计量基础课件

内蒙古呼和浩特化肥,计量基础知识培训班,培训题纲目录,第一部分计量管理的发展测量的质量保证计量管理的含义企业计量管理的内容及作用第二部分SI国际单位制及应用（案例）计量术语及定义测量设备与测量过程测量不确定度的表示测量误差与测量不确定度的主要区别案例,一、计量管理的发展,现代计量管理：以推行米制公约和国际单位的形成以及现代科学技术的应用为线索。,近代计量管理：以“米制公约”贯穿始终。,古代计量管理：以“度量衡”贯穿始终。,第一部分,我国企业计量工作的发展,1977年，国务院颁发中华人民共和国计量管理条例；1980年，国家经委、国家科委、国家计量总局全国厂矿企业计量管理实施办法的通知；1981年，国务院转发国家计量总局关于加强厂矿和港口计量管理工作的报告；1982年，国家经委、国家科委、国家科工委关于加强厂矿企业计量管理的意见；1983年，国家经委关于印发“企业能源计量器具配备和管理通则（试行）”的通知；1984年，国家计量总局工业企业计量定升级办法（试行）；1985年9月6日，国务院中华人民共和国计量法，1987年1月19日国务院批准发布中华人民共和国计量法实施细则等；1995年，国家技术监督局推行ISO/IEC10012测量设备的质量保证要求；2003年，国家标准化组织推行并修订转化国际标准ISO10012:2003idtGB/T19022-2003测量管理体系测量过程和测量设备的要求；2005年，国家质量监督检验检疫总局根据中华人民共和国行政许可法推行测量管理体系认证。,59.6.25国际单位过度,使用法定计量单位,采用SI制、形成我国法定计量单位,十大传统计量掌握的主要专业知识,国内计量专业教育机构,国际上企业计量管理的发展,测量设备,测量设备、测量过程,企业计量管理的核心：计量保证,日本：1951年日本计量法定义企业计量管理“为了科学、合理地进行企业的各项活动，有效而切实地采用计量检测手段，并将检测手段形成计量体系。”苏联：测量技术、产品质量参数检验、分析、试验；计量器具的管理，测量方法。美国：提出计量保证方案、计量保证方法。,ISO10012：2003测量管理体系,美国波多里奇国家质量奖（1987年设立）奖项：制造业、服务业、小企业、教育业、医疗卫生业、非盈利组织,世界三大质量奖,EFQM卓越奖（原称欧洲质量奖，1991年设立）奖项：大企业、运营单位、公共部门、中小企业（分支）、中小企业（独立），包括质量奖、单项奖、入围奖日本戴明奖（1951年设立)：奖项：大奖、实施奖、事业所奖,全世界有约80个国家和地区都设立了质量奖，其中最著名的有：,1999年启动,2006年启动,科技迅速发展和经济日益全球化的今天，计量已经被赋予新的内涵和使命，计量与标准化、认证认可、检验检测，已经被世界公认为国家质量基础。支树平在我从事多年计量工作的经验的基础上，我总结了计量的四大特点，分别是计量学是一切测量技术的科学基础；计量是建立在最新的物理学效应和理论的基础上，利用最现代化的技术手段来研究物理量与化学量及其测试方法的一门崭新学科；计量学的发展促进了自然科学的进步和生产现代化；计量学是社会安全与安定的技术保证和科学基础。赵克功520世界计量日国际计量大会2013-2020计量发展规划国务院GB17167重点耗能单位能源计量器具配备及管理的要求中华人民共和国计量法（修订）,当代计量的新发展、新要求,二、测量的质量保证,测量管理体系认证：依据ISO10012：2003idtGB/T190222003测量管理体系测量过程与测量设备的要求标准，企业与国际标准接轨。实验室认可：企、事业单位依据ISO/IEC17025:2008检测和校准的实验室能力的通用要求。其中:4.5检测和校准的分包5.4检测和校准方法及方法的确认5.5设备5.6测量的溯源性计量认证：政府行政部门计量技术机构，依据JJF10692007法定计量检定机构考核规范、ISO/IEC17025:2005检测和校准的实验室能力的通用要求开展工作。（政府计量行政主管部门对向社会提供公正数据的技术机构的计量检定和测试的能力、可靠性和公正性所进行的考核和证明，即CMA计量认证。）,ISO9000质量管理体系ISO14000清洁生产,环境管理体系OHSMS18000职业健康安全管理体系各类产品质量认证：如：TSG、API、CE、CRCCISO/IEC17025检测和校准的实验室能力的通用要求数理统计技术、测量不确定度、6西格玛等技术的应用,ISO10012测量管理体系,测量管理体系的支撑作用,一本MMS手册，一套程序和指导书一位管理者代表，一个体系管理部门一体化的目标管理、内部审核、管理评审多认证机构认可,测量管理体系对其他认证具有支撑作用,ISO9001GB/T19001-2008,OHSAS18001GB/T28001-2011,ISO10012idtGB/T19022,CNAS,ISO14001GB/T24001-2004,三、计量管理的含义,计量：是实现单位统一、量值准确可靠的活动。计量管理：是指计量部门对所用的测量手段和方法，以及获得、表示和使用测量结果的条件进行的管理。企业计量管理：是企业为了获得准确可靠的测量数据，为企业生产、科研、经营决策提供计量保证所开展的各项活动。,四、企业计量管理的内容及作用,国家对企业计量管理的法制要求,法定计量单位的使用最高计量标准的管理强制检定计量器具的管理计量数据实行监督管理,企业内部计量管理,建立计量组织机构注重计量技术管理开展计量数据监督推行现代化管理计量人员素质提高,企业计量的作用（之一）,计量是企业发展的重要技术基础贯穿于,企业计量的作用（之二）,计量是企业现代管理的基本条件现代化工业生产的三大支柱：计量检测、原材料、工艺装备，推广“机电一体化、自动化、计量控制集成化”。国际计量局局长奎思博士,“计量活动几乎涉及人类活动的各个方面：工业制造、国内外贸易、科学和工程、人类健康和安全、国家和全球环境保护。所有这些都有赖于准确的计量测试作为保证。”,没有计量，寸步难行,计量是现代化建设中一项不可少的技术基础。,企业计量的作用（之三）,计量是产品质量的重要保证,凭数据指挥生产、监控工艺、检验成品，质量才能真正得到保证。没有准确的计量，就没有可靠的数据，就无法正常控制工艺过程，也就不可能生产出高质量的产品。,朱镕基,数据,企业计量的作用（之四、五）,计量是节能降耗的重要手段;计量是企业经济核算的重要技术依据.,加强企业管理，实现消耗考核，合理用能、用料,依靠技术进步，采用先进技术，进行技术改造,途径,成本管理少投入、大效能,输入,输出,企业计量管理的特征,科学管理和法制管理相结合,微观管理和宏观监督相结合,普遍性与特殊性相结合,统一性和系统性相结合,一、国际法定计量单位的构成,1、基本单位（7个）SI单位辅助单位（2个）国际单位制导出单位专门名称的导出单位（19个）(SI)组合形式的导出单位SI单位的倍数单位（国际上通用的词头20个）2、我国由国际单位制计量单位（28个）（44个）我国选定的其它计量单位（16个）,第二部分,基本单位的名称、符号和定义（7个）：,辅助单位（2个）：,平面角：弧度（rad）立体角：球面度（sr）,包括辅助单位在内的具有专门名称的导出单位（21个）,用于构成十进倍数和分数单位的常用词头,我国选定的作为法定单位的非国际单位（16个）,【案例5】2006年以来,某油田公司第三采油厂认真贯彻执行国家标准GB171672006用能单位能源计量器具配备和管理通则强制标准,对进厂用电量和18座联合站、接转站电能进站总入口全部安装1.0级电能表;对90座计量站、600多口油井及30KW以上的单台耗电设各配备了2.0级表。到2O07年7月,该厂共安装电能表794块,使生产吨油消耗电能由原来的112.12KWh/吨下降到111.54KWh/吨。2007年前10个月平均吨油消耗电能为110.06KWh/吨,比2005年同期少用电26.77万kWh,节约电费190.6万元。2006年以来,该厂还配备了清水流量计173台,污水流量计132台,比2005年少采地下水13.3104立方米,污水回注450.1104立方米,节约水费13.34万元。抓节能减排,效果显著。问题:指出文中哪些计量单位书写和用法有错误。,二、计量术语及定义JJF10012011通用计量术语及定义之一,计量器具：单独地或连同辅助设备一起进行测量的器具。测量（计量）设备：为实现测量过程所必需的测量仪器、软件、测量标准、标准物质或辅助设备或它们的组合。,测量设备包括与测量过程有关的软件和辅助设备或者他们的组合，如：测量软件、仪器说明书、操作手册等。,计量器具更突出体现测量硬件。,计量器具的分类,计量标准1、分类：按计量单位的定义形式分为：自然基准实物基准按量值传递体系通常有:基准：主基准、副基准次级标准参考标准标准：工作标准等社会公用计量标准2、计量标准类型：部门计量标准工作标准器具企（事）业单位的计量标准最高标准器具3、建立计量标准的考核依据：JJF10332008计量标准考核规范工作计量器具,计量基准器具溯量源各级计量标准器具传路路线工作计量器具线,通用计量术语及定义之二量值传递、量值溯源,校准、检定、高层比对、数据传播、MAP法都是一种溯源方式,通用计量术语及定义之三,检定：为评定计量器具的计量特性，确定其是否符合法定要求（即合格）所进行的全部工作。校准：在规定条件下，为确定测量仪器或测量系统所指示的量值，或实物量具或标准物质所代表的量值，与对应的由标准所复现的量值之间关系的一组操作。（校准结果必须要有测量不确定度）计量确认间隔:标准与测量设备相邻两次确认的最大时间。计量确认：为保证测量设备符合预期使用要求所需要的一组操作。,计量检定的分类,强制检定：用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测列入国家强检目录的工作计量器具。A类管理计量标准非强制检定:计量器具使用单位委托计量检定机构的检定。(B、C类管理)首次检定后续检定(周期检定、仲裁检定),国家基准或者社会公用标准,最高计量标准社会公用标准,检定、校准、比对、测试与计量确认,检定：为评定计量器具的计量特性，确定其是否符合法定要求（即合格）所进行的全部工作。出具：检定证书（合格）、检定结果通知书（不合格）；盖检定印、章；粘贴“合格”标识校准：在规定条件下，为确定测量仪器或测量系统所指示的量值，或实物量具或标准物质所代表的量值，与对应的由标准所复现的量值之间关系的一组操作。出具：校准证书、校准报告；盖校准专用章；粘贴“合格”标识比对：在规定条件下，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比较称为比对。测试：具有试验性质的测量。其无明确的文件依据，而检定和校准有检定规程和校准规范依据。测试、比对出具：测试报告；盖测试专用章；粘贴“限用”标识（标准器具除外）计量确认：为保证测量设备符合预期使用要求所需要的一组操作。通常包括：校准和验证、各种必要的调整和维修及随后的再校准、与设备预期使用的计量要求相比较所要求的封印和标签。,三、测量设备与测量过程,1、测量设备的主要特性准确度等级、灵敏度、分辨力、鉴别力域、稳定性、重复性、漂移、动态特性、示值误差等。有关工作范围的特性：示值、标称值、标称范围、测量范围、量程有关工作条件的特性：额定操作条件、极限条件、参考条件有关响应方面的特性：响应特性、灵敏度、鉴别力域、分辨力、死区、响应时间有关准确度方面的特性：准确度、准确度等级、【示值】误差（绝对误差、相对误差、引用误差）、零值误差、最大允许误差、偏移（系统误差）、基值误差、固有误差有关性能方面的特性：漂移、稳定性、超然性、重复性、可靠性。,有关工作范围的特性,示值：测量仪器所给出的量的值。标称值：测量仪器上表明其特性或指导其使用的量值。标称范围（示值范围）：通常用它的上限和下限表明。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。量程：标称范围两极限之差的模。,有关工作条件的特性,额定操作条件：一般规定被测量和影响量的范围或额定值。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。对储存、运输和运行的极限条件可以各不相同。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而规定的使用条件。,有关响应方面的特性,响应特性：在确定条件下，激励与对应响应之间的关系。灵敏度：测量仪器相应的变化除以对应的激励变化。鉴别力域：使测量仪器产生未察觉的响应变化的最大激励变化，这种激励变化应缓慢而单调地进行。分辨力：显示装置能有效辨别的最小的示值差。死区：不致引起测量仪器响应发生变化的激励双向变动的最大区间。响应时间：激励受到规定突变的瞬间，与相应达到并保持其最终稳定值在规定极限内的瞬间，这两者之间的时间间隔。,有关准确度方面的特性,准确度：测量准确度：测量结果与被测量真值的一致程度。测量仪器的准确度：测量仪器给出接近于真值的响应能力。准确度等级：符合一定的计量要求，使误差保持在规定极限以内的测量仪器的等别、级别。级别：根据示值误差来确定，表明示值误差的档次；等别：根据测量不确定度来确定，表明实际值的扩展不确定度的档次。示值误差：测量仪器示值与对应输入量的真值之差。引用误差：测量仪器的误差除以仪器的特定值。零值误差：被测量为零值的基值误差。最大允许误差（测量仪器的允许误差限）：对给定测量仪器，规范、规程等所允许的误差极限值。偏移（系统误差）：用适当次数重复测量的示值误差的平均来估计。基值误差：为核查仪器而选用在规定的示值或规定的被测量值处的测量仪器误差。固有误差（基本误差）：在参考条件下确定的测量仪器的误差。,【案例】某计量检定员对数字电压表的1V量值校准后,在校准证书上给出校准值为1.001V,以及校准值的准确度为0.01%。问题在于:准确度能不能用于定量表示?,修正值等于负的系统误差估计值,最大允许误差、示值误差的表达方式：绝对误差、相对误差、引用误差。,最大允许误差的提出,有关性能方面的特性,漂移：测量仪器计量特性的慢变化。稳定性：测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能力。超然性：测量仪器不改变被测量的能力。重复性：在相同测量条件下，重复测量同一个被测量，测量仪器提供相近示值的能力。可靠性：测量仪器在规定条件下和规定时间内，完成规定功能的能力。注：相同测量条件：相同的测量程序、观测者、相同的测量设备、地点、短时间内的重复测量。,测量误差测得的量值参考量值测量不确定度最大允许误差稳定性重复性复现性操作者的技能水平等,2、测量过程的性能特性主要包括：,约定真值、相对真值、理论真值,P,D,C,A,执行层,最高管理者,部门经理层,计量主管部门,A,A,A,A,P,P,P,P,C,C,C,C,D,D,D,D,P=策划D=实施C=检查A=处置,每个过程都应采用“PDCA”方法,测量过程往住伴随着生产过程控制、产品质量检验、物流、环境监测等过程一并进行。由于测量有误差，所以会给各种管理带来风险。包含系统测量误差和随机测量误差。,测量必不可少但有误差,测量误差解决的措施：,可确定因素的影响（系统误差）-影响范围大小一般是可以确定的，采用某些措施消除或引入修正量；,不可确定因素的影响（随机误差）-影响范围大小是不能确定，只能采用估计方法来处理。,测量不确定度概念的引入就是为了描述不可确定因素的影响的客观存在而对测量结果不能肯定的程度。换言之，测量不确定度是从概率意义上表示被测量的真值落在某个量值范围内的一个客观评述。,测量设备、测量过程如何辨识、控制,（一）如何辨识？1、A类管理的测量设备：列入强制检定目录的工作计量器具、计量标准。2、关键测量过程控制度：用于过程控制的关键监测点的参数控制。（二）如何控制？1、测量应在受控条件下实现：合格的测量设备、测量程序、信息资源、环境条件、人员、报告方式下进行，以满足计量要求。2、对测量过程应规定并实施监督。,被测对象,计量要求,计量确认,验证,7.2测量过程的控制,测量标准装置,测量设备,计量特性,校准,比较,7.1测量设备的计量确认,测量人员,测量方法,导出,环境,监视,测量过程,控制,8.2测量过程的监视,建立测量结果的溯源和监视方法,计量部门测量过程测量设备：示值误差测量仪器示值对应输入量的参考量值测量过程：测量误差测得的量值参考量值控制图数据库反复n次,A,B,为什么必须进行计量验证,在测量管理体系中应提供并标识满足规定的计量要求所需的所有测量设备。由于计量的要求不同，测量设备能被确认用于某些特定的测量过程，而不被确认用于其他测量过程。,测量不确定度表示指南（GuidetotheExpressionofUncertaintyinMeasurement)中指出：标准不确定度ui分量（分为A类uA和B类uB），或合成标准不确定度uc分量均以方差或协方差表示。而总不确定度则是以合成标准不确定度uc，乘以一个置信系数k。扩展不确定度U或Up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含于此区间。扩展不确定度分为两种：（1）标准差的倍数。用U表示。由合成不确定度uc乘以包含因子k得到。U=kuc（2）具有概率p的置信区间的半宽。用Up表示。Up=kpuc(y),四、测量不确定度的表示,被测量的数字特征,表示集中趋势的数字特征算术平均值、中位值、加权平均值等表示离散程度的数字特征方差、标准偏差、极差等,常见的概率分布,离散型分布a）01分布b）二项分布c）泊松分布,连续型分布d）均匀分布e）正态分布f）梯形分布和三角分布g）U形分布（反正弦分布）h)t分布i)F分布j)2分布,有限次测量时的算术平均值和实验标准偏差,1)n次测量结果的实验标准偏差（贝塞尔公式）:,2）m组测量平均值的实验标准偏差：,因此：,【案例】当得到测量结果为:m=500g,U=1g(k=2)表述时,如何理解？,【案例】某计量技术人员在校准100标准电阻后,在出具的校准证书上给出“校准值为100.2,测量不确定度为0.5%”。问题在于:测量不确定度应如何表示?,五、测量误差及测量不确定度的主要区别,随着计量学的全球化，校准的理念是我们计量人所必须掌握的。（国际计量法、市场的开放）我们的理念被“检定”根植的很深。量值的准确应该有2条途径。若干年来我们仍然对测量不确定度的概念不清，要么与误差等相混淆；要么认为其深奥难懂。我国的计量检定系统表其实已考虑了不确定度。但我们不知道为何这样规定。事实上，企业建立了最高计量标准后，可以大胆的开展校准工作。（校准的认可）,校准及不确定度知识的重要性,JJF1059-2012.1,六、案例分析：强制检定与非强制检定,【案例4】某个企业有10台天平,其中2台用于进厂原料分析检测、4台用于工艺过程检测、2台用于产品出厂检验、2台用于环境监测。企业在安排周期检定计划时,出现了三种观点。第一种观点认为:用于原料分析检测、产品出厂检验和环境监测的6台天平需要申请强制检定,用于工艺过程检测的安排周期检定;第二种观点认为:用于环境监测的2台天平需要申请强制检定,用于原料进厂分析检测和产品出厂检验的4台需要按计量检定规程规定周期实施检定,用于工艺过程检测的4台可以不安排检定;第三种观点认为:用于环境监测的2台天平需要申请强制检定;其他的天平应该根据实际使用情况,合理确定检定周期,并选择适当的方式进行非强制检定。请问:企业应该如何区分强制检定和非强制检定的计量器具?属于非强制检定的计量器具企业应如何实施计量检定?,计量法案例【案例】检查人员在对一个法定计量检定机构的实验室检查时,检查到3份作为社会公用计量标准新开展检定项目的检定证书的副本,在核实证书上签字的检定员的资质时,发现没有检定员证。主任介绍:该技术人员是一名大学毕业的硕士生,有很好的理论基础,动手能力也很强,所以一参加工作后,就帮助实验室筹建了该项新的检定项目,由于他对新建计量标准非常熟悉,因此安排他开展检定和出具检定证书,取得了很好的经济效益。检查人员问该技术人员:“你筹建的计量标准装置性能如何?是否有相关的文件证明?”该技术人员介绍说:“该装置已经通过了科研成果鉴定,达到国内先进水平。有科研成果鉴定证书可以证明。”检查人员问:“你开展检定的依据是什么?”该技术人员回答:“我们自己编写了计量检定规程,经过机构负责人批准后使用的。”检查人员又问:“你们是如何保证该装置的量值准确可靠的?”该技术人员回答:“因为送上级计量标准检定的费用比较大,我们是自己想办法与其他类似的计量装置进行比对的。这样既节约经费,又节约时间。”检查人员又