工程计量基础知识培训讲义格式

计量基础知识

一.计量

1.计量的定义计量——量值准确一致的测量计量需有公认的、约定的、法定的计量单位，计量器具，计量人员，计量检定系统，检定规程。2.中国古代的计量

古代计量：“布手知尺”、“掬手为升”以人体为基准大禹治水：大禹使用准绳、规、矩等计量器具

中国古代的计量制度——秦制

公元前221年，秦始皇统一中国，颁布诏书，以最高法律的形式统一全国的计量制度——“度量衡”制度。秦代的度量衡制度度、量、衡——原始含意是关于长度、容积和重量的测量

度量衡的计量器具度——尺量——斗衡——秤度量衡的换算单位度制1丈=10尺=100寸=1000分量制1斗=10升=100合衡制1斤=16两秦代计量器具的检定诏书规定度量衡计量器具每年至少检定一次检定日期规定在每年的春分和秋分时节违反规定将受罚秦代度、量、衡制度的意义

统一了中国计量制度满足人民日常生产、生活的需要促进了社会生产有次序的发展秦制一直延用至１９８９年止

３.国外的计量发展

历史上经历的三次技术革命带动计量技术的发展第一次技术革命——蒸汽机的发明（力学和热力学）焦耳、卡诺第二次技术革命——电的产生（电磁学）麦克斯韦、爱迪森第三次技术革命——量子力学、核物理学爱因斯坦、贝可勒尔传统古典的计量体系已不能满足十八世纪以后欧洲机器制造工业和科学技术发展的需要。

一些国家根据科学技术和大生产需要而形成各种不同的计量制度如：米制、英制、美制。米制是国际上上最早公认的的单位制1791年法国采纳以以长度单位“米”为基本单位的的计量制度。。米定义为：地球子午线的的四分之一长长度的一千万万分之一面积、体积单单位为平方米米和立方米1875年由17个国家代表签签署了米制公公约国际计量组织织国际计量局（（BIPM））——国际计计量大会———国际计量委委员会是根据1875年5月20日在巴黎黎签署的“米米制公约”而而成立的，它它的任务是保保证物理计量量在世界范围围的统一。国际单位制单单位在米制基础上上发展而来的的国际单位制制单位——ＳＩＳＩ是经过１１９６０年第第１１届国际际计量大会通通过４.计量学十八世纪欧洲的的工业革命形成成一门新型的技技术基础科学——计量学计量学研究的基基本内容１.计量单位，计量量基（标准）的的建立、复制、、保存和传递；；２.计量理论、计量量方法、普通计计量器具；３.计量人员的技术术能力；４.测量误差与数据据处理；５.物理常数和材料料特性的测定；；６.计量管理，计量量效益和计量保保证。５.十大计量领域１.几何量（长度））２.力学３.热工４.电磁５.无线电６.时间、频率７.声学８.光学９.化学１０.电离辐射计量６.计量的特点１.准确性２.一致性３.朔源性４.法制性二.名词解释１.计量——量值准确一致的的测量２.测量——为确定量值而进进行的一组操作作３.测试——具有探索性的测测量４.量的真值——在观察条件下严严格定义的量值值量的真值是一个个理想的概念５.约定真值——约定的量值６.计量标准——用于定义、实现现、保持或复现现计量单位的一一个或多个已知知量值的实物量量具，测量仪器器或测量系统。。７.计量检定———国家法定计计量部门（或法法定授权组织））为确定或证实实计量器具技术术性能是否合格格所进行的全部部工作检定证书——证证明计量器具检检定合格的文件件检定结果通知书书——证明计量量器具检定不合合格的文件８.测量结果———由测量所得得到的被测量的的值由数字和计量单单位的积表示９.示值——测测量器具所给出出的被测量值１０.测量的重重复性——在相相同的条件下，，对同一被测量量进行连续多次次测量所得结果果的一致性。１１.实验标准准差——对被测测量作N次测量量，表征测量结结果分散程度的的量。12.测量的复复现性——在改改变了的测量条条件下，同一被被测量的测量结结果之间的一致致程度。１３.精密度——相同条件下进行行多次测量时所所得结果的一致致程度１４.正确度——测量结果与真值值的接近程度１５.准确度（精度））——测量结果的一致致性与真值的接接近程度是精密度和正确确度的综合反映映１６.（测量））不确定度－表表征合理的赋于于被测量之值的的分散性，与测测量结果相联系系的参数——表征被测量量真值所处范围围的评定测量不确定度评评定不确定度的Ａ类类评定用对观察列用统统计分析的方法法来评定标准不不确定度不确定度的Ｂ类类评定用不同于对观察察列进行统计分分析的方法来评评定标准不确定定度合成标准不确定定度当测量结果由若若干个其它量值值求得时，按其其他各量的方差差或协方差算得得的标准不确定定度扩展不确定度确定测量结果区区间的量，合理理赋于被测量之之值分布的大部部分值含于此区区间三.计量法及有关计计量法规１.计量法１９８５年９月月６日第６届人人大常委会第１１２次会议通过过１９８６年７月月１日实施立法的宗旨１）为了加强计计量监督管理；；２）为了国家计计量单位制的统统一；３）为了量值的的准确可靠。立法的最终目的的１）有利于生产产、贸易和科学学技术的发展；；２）适应社会主主义现代化建设设的需要；３）维护国家和和人民的利益。。２.电力系统计量法法规１９８６年５月月１２日国务院院批准由国家计计量局和水利电电力部发布《水利电力部门电电测、热工计量量仪表和装置管管理的规定》３.计量管理体系国务院计量行政政部门国家质量监督检检验检疫总局中国计量院省（市）计量行行政部门省（市）质量技技术监督局县计量行政部门门县技术监督部门门省市计量测试研研究院县计量测试所４.强制检定１.凡社会公用计量量标准，部门和和企事业单位使使用的最高标准准以及用于贸易易结算、安全防防护、医疗卫生生、环境监测方方面列入强制检检定目录的工作作计量器具均实实行强制检定。。２.强制检定由县级级以上计量部门门指定的法定计量检定机构或或授权的计量检定机构构检定。３.非强制检定的计计量器具由使用用单位依法定期期检定或送其他他计量检定机构构检定。５.计量检定、计量量标准和计量人人员管理１）计量检定计量检定必须按按照国家计量检检定系统表进行行，必须执行计计量检定规程。。对于检定不合格格的，没有检定定的，超过检定定周期的计量器器具均属违反计计量法。２）计量标准企、事业单位建建立的最高计量量标准须经有关关计量部门考核核合格后方可使使用。３）计量人员执行计量检定和和测试任务的人人员必须经过考考核合格。计量检定人员的的职责正确使用计量标标准，负责维护护和保养，使其其保持良好的技技术状态；执行计量技术法法规进行计量检检定工作；保证计量检定原原始数据和有关关资料完整；承办政府计量行行政部门委托的的有关任务。计量人员的权利利计量人员有权拒拒绝任何人迫使使其违反计量检检定规程或使用用未经考核的计计量标准进行检检定。四.法定计量单位法定计量单位——是以国家法令形形式规定强制使使用或允许所有有的计量单位１９８４年１月月２０日国务院院第１２次常务务会议通过国家计量局《中华人民共和国国法定计量单位位》２月２７日发布布《国务院关于在我我国统一实行法法定计量单位的的命令》１９９０年底完完成向国家法定定计量单位的过过渡１.中华人民共和国国法定计量单位位国际单位制单位位（ＳＩ）＋国国家选定的其它它单位２.国际单位制构成成ＳＩ基本单位（（７个）ＳＩ单位ＳＩ导出单位ＳＳＩ辅助单单位（２个）ＳＩ具有专门名名称的导出单位位组合形式的ＳＩＩ导出单位国际单位制（ＳＳＩ）ＳＩ单位的十进进倍数和分数单单位3.SI单位1）ＳＩ基本单位位7个量的名称单位名称单位符号长度米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）cd2）国际单单位制的的辅助单单位量的名称单位名称单位符号平面角弧度rad立体角球面度sr3）国际单单位制中中具有专专门名称称的导出出单位量的名称单位名称单位符号频率赫（兹）HZ电容法（拉）F阻抗欧（姆）Ω温度摄氏度℃压力帕(斯卡)Pa4）组合合单位力矩———N·M电阻率———Ω·M热容———J/K5）用于构构成十进进倍数和和分数单单位的词词头所表示的因素词头的名称词头符号109吉G106兆M103千k102百h10-2厘c10-3毫m10-6微µ10-9纳n4.国家选定定的非国国际单位位制单位位量的名称单位名称单位符号时间分、(小)时、天min、h、d长度海里mile旋转速度转每分r/min体积升L(l)质量吨t5.法定定计量单单位的使使用规则则⑴单位符号号一般用用小写罗罗马字母母（正体体），但但单位名名称源于专用用名词时，，其第一一个字母母应大写写。PA⑵二个以上上单位的的组合N·MN.MNM不不宜宜写成MNM/SM·S-1⑶组合单单位的中中文名称称与其符符号书写写的次序序一致;⑷乘号没没有对应应名称，，符号中中的除号号对于名名称为““每”，，“每””只在除除号的地地方出现现一次;米每二次次方秒M/S2牛米N·M⑸同一行行不得用用多于一一条的斜斜线;M/S2M·S-2不得写成成M/S/S⑹用斜线线（/））表示除除时，单单位符号号的分子子分母处处于同一一水平线线上;KM/H⑺分母含含二个以以上单位位相乘时时，整个个分母加加括号;比热容焦焦尔每钱钱克开尔尔文J/（（KG·K)⑻词头和单单位之间间无间隔隔；KM2中文名称称平平方千千米⑼单位名名称或符符号必须须作为一一个整体体使用，，单位名名称在数数值后面面；20摄氏氏度（20℃））不应写写成摄氏氏20度度1.5M不应写写成1M5⑽选用的的倍数或或分数单单位，一一般应使使数值处处于0.1～1000范围内内；0.00394M———3.94MM11401PA——11.401KPA1.2××104N——12KN⑾不得使使用重叠叠词头微微法µµF———PF毫微米MµM———NM纳米五.测量误差差1.误差分类类性质分类类：系系统统误差、、随机机误差、、粗大误误差产生原因因分类：：设备（（仪器、、工具））误差；；方法法误差；；环境误误差；人人员误差差和被测测对象变变化产生生误差。。2.误差的表表示方法法绝对误差差——测量结果果和被测测量真值值之间的的差值相对误差差——测量的绝绝对误差差与被测测量真值值之比引用误差差——测量的绝绝对误差差与测量量范围之之比指示仪表表基本误误差的表表示方法法△=±C%·FS数字仪表表基本误误差的表表示方法法△=±C%·RDG例1：（0～200）V电压表刻刻度在100V的实际电电压值为为101V△绝对=（100-101）V=-1V△相对=-1/101=-1%△引用=-1/200=-0.5%例2.1.0级2V电压压表测量量电池电电压（1.5V），电电池端电电压的实实际值在在什么范范围之间间？2V×（（±1.0%）=±0.02V端电压在在（1.48～～1.52）V之之间例3.0.5级量量程为（（0～50）的的电流表表，在测测量20MA时测量量误差是是多少？？以相对误误差表示示20MA××±0.5%=±0.1MA以引用误误差表示示50MA×±0.5%=±0.25MA例4.测量1.2MPA压力，要要求测量量误差不不大于4%，应选用用怎样的的压力表表？测量范围围选择1.2MPA××3/2=1.8MPA压力表表量程系系列（（----1.6MPA、2.0MPA、2.5MPA、4MPA、6MPA----）测量误差差1.2MPA××4%=0.048MPAA1.0级（0～6）MPA△引用=0.06MPAB1.5级（0～4）MPA△引用=0.06MPAC1.5级（0～2.5）MPA△引用=0.038MPAD2.5级（0～1.6）MPA△引用=0.04MPA选CD3.误差合成成和微小误差差准则误差合成测量过程中存存在各种误差差Δ1Δ2Δ3Δ4Δ5······ΔN合成误差Δ=Δ1+Δ2+Δ3+Δ4+Δ5+······ΔN微小误差准则则当某项小误差差只占总误差差1/3～1/10时时，对总误差差的影响只有有5%～10%，可认认为没有影响响。实用意义1）用微小误误差准则在测测量过程中选选择计量标准准器计量标准器的的允许误差≤≤1/3～1/10被被检器允许误误差2）测量结果果数值修约位位数的确定使测量结果的的修约误差是是被测量允许许误差的1/10～1/20通常数值修约约位数比测量量允许误差位位数多一位如：测量范围围100V准确度等级为为1%允许误差为1V测量修约位数数至0.1V六.数据处理1.有效数字测量结果以数数字形式出现现，有效数字字与测量误差差相关。定义——一个数的允许许误差不大于于其保留末位位数字的0.5单位，则该数数字的左边第第一个非零数数字起至右边边末位数字都都是有效数字字。0.0010185位有效数字10004位有效数字1.0×1032位有效数字31785PA取2位有效数字——32KPA3.2×104PA0.032MPA一般应使数值值处于0.1～1000范围内2.有效数字的运运算⑴常数运算：：取有效位位数取决于运运算的需要决决定⑵加减运算：：根据参加运运算数字共有有小数位决定定加减运算结果果只保留各数数共有的小数数位数位数多的先进进行舍入处理理，取比共有有小数位多一一位参加运算算。结果修约至共共有小数位28.5+3.74+0.135——28.5+3.74+0.14——32.38———32.4⑶乘除运算根据参加运算算数字共有的的有效位决定定将有效位数较较多的先进行行舍入处理，，修约到比最最少有效位数数多一位，然然后进行计算算，计算结果果再修约至各各参与计算数数字最少有效效位数。例：0.15×111×100.7———0.15×111××101=1681.65——1.7×1033.数据修约规则则（1）修约间隔指定位数的0.10.20.5间隔63.37修约间隔0.1单位——63.41075.2修约到十位数数的0.2单位——10761075.2修约到百位数数的0.2单位——1080——1.08×10363.37修约到个位的的0.5单位——63.563.37修约到十位的的0.5单位——65（2）修约规则①常规修约（1单位的修约））A.当拟舍去的尾尾数大于保留留末位数的半半个单位时，，保留末位数数加一个单位位。3.086——3.09B.当拟舍去的尾尾数小于保留留末位数