计量通用术语【高级课堂】

1、第二篇 通用计量术语,计量基础知识,1,高等课堂,第三章有关测量和测量结果的术语,1、测量 以确定量值为目的的一组操作。 量值： 一般由一个数乘测量单位所表示的特定量的大小。 例如:某信号的频率为100kHz 某棒的长度为3.45m,2,高等课堂,第三章有关测量和测量结果的术语,测量的分类： 按测量方法不同分为直接测量、间接测量； 按测量状态不同分为静态测量和动态测量； 按操作方式不同分为手动测量和自动测量； 按测量场所不同分为现场测量、在线测量和远距离测量； 按测量器具是否接触测量对象分为接触测量和不接触测量,3,高等课堂,第三章有关测量和测量结果的术语,u直接测量法：不必测量与被测量有函数

2、关系的其他量，而能直接得到被测量值的测量方法。 u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。 u静态测量：被测量的值在测量期间被认为是恒定的测量。 u动态测量：为确定被测量的瞬时值和（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。 注：“ 动态”指被测量值随时间变化，不是测量方法,4,高等课堂,第三章有关测量和测量结果的术语,u 实时测量：以高于被测量变换的测量速度，对随时间、空间变换的被测量，及时地采集原始数据的测量。 u 现场测量：在研制、生产、试验或使用的实际场地中对被测对象直接进行的测量。 u在线测量：对在生产线上或主机原位中的被测对象进

3、行的测量,5,高等课堂,第三章有关测量和测量结果的术语,2、计量：实现单位统一、量值准确可靠的活动。 3、 测量结果：由测量所得的赋予被测量的值。 注：a.当给出结果时应标明所指的是： 示值、未修正结果、已修正结果、平均值； b.在结果完整说明中要包括测量不确定度,6,高等课堂,第三章有关测量和测量结果的术语,4、（测量结果的）重复性：在相同测量条件下，对同一被测量连续进行多次测量所得结果之间的一致性。 a.重复性可以用测量结果的分散性定量表示； b.重复性条件包括：相同测量程序、相同观测者、相同条件下使用相同测量器具、相同地点和在短期内进行重复测量,7,高等课堂,第三章有关测量和测量结果的术

4、语,5、 （测量结果的）复现性：在变化的测量条件下，同一被测量的测量结果之间的一致性。 注：a.重复性可以用测量结果的分散性定量表示； b.测量结果通常为已修正结果； c.变化的测量条件包括：测量原理、方法、观测者、 器具、参照标准、测量地、使用条件和测量时间,8,高等课堂,第三章有关测量和测量结果的术语,6、 测量准确度：测量结果与被测量真值之间的一致程度。注： 准确度是一个定性概念 正确使用准确度 不要用精密度表示准确度 仪器说明书指标中规定的准确度指的是该 仪器最大允许误差,9,高等课堂,第三章有关测量和测量结果的术语,7、 （ 测量）误差：测量结果与被测量的真值之间的差值。 1）（量的

5、）真值：与给定的特定量的定义一致的量值。 特点：只有通过完善的测量才能获得；本质上是不能确定的； 可以有许多个。 2）约定真值:赋予被承认的（有时是约定的）特定量的值，该值具有与其预期用途相适应的不确定度。 8、偏差：某值与其参考值之差值。 9、修正值：以代数法相加于未修正测量结果，用于补偿系统误差的值,10,高等课堂,第三章有关测量和测量结果的术语,小结：关于误差、偏差和修正值 误差：测量结果减去被测量的真值 偏差：一个值减去其参考值 修正值：以代数法相加于未修正测量结果，用于补偿系统误差的值 误差= - 偏差 误差= - 修正值 偏差= 修正值,11,高等课堂,第三章有关测量和测量结果的术

6、语,10、 (测量)不确定度：与测量结果相关的参数，表征合理的赋予被测量值的分散性。 a.此参数可以是标准偏差（或其倍数），也可以是说明了置信水平的区间半宽度； b.一般由多个分量组成，可用A类方法评定，也可用B类方法评定； c.所有分量都有贡献,12,高等课堂,第三章有关测量和测量结果的术语,11、 算术平均值：同一被测量的多次测量结果的估计值。 注：1）是测量总体平均值的最佳估计。 2）通常在测量时，用算术平均值作为测量结果，它是期望的无偏估值,13,高等课堂,12、 实验标准偏差：表征同一被测量的多次测量结果分散性的参数，用s表示。 注：1）简称标准差; 2）如果该n个值是测量总体的一个

7、样本，s可称为样本标准偏差，s2为样本方差； 3）平均值的实验标准偏差,第三章有关测量和测量结果的术语,14,高等课堂,第三章有关测量和测量结果的术语,实验标准偏差可按以下几种方法估值： 贝塞尔函数法,极差法,较差法(阿伦方差,15,高等课堂,13、 标准不确定度：用标准偏差表示的测量不确定度。 14、合成标准不确定度:由各不确定度分量合成的标准不确定度。当测量结果由若干其他量得来时,合成不确定度由这些量的方差和协方差加权和的正平方根表示。 15、扩展不确定度:由合成标准不确定度的倍数表示的测量不确定度。扩展不确定度是测量结果的取值区间的半宽度，可期望该区间包含被测量值分布的大部分,第三章有关

8、测量和测量结果的术语,16,高等课堂,16、 标准不确定度分量的评定方法： 分为A类评定方法和B类评定方法 A类标准不确定度：用对测量样本统计分析进行不确定度评定的方法称为不确定度的A类评定，用A类评定方法得到的标准不确定度称A类标准不确定度。用实验标准偏差表征。 B类标准不确定度：用不同于测量样本统计分析的其他方法进行不确定度评定的方法称不确定度的B类评定,第三章有关测量和测量结果的术语,17,高等课堂,第三章有关测量和测量结果的术语,小结：关于误差和测量不确定度 1、误差和测量不确定度是两个完全不同而又相互有联系的概念，它们相互之间并不排斥，相反它们是误差理论的进一步发展； 2、误差和测量

9、不确定度的概念是不同的，因此不能混用和误用。应该根据误差和不确定度的定义来加以判断，该用误差的地方就用误差，该用不确定度的地方就用不确定度； 3、误差仅与测量结果及被测量的真值（或约定真值）有关。对同一被测量，不管测量仪器、测量方法、测量条件如何，相同测量结果的误差是相同的,18,高等课堂,第三章有关测量和测量结果的术语,小结：关于误差和测量不确定度 4、在重复条件下进行多次重复测量，得到的测量结果一般是不同的，因此它们的测量误差也是不同的； 5、测量不确定度和测量仪器、测量方法、测量条件有关，而与测量结果无关。在重复条件下进行测量时，不同测量结果的不确定度是相同的，但它们的误差肯定是不同的；

10、 6、知道了测量误差后，可以对测量结果进行修正，得到已修正的测量结果，而不确定度是不能用来对测量结果进行修正的,19,高等课堂,第三章有关测量和测量结果的术语,小结：关于误差和测量不确定度 7、仪器没有不确定度，因为没有对仪器不确定度下过定义。但仪器的示值误差或最大允许误差与用该仪器得到的测量结果的不确定度有关； 8、若仪器经过校准而已知其示值误差，则有时将该示值误差的不确定度称为仪器的不确定度；若仪器未经过校准，则仪器的最大允许误差就可作为评定该仪器在测量中所引入的不确定度分量的依据。在已知分布的情况下，可以由最大允许误差得到该不确定度分量的标准不确定度,20,高等课堂,测量不确定度与误差的

11、主要区别,21,高等课堂,第四章 有关测量设备的术语,一、测量设备,进行测量所需的测量器具、测量标准、标准物质、辅助设备及其技术资料的总称。它包括测量器具、实物量具、测量仪器和测量传感器等,22,高等课堂,第四章 有关测量设备的术语,1、测量设备：进行测量所需的测量器具、测量标准、标准物质、辅助设备及其技术资料的总称。 2、测量器具：单独地或者连同辅助设备一起用来进行测量的装置。 注：包括实物量具和测量仪器，按用途又可分为测量标准和工作测量器具。 3、实物量具：在使用时具有固定形态，用来复现或提供给定量的一个或多个已知值的测量器具。 例如：砝码、标准电阻、量块等,23,高等课堂,第四章 有关测

12、量设备的术语,4、测量系统：为执行一定的测量任务，组合起来的全套测量器具和其他设备。 注：a.系统可包括实物量具和化学试剂； b.固定装置的测量系统称为测量设备。 5、 模拟式（测量）仪器：其输出或显示为被测量或输入信号连续函数的测量仪器。 6、数字式（测量）仪器：提供数字化输出或显示的测量仪器,24,高等课堂,第四章 有关测量设备的术语,二、测量标准 定义：为了定义、实现、保存或复现量的单位或一个或多个量值，用作参考的实物量具、测量仪器、参考物质或测量系统。 国际测量标准 国家测量标准 国防最高测量标准 参考标准 工作标准 传递标准 核查标准,25,高等课堂,第四章 有关测量设备的术语,1、

13、国际（测量）标准：国际协议承认的，作为国际上对有关量的其他测量标准定值依据的测量标准。 2、国家（测量）标准：国家承认的，作为国家对有关量的其他测量标准定值依据的测量标准。 3、主标准：具有最高计量特性的，其量值的确定不必参照相同量的其他标准的，被指定的或普遍承认的标准。 4、副标准：通过与相同量的主标准比对而定值的标准。 5、工作标准：用于日常校准（检定）或核查实物量具，测量仪器或标准物质的标准,26,高等课堂,第四章 有关测量设备的术语,6、传递标准：用作媒介物以比较测量标准的标准。 7、核查标准：用来控制测量过程建立数据库且被过程所测量的测量设备、产品或其他物体。 8、专用测试设备：用于

14、特殊目的的非通用测试设备。 9、参照标准：在指定区域或组织内通常具有最高计量特性的，并在该区域或组织内进行量值传递的测量标准。 10、标准物质：具有一种或多种足够均匀和已确定特性的、用于校准测量设备、评价测量方法或给材料赋值的物质或材料,27,高等课堂,第五章 有关测量设备特性的术语,1、标称范围：测量仪器的操纵器件调到特定位置时可得到的示值范围 。 2、量程：标称范围两极限值之差的模。 3、标称值：表明测量器具的特性并用于指导其使用的量值。该值为凑整值或近似值,28,高等课堂,第五章 有关测量设备特性的术语,4、测量范围：测量器具的误差处在规定极限范围内的一组被测量，又称“工作范围”。 注意

15、：测量范围、标称范围、量程的区别 标称范围是可得到的示值范围，量程是标称范两极限之差。 例如：某电压表的示值范围为-10V10V，而在-5V5V范围内满足0.01%的指标，则其测量范围为-5V5V ，标称范围为-10V10V，量程是20V,29,高等课堂,第五章 有关测量设备特性的术语,5 、测量器具的最大允许误差 定义：技术规范、规程中规定的测量器具的允许误差极限值。 有时也称测量仪器的允许误差限。 它是由规范或仪器生产厂规定的不得超过的误差限，一般有上限和下限，在大多数情况下，为对称限,30,高等课堂,第五章 有关测量设备特性的术语,最大允许误差的表示形式 （1）以绝对误差形式表示: =a

16、 最大允许误差限不随示值而变； 注意应有数值和测量单位。 例如：精密玻璃水银温度计，测量范围为 050C ，最大允许误差为0.2 C 。 即如果测量30 C , 则允许范围为29.8 C 30.2C,31,高等课堂,第五章 有关测量设备特性的术语,最大允许误差的表示形式 （2）以相对误差形式表示 = /x100% 其中：x为测量仪器的示值或实物量具的标称值。 最大允许误差限随示值而变； 没有测量单位。 例如：标称值为1M的电阻，注明允许误差限为 1%，则该电阻的允许误差上限为10k ，下限为 -10k,32,高等课堂,第五章 有关测量设备特性的术语,最大允许误差的表示形式 （3）以引用误差形式

17、表示: = /xN 100% xN为引用值（特定值），通常是量程上限，或满刻度值。 引用误差不随示值而变，但与量程有关 例如:0.25级弹簧式精密压力表的最大允许误差为“0.25% 满刻度值”，在仪器任意刻度值上允许误差限不变,33,高等课堂,第五章 有关测量设备特性的术语,最大允许误差的表示形式 （4）以绝对误差和相对误差组合的形式表示 例如:标准钢卷尺为=(0.04mm+410-5L) 脉冲宽度在(0.110)s的最大允许误差为: =（ 10%+0.025 s) （5）以相对误差和引用误差组合的形式表示 例如:数字电压表在测量电阻时的最大允许误差为(10 10-6读数+0.5 10-6量程

18、) 要求：最大允许误差表示时，其数值前必须加号,34,高等课堂,第五章 有关测量设备特性的术语,6、测量仪器的示值误差 定义：测量器具的示值与对应输入量的真值之差。 注：1)示值误差=示值-校准值 2)由于真值不能确定，实际上用的是约定真值。 3)此概念主要应用于与参考标准相比较的仪器。 4)就实物量具而言，示值就是赋予它的值。即实物量具的标称值,35,高等课堂,第五章 有关测量设备特性的术语,7、分辨力 值示装置能有效辨别的最小示值差。 对数字仪器而言,分辨力是变化一个最小有效数字时的示值变化. 如:某台五位半数字电压表，其末位变化一个字表示示值变化1 V ，则分辨力为1 V 。 假设分辨力

19、为 x ，由此引入的不确定度分量为0.29 x,36,高等课堂,第五章 有关测量设备特性的术语,8、稳定性 测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能力。 通常稳定性是指仪器的计量特性随时间不变化的能力； 若稳定性不是对时间而言，则应该明确说明； 可用几种方式量化； 有时称为稳定度,37,高等课堂,第五章 有关测量设备特性的术语,9、漂移 测量器具计量特性的慢变化。 10、鉴别力 使测量仪器产生未察觉的响应变化的最大激励变化，这种激励变化应是较慢的和单向的。 11、灵敏度 测量仪器的响应变化与响应激励变化之比值。 注：灵敏度可能与激励值有关,38,高等课堂,第五章 有关测量设备特性的术语,12、测量

20、器具的准确度 测量器具给出被测量接近于真值的响应能力。 13、准确度等级 符合一定的计量学要求，并使其误差保持在规定极限范围内的测量器具的等级。 14、（测量器具的）重复性 在相同测量条件下，测量器具对重复使用相同的被测量提供非常相近的示值的能力。 15、（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,39,高等课堂,第五章 有关测量设备特性的术语,16、（测量器具的）引用误差 测量器具的误差与该器具的特定值之比值。 注：特定值一般为引用值，如测量器具的量程或标称范围的上限。 17、（测量器具的）固有误差 在标准条件下确定的测量器具的误差 。 18、（测量器具的）零漂 零值误差随时

21、间的缓慢变化。 19、超然性 测量仪器不改变被测量的能力,40,高等课堂,测量仪器特性评定的依据,检定规程； 校准规范； 技术标准； 仪器说明书； 其他相关技术文件,41,高等课堂,测量仪器示值误差的符合性评定,示值误差；MPEV：允许误差极限； xs ：校准值；U：扩展不确定度 当U951/3（MPEV）时， MPEV判为合格,42,高等课堂,测量仪器示值误差的符合性评定,43,高等课堂,测量仪器示值误差的符合性评定,例：对最大允许误差为110-5,标称值为10的标准电阻器进行校准，其校准值为9.9999851，校准的扩展不确定度为20，置信水平为95%，求该标准电阻的示值误差,能否下合格结

22、论?为什么? 答：（1）标准电阻的最大允许误差的绝对值为110-5,校准的扩展不确定度U95 =20/10=210-6, 它与被校标准电阻的最大允许误差的绝对值之比1/5，满足量值传递的要求。 （2）标准电阻的示值误差= 10-9.9999851=-0.0000149=-0.000015 相对示值误差 = -0.000015/10= -1.510-6, 由于相对示值误差的绝对值(1.510-6 )小于最大允许误差的绝对值(110-5), 所以符合技术指标要求，检定结论为“合格,44,高等课堂,第六章 有关量值传递与溯源的术语,1、溯源性 通过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

23、准的量值能够与规定的参照标准、国防最高标准、国家标准乃至国际标准联系起来的特性 。 2、量值传递 通过对测量器具的校准（检定），将国家测量标准所复现的单位量值通过各等级测量标准传递到工作测量器具的活动，以保证被测对象的量值准确和一致,45,高等课堂,第六章 有关量值传递与溯源的术语,3、（国家计量）检定系统（表） 对从国家测量标准到各等级的其他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 。 4、（国防）测量器具等级图 由国防科技工业委员会组织，对从国防最高测量标准到各等级其他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,46,高等课堂,第六章 有关量值传递与溯源的术语,5、校

24、准 定义：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、标准物质所代表的量值，与对应的由测量标准所复现的量值之间关系的一组操作。 校准结果有下列三种形式： 1、给出校准值，如10 的标准电阻，其校准值为9.9 。 2、给出修正值（校准值-标称值），如10 的标准电阻，其修正值为-0.01 。 3、给出校准曲线。 证书上校准结果要给出不确定度,47,高等课堂,第六章 有关量值传递与溯源的术语,6、检定 定义：由法定计量技术机构确定与证实测量器具是否完全满足要求而做的全部工作。 7、测试 定义：对给定的产品、材料、设备、生物体等，按照规定的程序确定一种或多种特性的技术操作。 8、

25、比对 定义：在规定条件下，对相同等级的同种测量标准或工作测量器具之间的量值进行的比较,48,高等课堂,第六章 有关量值传递与溯源的术语,9、检定证书 证明测量器具经过检定合格的文件 。 10、检定结果通知书 证明测量器具经过检定不合格的文件 。 11、校准证书 证明测量器具经过校准并表示校准结果的文件。 12、技术规范 规定产品或服务特性的文件,49,高等课堂,第六章 有关量值传递与溯源的术语,50,高等课堂,检定、校准、测试比较,51,高等课堂,第六章 有关量值传递与溯源的术语,13、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 。 14、分度 在规定条件下，为确定测量器具的标尺所表示量值的刻线位置或确定测量仪器被测量与示值之间关系