(不包含仪器重复性本身影响)。,39,真值：与量的定义一致的量值。由于定义本身细节不完善，即使通过完善的测量也不能得到。真值按本性是不确定的，真值通常不能获得。常用约定量值代替。在不确定度评定中，常称“被测量之值”为“真值”。约定量值（又称量的约定值）：对于给定目的，由协议赋予某量的量值。,40,1、有时约定量值是真值的一个估计值，被认为具有适当小（可能为零）的测量不确定度。2、真值通常是未知的，但下列三种情况除外：#理论真值：三角形内角和恒为180；理想电感和电容，电流与电压相位差恒为90；同一量减同一量为零；同一量自身比为1。,41,#计量学约定真值：1m等于光在真空中走1/29979245s所通过的距离。再如质量单位千克、时间单位1秒等都有约定量值。#计量标准器相对真值：高一级标准为次级标准误差的1/31/10时，可认为前者是后者的相对真值。,42,引用误差（仅对测量仪器而言）：测量仪器或测量系统的误差除以仪器的特定值。注：1、该特定值一般为引用值。例如，可以是测量仪器的量程或标称范围的上限。2、引用误差一般用在连续分度的仪器中。即仪表的准确度等级是依据引用误差划分的。比如：指针式电压表、电流表、压力表等。用电工仪表举例：0.1级的电工仪表，表示其引用误差不大于0.1%，不能认为在每一个刻度点上的相对误差都小于0.1%。,43,3、有时为了区别相对误差和引用误差，表示引用误差时，在“%”后加“FS”。4、对于用引用误差确定准确度级别的测量仪器，在使用时应加以注意，一般应在标尺的2/3上限之间使用，以保证测量的准确。,44,五、掌握以下与测量器具特性有关的术语,测量的器具的分类按计量学用途分类，国际上通常将测量的器具分成测量标准和普通的测量器具两大类，而我国习惯上曾将测量的器具分成计量基准、计量标准和工作计量器具。测量的器具按其结构、功能的完备程度，可分为实物量具、计量仪器(仪表)和计量装置。,45,测量仪器（计量器具）：单独的或与一个或多个辅助设备组合，用于进行测量的装置。测量设备：为实现测量过程所必需的测量仪器、软件、测量标准、标准物质、辅助设备或其组合。实物量具：具有所赋量值，使用时以固定形态复现或提供一个或多个量值的测量仪器。例如：容量瓶、信号发生器、直流电阻箱、钢直尺等。,46,标称示值区间（简称标称区间）：也称标称范围：当测量仪器或测量系统调节到特定位置时获得并用于指明该位置的、化整或近似的极限示值所界定的一组量值。通常用上下限表明。标称示值区间的量程：标称示值区间两极限量值之差的绝对值。有些知识领域，最大值和最小值之差称为范围。示值：由测量仪器或测量系统给出的量值。测量（工作）范围：在规定条件下，由具有一定的仪器不确定度的测量仪器或测量系统能够测量出的一组同类量的量值。,47,同种量：同单位、能按大小排序、彼此相关、可比较。所谓可比较是指可相互加减并有物理意义，如电能、热能、势能；长、宽、高。同类量：同种量可组合成同类量，同单位、可比较、不能按大小排序。确切地说将同类量按大小排序不具有物理意义。如厚度、周长和波长；功、热、能量。,48,测量器具的重复性：在相同的测量条件下，测量器具对重复使用相同的被测量提供相近的示值的能力。测量器具的稳定性：测量器具保持其计量特性持续恒定的能力。备注：一般针对事件而言。又称为稳定度。,49,示值误差：测量仪器的示值与对应输入量的参考量值之差。备注：同型号的不同仪器，示值误差一般不同。仪器的示值误差必须通过检定/校准得到。已知仪器的示值误差，可对测量结果进行修正。修正后的测量结果的不确定度与示值误差的测量不确定度有关（上级给出）。最大允许误差（或误差限）：对给定的测量、测量仪器或测量系统，由规范或规程所允许的，相对于已知参考量值的测量误差的极限值。,50,备注：测量器具的最大允许误差不是通过检定/校准得到的，它是制造厂对该型号仪器所规定的示值误差的允许范围，而不是一台仪器实际存在的误差，故不能做修正值使用。测量器具的最大允许误差不是测量不确定度，它给出了仪器的示值误差区间，可作为评定测量不确定度的依据（半宽a）。当直接采用仪器的示值作为测量结果时，由测量仪器引入的不确定度分量可根据该型号仪器的最大允许误差按B类评定方法得到。,51,准确度等级：在规定工作条件下，符合规定的计量要求，使测量误差或仪器不确定度保持在规定极限内的测量仪器或测量系统的等别或级别。可用准确度等级或最大允许误差定量表示。测量仪器的准确度：测量仪器给出的接近于真值的响应能力。是定性的概念。1、所谓定性，可以说：准确度高低、2、尽量不要定量表示：如准确度为0.25%，0.5mm，0.5mm均不妥。3、不少说明书上的准确度实际上指最大允许误差。,52,六、与测量结果有关的术语,测量结果：与其他有用的相关信息一起赋予被测量的一组量值。测量结果是被测量的最佳估计值，不是真值。在不确定度评定中，常称“被测量之值”为“真值”。测量复现性（再现性）：在复现性测量条件下的测量精密度。复现性测量条件：不同地点、不同操作者、不同测量系统，对同一或相类似被测对象重复测量的一组测量条件。,53,测量重复性：在一组重复性测量条件下的测量精密度。重复性测量条件：相同的测量程序、操作者、测量系统、操作条件和地点，在短时间内对同一或相类似被测对象重复测量的一组测量条件。测量复现性和重复性均可用测量结果的分散性定量地表示。,54,七、准确度、精密度、正确度,准确度：被测量的测得值与其真值间的一致程度。是一个定性的概念，不能量化。精密度：在规定条件下，对同一或类似被测对象重复测量所得示值或测得值间的一致程度。精密度仅指多次测量时各测量值的离散程度。指由于随机影响使测量结果不能完全重复或复现。正确度：无穷多次重复测量所得量值的平均值与一个参考量值间的一致程度。不是一个量，不能用数值表示。正确度与系统误差有关，与随机误差无关。,55,中间白色球为真值；黑色球（6个）：精密度高，但正确度低，系统误差大。红色球（5个）：准确度高。绿色球（5个）：正确度高，但精密度低，随机误差大。,56,八、首次检定、后续检定、周期检定、使用中检验概念,首次检定：对未被检定过的测量仪器进行的检定。后续检定：测量仪器在首次检定后的一种检定。包括强制周期检定和修理后检定。自愿检定：并非由于强制要求而申请的任何一种检定。仲裁检定：用计量基准或社会公用计量标准进行的以裁决为目的的检定活动。,57,强制周期检定：根据规程规定的周期和程序，对测量仪器定期进行的一种后续检定。使用中检验：为查明计量器具的检定标记或检定证书是否有效、保护标记是否损坏、检定后计量器具是否遭到明显改动，以及其误差是否超过使用中最大允许误差所进行的一种检查。目的：1、检查测量器具的检定标记或检定证书是否有效。2、保护标记是否损坏。,58,3、检定后的测量器具是否遭到明显改动。4、误差是否超过使用中最大允许误差。实施人员：具体操作人员或计量人员实施。实施时机：测量器具在有效期内发生事故或其他原因使检定状态明显变化。检验方法：对已知准确度的试样重新测量，两次之差小于仪器允许误差值。,59,注意：计量检定按管理性质分为：强制检定和非强制检定。按管理环节分为：首次检定、周期检定、后续检定、仲裁检定。强制检定：指列入强制检定范围的测量标准和测量器具必须定期定点地送往法定计量检定机构或经授权的计量技术机构检定。非强制检定：指对强制检定范围以外的工作测量标准或工作测量器具，可由使用单位自行依法进行定期检定，若本单位自己不能检定的，可送有权开展量传工作的其他计量技术机构检定。,60,九、如何选择测量器具的准确度？,选择测量器具的准确度时，一般选择测量器具与被测量的允许误差比应当为1：2以下，以1/31/10为最佳。对军工产品的测量设备一般规定为：校准（检定）用测量标准的不确定度，应不大于被校准（检定）测量设备允许误差极限的1/4。,61,十、有关证书的术语,检定证书：证明计量器具已经检定并符合相关法定要求的文件。不合格通知书（又称为检定结果通知书）：说明计量器具被发现不符合或不再符合相关法定要求的文件。校准证书：证明测量器具经过校准并表示校准结果的文件。法定计量机构：负责在法制计量领域实施法律或法规的机构。,62,注：计量检定印证目前我国已有的计量检定印证共有五种：检定证书、检定合格印、检定合格证、检定结果通知书和注销印。详见P355。检定合格印：证明计量器具经检定合格，由计量检定机构在被检计量器具上加盖的一种印记。主要用于需要铅封、漆封或无法粘贴检定合格证的计量器具，如砝码、玻璃量器等。检定合格证：也是一种证明计量器具经检定其计量性能等符合规程要求的一种标志和证明，与检定证书和检定合格印一样，具有同样法律效力。,63,任何单位和个人不准在工作岗位上使用无检定合格印、证或者超过检定周期及经检定不合格的计量器具。在教学示范中使用计量器具不受此限。计量法,64,十一、有关量值溯源与量值传递的术语,量值溯源是指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量值能够与规定的参考标准（通常是国家基准或国际测量基准）联系起来的特性。计量结果具有“溯源性”是量值准确一致的前提或条件，计量器具实现“量值溯源”是量值准确一致的保证或手段。表明测量或计量的结果具有溯源性的证据或证明文件，通常应是如下几种之一：P351,65,(a)所用的计量器具或测量标准每一台都应具有由有资格的计量技术机构定期检定或校准的证书，这种证书或校准证书能证明所用的测量标准具有适当的准确度，并在有效期内受控。(b)溯源到本领域国际公认的测量标准的证明文件。(c)溯源到适当的有证标准物质的证明文件。(d)溯源到经多方协商同意、并在文件中规定的协议测量标准的证明文件。(e)参加校准实验室间的比对或能力测试，溯源到比对结果平均值的证明文件。(f)用比例测量法或其他公认的方法来验证的证明文件。,66,上述各种溯源性证明文件，以符合要求的检定证书或校准证书最为有效和有力。当不具备相应的国家测量标准，或国家测量标准不能满足量值溯源要求时，可采用其他几种证明文件之一，可以是报告，也可以是证书，以其证明溯源性保证。,67,量值传递：通过对测量仪器的检定或校准，将国家测量标准所实现的单位量值通过各等级的测量标准传递到工作测量仪器的活动，以保证测量所得的量值准确一致。,68,量值传递的法定要求,1、量值传递必须依据国家计量检定系统表；2、计量检定必须按照计量检定规程进行；3、计量检定人员必须经计量考核合格，取得计量检定人员证书；4、计量标准必须经计量考核合格，取得计量标准合格证书；5、计量检定机构必须是政府设立或授权的法定计量技术机构。,69,70,溯源等级图：一种代表等级顺序的框图，用以表明测量仪器的计量特性与给定量的测量标准之间的关系。国家溯源等级图：在一个国家内，对给定量的测量仪器有效的一种溯源等级图，包括推荐（或允许）的比较方法或手段。在我国，也称国家计量检定系统表。计量检定系统表是建立国家计量基准和各等级的计量标准，开展计量检定和校准，制定计量检定规程和校准规范，组织量值传递和溯源的重要技术依据。,71,国防测量（计量）器具等级图：由国防科工委组织制定颁布的，对从国防最高测量标准到各级其它测量标准直至工作测量器具的检定主从关系所作的技术规定。由文字和框图组成内容包括国防最高测量标准、各级其它测量标准、工作测量器具的名称、测量范围、不确定度或允许误差极限以及检定方法名称等。,72,计量检定规程：为评定计量器具的计量特性、规定了计量性能、法制计量控制要求、检定条件和检定方法以及检定周期等内容，并对计量器具做出合格与否的判定的计量技术法规。*有三种：国家、部门（国务院有关部门）和地方（地方行政部门）计量检定规程,73,JJG_计量检定规程(针对各种不同类型仪器JJG1-1999(钢直尺)JJGxxxx-2010；计量检定系统表JJG2001-1987线纹计量器具检定系统)；JJF_计量技术规范（通用标准（从JJF1001-2011通用计量术语及定义开始）及各种类型的仪器）,74,计量检定的法定技术文件主要是计量检定规程和计量检定系统表。计量检定按照计量检定系统表和计量检定规程进行。国家未制定计量检定系统表和计量检定规程的，按照国防科工委制定的国防科技工业计量器具等级图和计量检定规程执行。（国防科技工业计量监督管理暂行规定）,75,检定：查明和确认测量仪器符合法定要求的活动，它包括检查、加标记和/或出具检定证书。校准：在规定条件下的一组操作，其第一步是确定由测量标准提供的量值与相应示值之间关系，第二步则是用此信息确定由示值获得测量结果的关系，这里测量标准提供的量值与相应示值都具有测量不确定度。,76,比对:在规定条件下，对相同准确度等级或指定不确定度范围的同种测量仪器复现的量值之间比较的过程。检测：对给定产品，按照规定程序确定某一种或多种特性、进行处理或提供服务所组成的技术操作。,77,78,实行法制管理（强检）的计量器具,1、社会公用计量标准器具：是指社会上实施计量监督时具有公证作用的计量标准器具，是法定的统一量值的依据。2、部门和企事业单位使用的最高测量标准3、用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测方面列入“计量器具强制检定目录”的工作计量器具。,79,十一、有关测量不确定度的术语,测量不确定度（简称不确定度）：根据所用到的信息，表征赋予被测量量值分散性的非负参数。此参数可以是标准偏差（标准不确定度）或其倍数（扩展不确定度），或说明了置信水平的区间的半宽度。不确定度的A类评定：对在规定条件下测得的量值用统计分析的方法进行的测量不确定度分量的评定。不确定度的B类评定：用不同于测量不确定度A类评定的方法对测量不确定度分量进行的评定。,80,注：A类评定、B类评定，均可以用标准差表示。测量的算术平均值：同一被测量的多次测量结果的估计值。注：测量结果是指被测量的最佳估计值。实验标准偏差（简称实验标准差）：对同一被测量进行n次测量，表征测量结果分散性的量，用s表示。(又称为单次标准差)标准不确定度：用标准偏差表示的测量不确定度。标准不确定度等于一倍标准偏差。,81,标准不确定度A类评定与B类评定的比较：根据一组测量数据-根据信息来源以实验标准偏差表征-以估计的标准偏差表征可能性-可信性来源于随机效应-来源于系统效应通常属数理统计研究范畴-通常是校准领域专家的共识,82,定义的不确定度：由于被测量定义中细节量有限所引起的测量不确定度分量。备注：在任何给定被测量的测量中实际可达到的最小测量不确定度。仪器的测量不确定度：由所用测量仪器或测量系统引起的不确定度的分量。备注：除原级测量标准采用其他方法外，仪器的测量不确定度通过校准得到；通常按B类方法评定；有关信息可在仪器说明书给出。,83,合成标准不确定度：由在一个测量模型中各输入量的标准测量不确定度获得的输出量的标准测量不确定度。合成标准不确定度uc（y）表征合理赋予被测量之值Y的分散性，是一个估计标准偏差。注：计算合成标准不确定度时，主要考虑主要分量的影响。（单独表示时，不带正负号）扩展不确定度：合成标准不确定度与一个大于1的数字因子的乘积。扩展不确定度（U）是测量结果的取值区间的半宽度，可期望该区间被测量值分布的大部分。注：单独表示时，不带正负号。U95表示包含概率p=0.95的测量结果的扩展不确定度,84,包含因子：为获得扩展不确定度，对合成标准不确定度所乘的大于1的数。用符号k表示。包含因子通常在2至3之间。自由度：计算总和中的独立项个数，即总和中的项数减去其中受约束的项数。注：自由度表示A类或B类评定方法的不确定度，或相应估值方法得到的标准偏差。,85,测量不确定度的来源测量中可能导致测量不确定度的因素很多,凡对测量结果产生影响的因素，均是测量不确定度的来源。大体上来自下述几个方面（10方面）:(1)被测量的定义不完善；(2)复现被测量的测量方法不理想；(3)取样的代表性不够,即被测样本不能完全代表所定义的被测量；(4)对测量结果受环境影响的认识不恰如其分或对环境的测量与控制不完善；,86,(5)对模拟式仪表的读数存在人为的偏移；(6)测量仪器性能(如灵敏度,分辨力,死区,稳定性等)的局限性；(7)测量标准或标准物质（量值）的不确定度；(8)引用的数据或其它参量的不确定度；(9)测量方法和测量程序的近似和假设；(10)在相同条件下被测量在重复观测中的变化。,87,影响量：在直接测量中不影响实际被测量，但会影响示值与测量结果之间关系的量。一般不包含在数学模型里，即不作为输入量考虑。影响量通常包括：上级校准/检定的不准确；环境温度、大气压力、湿度等的不稳定；仪器分辨力有限；校准/检定方法或程序的近似或假设；标准物质值不准确；参考数据不准确等。注意：影响量不包含运输、操作人员、检定环境下不应有的大的变化。,88,测量误差与测量不确定度的区别,89,90,测量误差与测量不确定度联系：都是与测量结果有关的术语，来自概率论和数理统计学。是从不同角度反应了测量结果的质量指标。测量不确定度是指对测量结果的不能肯定的程度。不确定度小，说明该测量结果的质量好，使用价值大，其测量的质量水平高；反之，则效果相反。测量误差是指测量结果相对约定量值的差异大小。例如：不确定度小，说明测量结果与参考量值接近（较远）的说法都是错误的。,91,举例说明二者的区别：分别用钢板尺和卡尺测量某一物体长度，得到测量结果均为14.5mm，由于测量结果相同，约定量值也相同，则两个测量结果的测量误差相同。但由于测量方法不同，其测量不确定度不相同。并且用两种方法分别进行多次重复测量的测量结果分散性是不同的。注：完整地表示测量结果，应包括对被测量的最佳估计值及其分散性参数两部分。,92,十三、有关测量过程控制的概念,计量确认：为确保测量设备处于满足预期使用要求的状态所需要的一组操作。通常包括：校准和验证、各种必要的调整或维修及随后的再校准、与测量设备预期使用的计量要求相比较及所要求的封印和标签。校准是计量确认的核心。只有测量设备已被证实适合于预期使用要求并形成文件，计量确认才算完成。,93,计量确认体系：是保证测量设备满足预期使用要求的计量管理与计量保证体系。它包括为保证测量设备的可靠、受控，而建立的一套关于测量设备管理的机构、人员、职责、制度、程序、资源和活动的文件。预期使用要求包括：测量范围、分辨力、最大允许误差等。作用:对可能影响产品或服务质量的所有测量设备进行控制，保证所使用的测量设备给出测量结果时其不确定度在允许的极限范围内。,94,测量过程：是一组相互关联的与实施测量有关的资源、活动和影响量。资源包括测量人员、测量程序、测量方法等。影响量指由环境条件引起的对测量结果有影响的各种因素。测量过程的输入是被测件、测量设备、人员等，输出是校准证书或报告。测量过程控制：是将测量作为一个过程来考虑，监视和分析由测量过程获得的数据，并采取纠正措施，使测量过程的不确定度连续保持在规定的技术要求之内。,95,测量过程控制的方法,常用方法：核查标准法；最直观的方法：控制图法。控制图法包括：1、平均值控制图法：以时间为横坐标，核查标准的值为纵坐标，以预期要求为控制极限。主要控制测量过程的系统影响。2、标准偏差控制图法：以时间为横坐标，核查标准的标准偏差值为纵坐标，以预期要求为控制极限。主要控制测量过程的随机影响。只有两者都在控制极限之内，才说明测量过程受控。,96,第三讲我国的法定计量单位,97,1、我国的法定计量单位定义,定义：是由国家法律承认，具有法定地位的计量单位，是以国际单位制为基础，同时选用非国际单位制单位。明确：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。非国家法定计量单位应废除。国际单位制：由国际计量大会（CGPM）批准采用的基于国际量制的单位制，包括单位名称和符号、词头名称和符号及其使用规则。,98,2、法定计量单位包括内容,1）、国际单位制（SI）的7个基本单位（见下表1）。2）、国际单位制中具有专门名称的导出单位和辅助单位。(如立体角单位符号sr（球面度）、功率单位符号W、压力（压强）单位符号Pa、能量单位符号J、Hz、V、C、N、rad、S等),99,3）、国家选用的非国际单位制（如时间(min、h、d)、平面角（）、噪声（dB）、体积（L）、质量（t）、面积(公顷hm2)、长度（海里nmile）等共16个）。4）、由以上单位构成的组合形式的单位（如kgm/s2）。5）、由词头和以上单位构成的十进制倍数和分数单位（见表2）,100,表1注意：不要把量的名称与单位名称混淆。,101,表2倍数单位,102,SI词头使用规则1）不能重叠和单独使用。2）SI词头符号一律用正体。词头h（百）、da（十）、d（分）、c（厘）一般只用于某些长度、面积和体积的单位。应该使用nm，而不得使用mm；。3）所有词头的符号，均应按其名称或简称读，不得按字母发音读。4）组合单位的分子和分母不要同时用词头，但当组合单位的分母是kg时例外。,103,5）少数国际单位制以外的单位如eV、L、bar等，可以用SI词头构成倍数或分数单位，如keV、mL等。但是，摄氏温度的单位，不得使用SI词头构成倍数单位或分数单位。平面角的单位“度”、“角分”、“角秒”、时间单位“分（min）”、“小时(h)”、”日(d)”（秒（s）除外）等，不得用SI词头构成倍数单位或分数单位。例如，1200不能写成1.2k;2000d不能写为2kd。,104,6）通过相除构成的组合单位在加词头时，词头一般加在分子中的第一个单位之前，分母中的单位不带词头。例如，电离能单位kJ/mol不宜写作J/mmol。但质量单位kg不作有词头的单位看待；另外，如分母为长度、面积或体积时，也可带词头。例如，质量摩尔浓度单位可以用mol/kg。,105,7)词头符号与紧接的单个SI单位符号（不是组合单位整体）构成一个新的十进倍数或分数单位符号，并具有相同的幂次，而且还可以与其他单位符号组合构成组合单位符号。例如，1cm3、1s-1、1mm2/s等。,106,3、应淘汰的计量单位,公尺（m）、公分（cm）、mmHg(1mmHg=133.322Pa、kgf(N),107,4、常见错误举例,108,109,日常校准/检定工作中湿度的表示方法,1、湿度：60%RH；2、相对湿度：60%；3、相对湿度：60%RH；4、湿度：60%。上述四种表示方式中，1、2表达准确完整；3重复表达，4表达不够严谨。注：温度记录应保留小数点后一位；湿度记录到整数位。,110,5、量的符号表述原则,1、量的符号通常是单个拉丁字母或希腊字母，有时带有下标或其他说明性标记；2、量的符号不仅可在图表及表达式中使用，也可在叙述性文字中代替量的名称，一般应按量的名称读。3、量的符号在书写和印刷时，一律用斜体，（pH例外）,111,6、计量单位名称使用规则,1）计量单位名称及简称只宜在口述或叙述性文字中使用，不要用在公式或图表中；2）计量单位名称必须作为整体使用；3）组合单位名称与其符号表示顺序一致；如:质量热容单位符号J/(kgK）读作“焦耳每千克开尔文”。4）乘方形式的单位名称，顺序为指数名称在前，单位名称在后；如：截面系数单位m读作“三次方米。”,112,5）指数是（-1）或分子为1的单位名称以“每”字开头，乘号没有名称；6）计量单位名称包括方括号中的字在内的为全称。7）书写单位名称时，不应在其中加任何表示乘或除的符号或其它符号。例如，电阻率单位m的名称为“欧姆米”或“欧米”，而不是“欧姆米”、“欧米”、“欧姆米”或“欧姆米”。,113,7、单位符号使用场合及印刷使用规则,1）单位符号既可用于叙述性文字中，也可用于公式、数据表、曲线图等场合；2）单位符号一律正体，一般用正体小写字母（升的符号“L”除外）；若单位名称来源于人名，第一个字母大写正体；3）单位符号无复数；不要在单位符号之后加上“s”。例如“5kg”不能写为“5kgs”。4）单位的符号必须作为一个整体使用，不得拆开。例如20，15Pa等。,114,5）单位符号后一般不得附加圆点或其他标点符号；6）单位符号应按中文名称或简称读，不得按字母发音读；例如km应读为“千米”，kg应读为“千克”。7）在一个量值中只使用一个单位，单位符号写在全部数值后，并与数值留1/4个汉字空隙；例如：1.25m不应写为“1m25cm”,10.3s不得写成“10s3”或“10秒3”。8）单位符号不得附加角标或其他标记符号；例，应是Umax=500V,而不是U=500Vmax。9）平面角单位度、分、秒的符号，在组合单位中应采用（）（）（）形式。,115,8、组合单位符号使用规则,1）当组合单位是由两个或两个以上单位相乘而构成时，各个单位符号间应加圆点号“”或留空隙。例如，千伏安的符号为“kVA”或“kVA”,第二种形式也可以写成中间不留空隙，但必须特别注意与词头相同的单位符号。例如，mN表示毫牛顿，而不是米牛顿。,116,2）通过相乘构成的组合单位在加词头时，词头加在整个组合单位的前面。例如，力矩单位kNm，不宜写成Nkm。3）由两个以上单位相除所构成的组合单位，其符号可以采用下列几种形式之一。以“摩尔每升”为例，其符号为mol/L,molL-1等。4）组合单位的符号中，除加括号避免混淆外，斜线不应多于一条。当分母中包括两个以上单位符号时，整个分母应加圆括号。例如，比热容单位“焦耳每千克开尔文”应写成J/(kgK),而不是J/kg/K或J/kgK。,117,5）在两个或两个以上单位相乘构成的组合单位符号中，表示质量的单位（kg等）一般写在前面，然后依次为表示面积、体积等的单位，表示温度或时间的单位。例如，动量的单位kgm/s。6）分子为1的（即分子无量纲的）组合单位，一般不用分式而用负数幂的形式。例如，波数单位“每米”的符号为m-1,而不是1/m。7）kg是SI基本单位，由于历史的原因，它已经包含了词头。在构成质量的倍数单位或分数单位时，只能在g前加词头，而不能在kg之前再加词头。,118,8）不应在组合单位中同时使用物理量的国际单位符号和中文符号。例如，速度单位“千米每小时”应写成“km/h”，不得写作“km/小时”；体积流量单位“升每分”的符号为“L/min”，而不得写作“L/分”。,119,9、中文符号使用规则,1）在中文符号中，由两个以上单位相乘构成的组合单位，用居中圆点表示乘号例如，粘度单位“帕斯卡秒”的中文符号为“帕秒”，而不是“帕秒”、“帕秒”、“帕秒”、“(帕)(秒)”。2）由两个以上单位相除构成的组合单位的中文符号，可采用下列三种形式之一。以质量密度单位“千克每立方米”为例，它的中文符号可写成“千克/米3”、“千克米-3”。,120,3）有8个SI词头的中文名称（兆、千、百、十、分、厘、毫、微）同时也是中文数词。当它们与中文单位符号联用时，为区别他们是作为词头还是作为数词，需加括号，以免混淆。例如，表示面积为“三平方千米”，应写成3（千米）2；如果表示面积为“三千平方米”，则应写成“3103米2”。4）摄氏度的符号可以作为中文符号使用，并可与其他中文符号组合。例如，焦/。,121,10、量值数字的表示规则,1）应选用适当的SI词头与单位构成倍数或分数单位，使所表示的量值的数值处于0.11000的范围内。例如，0.012MV应当改用12kV表示。0.0039应写成0.39mm。但在某些场合可以采用习惯使用的相同单位。例如，在标注机械图的尺寸时，常用mm。在数值表或叙述性的文字中，为了对照方便而使用相同的单位，数值不受上述范围限制。,122,2）微、毫、厘、分、十、百、千和兆等汉语数词，在与计量单位组词时，只准用作物理量的单位词头使用，而不能用来表示量的数值。例如，若表示“三千立方米”，应写成“3103m3”,而不得写成“三千m3”，或“3千m3”。3）亿、万等我国习惯使用的数字，可与单位构成倍数单位，但它们不是词头。例如，“万吨公里”可以写成“104tkm”，也可以写成“万tkm”。但在科技书刊中，多采用前一种表示方法。,123,11.范围数值的表示规则,1)在两个数值之间，用“”号相连，然后加写单位，表示量值的范围。例如，（50121）g/L,（0.52.4）mol/L等。2）表示百分数的范围，为了避免引起误解，在“”号两边都要加上百分号“%”，或者家圆括号以带公差的中心值表示。例如，表示范围53%57%，可以写成（552）%，但不能写成5357%或552%。,124,12、量的和或差的表示规则,1）如果所表示的量为两个以上的量的和或差，则应将这些量的数值连同运算符号置于圆括号中，然后在括号后面写上单位符号。或者写成各个量（包括数值和单位符号）的和或差。例：可以写成l=(17-9)m=17m-9m=8m;但不得写作l=17-9m=8m。2）带测量不确定度的量值，也应当采用这种方式表示。例如，l=(5497)cm，也可写成l=549cm7cm；但不得写作l=5497cm。,12