计量基础知识

1、计量基础计量基础 一、计量及其特点一、计量及其特点 1、概念、概念 计量：计量：实现单位统一、量值准确可靠的活动。 测量：测量：以确定量值为目的的一组操作。 计量学：计量学：关于测量的科学。 计量单位：计量单位：为定量表示同种量的大小而约定 地定义和采用的特定量。 一、计量及其特点一、计量及其特点 量值：量值：一般由一个数乘以测量单位所表示的一般由一个数乘以测量单位所表示的 特定量的大小。特定量的大小。 真值：真值：与给定的特定量的定义一致的值。与给定的特定量的定义一致的值。 约定真值：约定真值：对于给定目的具有适当不确定的、对于给定目的具有适当不确定的、 赋予特定量的值，有时候该值是约定采用

2、赋予特定量的值，有时候该值是约定采用 的。的。 一、计量及其特点一、计量及其特点 计量器具：计量器具：单独地或连同辅助设备一起用以单独地或连同辅助设备一起用以 进行测量的器具。进行测量的器具。 检定：检定：查明和确认计量器具是否符合法定要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、加标记和出具检求的程序，它包括检查、加标记和出具检 定证书。定证书。 校准：校准：在规定条件下，为确定测量仪器或测在规定条件下，为确定测量仪器或测 量系统所指示的量值，或实物量具或参考量系统所指示的量值，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物质所代表的量值，与对应的由标准所复 现的量值之

3、间关系的一组操作。现的量值之间关系的一组操作。 一、计量及其特点一、计量及其特点 2 2、计量的特点、计量的特点 （1）准确性（精确性） （2）一致性 （3）溯源性 （4）法制性 一、计量及其特点一、计量及其特点 3 3、计量学分类、计量学分类 按学科分类按学科分类： （1）通用计量学 （2）应用计量学 （3）技术计量学 （4）理论计量学 （5）品质计量学 （6）法制计量学 （7）经济计量学 一、计量及其特点一、计量及其特点 3 3、计量学分类、计量学分类 按专业分类按专业分类： （1）几何量计量：）几何量计量：长度、角度、直线度、平 面度、平行度、表面粗糙度等。 （2）温度计量）温度计量 （

4、3）力学计量）力学计量 （4）电磁学计量）电磁学计量 （5）无线电计量）无线电计量 （6）时间频率计量）时间频率计量 （7）电离辐射计量）电离辐射计量 （8）光学计量）光学计量 （9）声学计量）声学计量 （10）标准物质（化学计量）标准物质（化学计量） 一、计量及其特点一、计量及其特点 4、计量的基本内容、计量的基本内容 1计量单位与单位制； 2计量器具，包括复现计量单位的计量基准、标准 器具以及普通(工作)计量器具； 3量值传递、溯源与检定测试； 4物理常数以及材料与物质特性的测定； 5误差理论与数据处理以及计量人员的专业技能 6计量管理。 一、计量及其特点一、计量及其特点 5、计量的作用和

5、意义、计量的作用和意义 （1）技术保证作用）技术保证作用 首先是保证量值的统一；另外是保证计量数 据的准确和信息的可靠。 （2）技术监督作用）技术监督作用 政府计量行政部门依据计量法律、法规对生 产、修理、进口、销售、使用计量器具的部门和 单位实行监督管理，对发生的计量纠纷进行仲裁 。 一、计量及其特点一、计量及其特点 计量工作在国民经济中的作用体现在以下几个方面计量工作在国民经济中的作用体现在以下几个方面 ： （1）计量与科学技术）计量与科学技术 众所周知，科学技术是人类生存和发展的一个 重要基础。没有科学技术，便不可能有人类的今天 。其实，计量本身就是科学技术的一个重要的组成 部分。 一、

6、计量及其特点一、计量及其特点 （2）计量与生产）计量与生产 计量对工业生产的作用和意义是很明 显的。社会化大生产的本身就要求有高度 的计量保证。生产的发展，大体上可分为 三个阶段，即以经验为主的阶段，半经验 、半科学阶段和科学阶段。计量则是科学 生产的技术基础。从原材料的筛选到定额 投料，从工艺流程监控到产品的品质检验 ，都离不开计量。 一、计量及其特点一、计量及其特点 （3）计量与人民生活）计量与人民生活 计量对人民生活的意义是相当明显的 。生产过程的计量不容忽视，生活中的 计量则更应关注。它直接触动人们的切 身利益，而且有时非常敏感。例如，家 用电表、煤气表和水表是否合格，以至 公共交通的

7、时刻是否准确等，都会对人 们的生活产生一定的影响。 一、计量及其特点一、计量及其特点 （4）计量与贸易）计量与贸易 外贸当中需要计量的事例很多。例如，过去 我国出口苹果，只凭观察外表或直接品尝，而没 有采取计量手段。有的外商便借以刁难，随意削 价。其实，对苹果的成熟度的计量很简单，只要 定出与成熟度相应的硬度值，用普通的硬度计测 一下就可以了。再如，我国出口原油，过去由于 港口缺乏准确可靠的计量设备，往往采取宁可多 装些油而避免索赔的作法，甚至出现多给了油， 却被船主以超重为由提出索赔的憾事。 一、计量及其特点一、计量及其特点 （5）计量与国防）计量与国防 计量对国防，特别是尖端技术的重要性

8、，尤为突出。国防尖端系统庞大复杂，涉 及的科技领域广，技术难度高，要求计量 的参数多、精度高、量程大、频带宽。比 如，由于飞行器与地面的距离不断增大， 对通信、跟踪、测轨、定位等都相应地提 出了更高的要求。 二、计量法律法规二、计量法律法规 (一一)、现行计量法律、法规的主要内容构成、现行计量法律、法规的主要内容构成 1 1、计量法制体系：、计量法制体系： 计量法制体系计量法制体系 国家法律、行政法规，国家法律、行政法规， 地方法规、规章地方法规、规章 计量技术法规计量技术法规 计量检定规程计量检定规程(JJG)计量技术规范计量技术规范(JJF)计量检定系统表计量检定系统表 2 2、 法规文件

9、主要内容：法规文件主要内容： （第一层次） 法律 中华人民共和国计量法 （第二层次） 法规 (1)计量法实施细则 (2)中华人民共和国进口计量器具监督管理办法 (3)国务院关于在我国统一实行法制计量单位的 命令 (4)中华人民共和国强制检定的工作计量器具 检定管理办法 （第三层次） 规章 (1)计量法条文解释 (2) JJF10692000法定计量检定机构考核规范 (3)法定计量检定机构监督管理办法 (4)计量违法行为处罚细则 (5)制造、修理计量器具许可证监督管理办法 (6)计量器具新产品管理办法 (7)关于企业使用的非强检计量器具由企业自定管理的公告 (8)商品量计量违法行为处罚规定 (9

10、)计量基准管理办法 (10)计量标准考核办法 (11)标准物质管理办法 (12)计量监督员管理办法 (13)计量检定人员管理办法 (14)计量授权管理办法 (15)仲裁检定和计量调解办法 等27份 (二二)、强制检定的工作计量器具、强制检定的工作计量器具 实施检定的有关规定（试行）实施检定的有关规定（试行） 国家技术监督局 一、凡列入中华人民共和国强制检定的工作计量 器具目录并直接用于贸易结算、安全防护、医 疗卫生、环境监测方面的工作计量器具，以及涉 及上述四个方面用于执法监督的工作计量器具必 须实行强制检定。 (二二)、强制检定的工作计量器具、强制检定的工作计量器具 实施检定的有关规定（试行

11、）实施检定的有关规定（试行） 二、根据强制检定的工作计量器具的结构特 点和使用状况，强制检定采取以下二种形 式： 1只作首次强制检定。 按实施方式分为二类： （1）只作首次强制检定，失准报废； （2）只作首次强制检定，限期使用，到期 轮换。 2进行周期检定。 (二二)、强制检定的工作计量器具、强制检定的工作计量器具 实施检定的有关规定（试行）实施检定的有关规定（试行） 三、竹木直尺、（玻璃）体温计、液体量提 只作首次强制检定，失准报废；直接与供 气、供水、供电部门进行结算用的生活用 煤气表、水表和电能表只作首次强制检定 ，限期使用，到期轮换。 (二二)、强制检定的工作计量器具、强制检定的工作计

12、量器具 实施检定的有关规定（试行）实施检定的有关规定（试行） 四、竹木直尺、（玻璃）体温计、液体量提，由制 造厂所在地县（市）级人民政府计量行政部门所 属或授权的计量检定机构在计量器具出厂前实施 全数量的首次强制检定；也可授权制造厂实施首 次强制检定。当地人民政府计量行政部门必须加 强监督。 使用中的竹木直尺、（玻璃）体温计、液体量提 ，使用单位要严格加强管理，当地县（市）级人 民政府计量行政部门必须加强监督检查。 (二二)、强制检定的工作计量器具、强制检定的工作计量器具 实施检定的有关规定（试行）实施检定的有关规定（试行） 五、第三项中规定的生活用煤气表、水表和 电能表，制造厂所在地政府计量

13、行政部门 必须加强对其产品质量的监督检查，其首 次强制检定由供气、供水、供电的管理部 门或用户在使用前向当地县（市）级人民 政府计量行政部门所属或者授权的计量检 定机构提出申请。合格的计量器具上应注 明使用期限。 (二二)、强制检定的工作计量器具、强制检定的工作计量器具 实施检定的有关规定（试行）实施检定的有关规定（试行） 七、强制检定的工作计量器具的检定周期， 由相应的检定规程确定。凡计量检定规程 规定的检定周期作了修订的，应以修订后 的检定规程为准。 八、强制检定的工作计量器具的强检形式、 强检适用范围见强制检定的工作计量器 具强检形式及强检适用范围表。 (二二)、强制检定的工作计量器具、

14、强制检定的工作计量器具 实施检定的有关规定（试行）实施检定的有关规定（试行） 计量检定印、证管理办法计量检定印、证管理办法 （一九八七年七月十日国家计量局发布）（一九八七年七月十日国家计量局发布） 第三条 计量检定印、证包括： （一）检定证书； （二）检定结果通知书； （三）检定合格证； （四）检定合格印：錾印、喷印、钳印、漆封印； （五）注销印。 (二二)、强制检定的工作计量器具、强制检定的工作计量器具 实施检定的有关规定（试行）实施检定的有关规定（试行） 第五条 计量器具经检定合格的，由检定单位按照计 量检定规程的规定，出具检定证书、 检定合格证或加盖检定合格印。 第六条 计量器具经周期检

15、定不合格的，由检定单 位出具检定结果通知书，或注销原检定合格印、证。 第七条 计量器具在检定周期内抽检不合格的，应 注销原检定证书或检定合格印、证。 三、法定计量单位三、法定计量单位 我国的法定计量单位（以下简称法定单位）包括 （）国际单位制的基本单位： （）国际单位制的辅助单位： （）国际单位制中具有专门名称的导出单位： （）国家选定的非国际单位制单位： （）由以上单位构成的组合形成的单位 （）由词头和以上单位所构成的十进倍数和分数单位 法定单位的定义、使用方法等，由国家计量局另行规定。 三、法定计量单位三、法定计量单位 国际单位制的基本单位国际单位制的基本单位 量的名称单位名称 单位 长度

16、 米 m 质量 千克（公斤）kg 时间 秒s 电流 安（培）A 热力学温度 开（尔文）K 物质的量 摩（尔）mol 发光强度 坎（德拉）cd 三、法定计量单位三、法定计量单位 什么叫法定计量单位？什么叫法定计量单位？ 国家以法令形式规定强制使用或允许 使用的计量单位。 四、误差理论基础四、误差理论基础 1、几个概念、几个概念 （1）测量误差：测量结果减去被测量的真值。 （2）相对误差：测量误差除以被测量的真值。 （3）随机误差：测量结果与在重复性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。 （4）系统误差：在重复性条件下，对同一被测量进行无限 多次测量所得结果的平均值与被测量的真

17、值之差。 （5）修正值：用代数方法与未修正测量结果相加，以补差 系统误差的值。 四、误差理论基础四、误差理论基础 （6）引用误差：测量仪器误差除以仪器的特定值。 （7）最大允许误差：对给定的测量仪器，规范、规 程等所允许的误差极限值。 （8）重复性：在相同测量条件下，对同一被测量进 行连续多次测量所得结果之间的一致性。 （9）复现性：在改变了的测量条件下，同一被测量 的测量结果之间的一致性。 四、误差理论基础四、误差理论基础 2、误差的来源、误差的来源 （1）测量装置的误差：标准器误差、仪器误差、附 件误差等。 （2）环境误差：温度、湿度、压力、电磁场、振动 等引起的误差。 （3）方法误差：采

18、用不十分精密的测量方法或用经 验方法进行计算以及数据处理造成的误差。 （4）人员误差：熟练程度、分辨能力、疲劳等原因 导致的误差。 四、误差理论基础四、误差理论基础 3、数据处理 （1）数字的舍入规则和舍入误差 数字的舍入规则是：“四舍、六入、五凑整”。 20.523 20.52 20.517 20.52 20.525 20.52 20.515 20.52 四、误差理论基础四、误差理论基础 示例： 原数 修约后 说明 50.3627 50.363 五上入 5312.5 5312 五双弃 14.75 14.8 五单进 0.823614 0.8236 五下舍 1860.504 1861 五上入 4

19、2.324500 42.324 五双弃 四、误差理论基础四、误差理论基础 数字的舍入所造成的误差是均匀分布 的随机误差，舍和入的概率是基本上相等 的。1、2、3、4舍；6、7、8、9入；0本 身是整，5看前一位的奇偶。 四、误差理论基础四、误差理论基础 （2）有效数字的运算规则 小数的加减运算，小数位数小数位数多的数要 先修约到比小数位数最少的数的位数多一 位进行计算，最后结果的位数应与位数最 少者相同。如：0.21、0.312、0.4相加，应 为：0.21+0.31+0.4 = 0.92 四、误差理论基础四、误差理论基础 小数的乘除运算，有效数字有效数字较多的数应比 有效数字较少的数多保留一

20、位，运算结果的位数 应从第一个不是零的数字算起，与位数少者相同 。如：0.31416与0.17相乘，应为：0.314 * 0.17 =0.05338，最后结果应取0.053. 小数的乘方、开方运算，运算结果的位数应 从第一个不是零的数字算起，与运算前的有效数有效数 字字位数相同。如：（0.19）2=0.0361 ，应取 0.036. 五、原油计量概述五、原油计量概述 GB/T 172911998石油液体和气体 计量的标准参比条件规定，油品商品交 接计量时的标准参比条件是：101.325kPa 和20。 国际标准参比条件还有101.325kPa 、15。美国等国家还经常采用英制标准 参比条件10

21、1.325kPa、60 （15.56 ） 。 量值统一的基础条件 中国标准 101.325kPa 20油品 国际标准 101.325kPa 15 /15.56油品 浮顶油罐 准确度 0.2% 立式金属油罐 拱顶油罐 准确度 0.2% 铁路油罐 准确度 0.4% 容积计量 卧式油罐 汽车油罐 准确度 0.25% 油船 准确度 0.4% 原油计量 地秤 准确度 0.5% 静态器具 衡器称重 电子轨道衡 准确度 0.2%-1.0% 电子汽车衡 准确度 0.1% 取样、测温、测压、测密度、测含水和油量计算 原油静态交接计量器具 原油静态计量器具为各种罐舱。计量时，采 用量油尺测取容器内所盛原油的液位高

22、度，查取 容器的容量表，确定出对应液位高度的原油体积 量，然后进行原油的温度、压力修正计算，确定 毛重并扣除含水，计算出原油的净质量。 我国油罐内的液位测量，部分配置了浮子式 液位计，但由于多种原因都没有应用。现在都是 人工用量油尺测量罐内液位高度，用手工法取样 ，在实验室测量原油样品的密度与含水。 衡器称重是采用称、衡称罐中油品的重量。 五、原油计量概述五、原油计量概述 容积式流量计（刮板、腰轮、双转 子、齿轮等）准确度 0.1%0.2% 速度式流量计（涡轮、超声波等） 准确度 0.2%0.5% 质量流量计（科里奥利、量热式 等）准确度 0.2%0.5% 差压式流量计（标准孔板、喷嘴、 文丘

23、里等）准确度 0.2%0.5% 单向体积管(一球一阀式、三球无阀式) 双向体积管 小体积管 小标准罐：确定体积管标准体积时使用 取样、测温、测压、测密度、测含水和油量计算 原油动态交接计量系统 原油 动态 计量 原油 流量计 体积管 我国原油动态计量一般都采用容积式流量计，目前常用流 量计有国产的腰轮流量计和进口的刮板流量计两种。流量计测 量流动状态下的原油体积量，人工定时取样，在实验室测定原 油密度和含水，人工测量输油管道内的原油压力和温度，对原 油的体积进行温度、压力修正，计算出标准状态下的原油体积 量，乘以原油的标准密度并扣除原油含水，考虑流量计系数和 空气浮力，计算出原油净质量，用于贸

24、易结算。 动态计量站库的基本配备情况如下，小标准罐、标准体积 管在线检定容积式流量计，在实验室中用玻璃浮计测定原油的 密度，在实验室中用蒸馏法测定原油的含水。这种配备方式， 其综合计量误差为0.35%。 五、原油计量概述五、原油计量概述 原油贸易交接测量要求 对于原油流量计（体积）， （0.1 0.2）%全量程 对于原油计量站（质量）， 0.35%（综合误差） 五、原油计量概述五、原油计量概述 流量计的选型配备： 流量计的选用取决于工艺条件、系统动态调节范 围和流体的性质（如粘度、温度、腐蚀性、夹带 杂质情况等）； 大多数情况选用容积式流量计，如刮板、腰轮； 有些情况可以选用双转子或质量流量计

25、等； 低粘度原油可考虑涡轮流量计； 用于原油贸易计量的流量计，其体积基本误差应 不大于0.2%。 流量计的选型配备： 根据国内流量计检定设备状况，流量计口径不宜大于 DN400； 一组流量计正常运转台数不宜少于2台，一般按下列公式确 定； 式中，qvp、qvm一组、一台流量计的最大额定流量； s连续计量时的备用台数，正常运转台数不大于4台时 ，s=1；大于4台时，s=2；非连续计量时视情况而定。 为适应市场变化和增加运行灵活性，也可采用大小口径匹 配方法确定台数。 s q q n vm vp 75. 0 五、原油计量概述五、原油计量概述 五、原油计量概述五、原油计量概述 密度测量仪器： 石油密度计，其最小分度值不大于0.2kg/m3 （旧型号为0.5kg/m3 ） ； 玻璃量筒，内径至少应比所用石油密度计 的外径大25mm； 全浸水银温度计； 0.5的恒温水浴。 五、原油计量概述五、原油计量概述