计量基础知识中级

计量基础知识中级考题分布

计量基础年度总分计量基础知识卷面百分比2004200分42分21％2005170分32分19％2006170分29分17％第2页,共60页，2024年2月25日，星期天真题类型2004年2005年2006年基本概念321计量单位734测量仪器542测量结果111测量误差和测量不确定度9109测量控制体系000第3页,共60页，2024年2月25日，星期天计量基础第一节基本概念第二节计量单位第三节测量仪器第四节测量结果第五节测量误差和测量不确定度第六节测量控制体系第4页,共60页，2024年2月25日，星期天一、计量的内容、分类和特点（一）计量的内容计量：是实现单位统一、保障量值准确可靠的活动。计量学：是关于测量的科学，它涵盖测量理论和实践的各个方面。计量管理：是为经济而有效地满足社会对测量的需要而进行的一项法制、技术和管理方面的有组织的活动。计量的内容：包括六个方面。（1）计量单位与单位制；（2）计量器具（或测量仪器），包括实现或复现计量单位的计量基准、计量标准与工作计量器具；（3）量值传递与溯源，包括检定、校准、测试、检验与检测；（4）物理常量、材料与物质特性的测定；（5）测量不确定度、数据处理与测量理论及其方法；（6）计量管理，包括计量保证与计量监督等。第5页,共60页，2024年2月25日，星期天一、计量的内容、分类和特点（二）计量的分类（1）科学计量：是指基础性、探索性、先行性的计量科学研究，它通常采用最新的科技成果来准确定义和实现计量单位，并为最新的科技发展提供可靠的测量基础。（2）工程计量：又称工业计量，是指各种工程、工业、企业中的实用计量。随着产品技术含量提高和复杂性的增大，为保证经济贸易全球化所必需的一致性和互换性，它已成为生产过程控制不可缺少的环节。（3）法制计量：法制计量是指由政府或授权机构根据法制、技术和行政的需要进行强制管理的一种社会公用事业，其目的主要是保证与贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测、资源控制、社会管理等有关的测量工作的公正性和可靠性。第6页,共60页，2024年2月25日，星期天一、计量的内容、分类和特点（三）计量的特点（1）准确性：是指测量结果与被测量真值的一致程度。（2）一致性：测量结果应是可重复、可再现（复现）、可比较的。（3）溯源性：是指任何一个测量结果或测量标准的值，都能通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链，与测量基准联系起来的特性。（4）法制性：是指计量必需的法制保障方面的特性。第7页,共60页，2024年2月25日，星期天二、计量的法律法规（一）《中华人民共和国计量法》1985年9月6日公布，1986年7月1日起施行，共6章35条立法的宗旨：加强计量监督管理，保障国家计量单位制的统一和量值的准确可靠，有利于生产、贸易和科学技术的发展，适应社会主义现代化建设的需要，维护国家、人民的利益。适用范围：中华人民共和国境内，所有国家机关、社会团体、中国人民解放军、企事业单位和个人，凡是使用计量单位，建立计量基准、计量标准、进行计量检定，制造、修理、销售、使用计量器具和进口计量器具，开展计量认证，实施仲裁检定和调解计量纠纷，进行计量监督管理方面所发生的各种法律关系，均为计量法适用的范围。第8页,共60页，2024年2月25日，星期天二、计量的法律法规（二）计量法律和法规计量法律：即1985年9月6日全国人大常委会审议通过的《中华人民共和国计量法》。计量法规：计量行政法规和规范性文件，例如：《中华人民共和国计量法实施细则》、《关于在我国统一实行法定计量单位的命令》等。计量规章、规范性文件（1）国务院计量行政部门制定的各种全国性的单项计量管理办法和技术规范。例如《中华人民共和国强制检定的工作计量器具明细目录》、国家计量检定规程等。（2）国务院有关主管部门制定的部门计量管理办法。例如《国防计量监督管理条例》等。（3）县级以上地方人民政府及计量行政部门制定的地方计量管理办法。如《南京市计量管理办法》等。第9页,共60页，2024年2月25日，星期天三、计量溯源、校准和检定（一）量值溯源量值溯源性：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值能够与规定的参考标准（通常是国家计基准或国际计量基准）联系起来的特性，称为量值溯源性。主要技术手段：校准和检定。第10页,共60页，2024年2月25日，星期天三、计量溯源、校准和检定（二）校准校准：在规定的条件下，为确定测量仪器（或测量系统）所指示的量值，或实物量具（或参考物质）所代表的量值，与对应的由其测量标准所复现的量值之间关系的一组操作。校准的主要目的：（1）确定示值误差，有时（根据需要）也可确定其是否处于预期的允差范围之内；（2）得出标称值偏差的报告值，并调整测量仪器或对其示值加以修正；（3）给标尺标记赋值或确定其他特性值，或给参考物质的特性赋值。（4）实现溯源性。第11页,共60页，2024年2月25日，星期天三、计量溯源、校准和检定（三）检定检定：查明和确认测量仪器是否符合法定要求的程序，它包括检查、加标记和（或）出具检定证书。强制检定：指由政府计量行政主管部门所属的法定计量检定机构或授权的计量检定机构，对某些测量仪器实行的一种定点定期的检定。我国规定，用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测四个方面且列入《中华人民共和国强制检定的工作计量器具明细目录》的工作计量器具，属于国家强制检定管理范围。此外，我国对社会公用计量标准，以及部门和企业、事业单位的各项最高计量标准，也实行强制检定。非强制检定：指由使用单位自己或委托具有社会公用计量标准或授权的计量检定机构，对强检以外的其他测量仪器依法进行的一种定期检定。检定依据：计量检定必须按照国家计量检定系统表进行。计量检定必须执行计量检定规程。（国家、部门、地方）第12页,共60页，2024年2月25日，星期天三、计量溯源、校准和检定（四）计量确认计量确认：计量确认是指为确保测量设备满足预期使用要求而进行的一组操作。计量确认过程的输入：计量确认过程有两个输入，即顾客计量要求和测量设备特性。计量确认过程的输出：确认过程的唯一输出，则是测量设备的确认状态，即测量设备是否满足顾客的计量要求。第13页,共60页，2024年2月25日，星期天四、检定、校准和确认的比较检定校准确认对象依法管理计量器具测量设备测量设备目的评定是否符合法定要求确定与对应标准量值之间的关系评定是否满足预期使用要求性质具有法制性，属于法制计量管理的执法行为不具有法制性，是企事业单位自愿溯源的行为不具有法制性，是企事业单位计量管理的自愿行为依据计量检定规程校准规范或校准方法校准规范或校准方法以及预期使用要求活动检查计量要求、技术要求和行政管理要求；加标记和（或）出证书用计量标准对被校准的测量设备的计量特性赋值，并确定其示值误差校准，必要的调整和修理，随后的再校准，与预期使用要求比较，以及所要求的封印和标记结果合格的发检定证书；不合格的发不合格通知书校准证书或校准报告计量确认证明文件和相应的封印和标记第14页,共60页，2024年2月25日，星期天本节要点计量的分类（三个）计量特点（四个）法律法规构成校准、溯源、检定的概念第15页,共60页，2024年2月25日，星期天一、概述量值：用数值和测量单位(又称计量单位)的乘积表示特定量的大小。例5.3m。国家法定计量单位：国际单位制计量单位和国家选定的其他计量单位。第16页,共60页，2024年2月25日，星期天二、法定计量单位的构成我国法定计量单位的构成（1）SI基本单位共7个（2）包括SI辅助单位在内的具有专门名称的导出单位共21个（3）由SI基本单位和具有专门名称的SI导出单位构成的组合形式的SI导出单位（4）SI单位的倍数单位，包括SI单位的十进倍数单位和十进分数单，构成倍数单位的SI词头共20个（5）国家选定的作为法定计量单位的非SI单位共16个（6）由以上单位构成的组合形式的单位第17页,共60页，2024年2月25日，星期天SI基本单位序号量的名称单位名称单位符号1长度米m2质量千克（公斤）kg3时间秒s4电流安[培]A5热力学温度开[尔文]K6物质的量摩[尔]mol7发光强度坎[德拉]cd第18页,共60页，2024年2月25日，星期天由SI基本单位和具有专门名称的SI导出单位构成的组合形式的SI导出单位力矩的单位单位符号中文符号中文名称N·m加速度

的单位m/s2米/秒2米每二次方秒牛·米牛米单位符号中文符号中文名称第19页,共60页，2024年2月25日，星期天组合形式的单位

转每分r/min

米每秒m/s

每米m－1

每摄氏度℃－1

千克每立方米kg/m33.75×10－3第20页,共60页，2024年2月25日，星期天三、法定计量单位的基本使用方法（1）计量单位的名称，一般是指它的中文名称，不要与计量单位的符号和中文符号混淆。中文符号中带“/”，“.”符号，符号中的乘号没有对应的名称，除号的对应名称为“每”字。中文符号只采用简称，中文名称既可全称，也可简称。单位符号中文符号单位名称动力粘度Pa·s帕·秒帕【斯卡】秒速度m/s、m·s-1米/秒、米·秒－1米每秒热导率kW/(m·K)千瓦/（米·开）千瓦每米开【尔文】第21页,共60页，2024年2月25日，星期天三、法定计量单位的基本使用方法（2）在一个单位（组合形式单位）中，一般不允许国际符号与中文符号混用。如：速度单位不得写成km/时，应写成km/h。特殊如摄氏度（℃）（℃既是国际符号，又可作为中文符号使用）和习惯用的数词如亿、万等可与其他单位的国际符号组合使用。如“焦耳每摄氏度”可写成“焦／℃”；统计运输量常用万吨公里，可记为“万t·km”。（3）组合单位的倍数单位一般只用一个词头，并尽量用于组合单位中第一个单位。对相除或乘和除组成的组合单位，其词头一般都应加在分子的第一个单位之前，分母一般不用词头，当分母为长度、面积、体积及质量kg单位时，分母可选用某词头构成组合单位。如：力矩单位kN·ｍ，不宜写成Ｎ·kｍ。第22页,共60页，2024年2月25日，星期天三、法定计量单位的基本使用方法（4）如果单位中带有幂，则幂的名称应在单位之前。二次幂为二次方，三次幂为三次方，依此类推。特例表示长度的面积和体积时，则相应的指数名称为平方和立方。例1、法定计量单位的体积单位名称是（）。例2、断面惯性矩的单位符号是m4，它的单位名称是（）。例3、体积流量的单位符号是m3/s，它的单位名称是（）。立方米四次方米立方米每秒第23页,共60页，2024年2月25日，星期天三、法定计量单位的基本使用方法例1、按我国法定计量单位使用方法规定，3㎝²应读成（）。

A、3平方厘米B、3厘米平方C、平方3厘米A例2、法定计量单位加速度的单位名称是（）。

A、每秒每秒米

B、米每平方秒

C、米每二次方秒C例3、法定计量单位牛顿每平方米的单位中文符号是（）。

A、牛顿/米²B、牛/米²C、牛顿/平方米B第24页,共60页，2024年2月25日，星期天三、法定计量单位的基本使用方法（5）有些非物理量的单位（如件、台、圆、人等）可用汉字与符号构成组织形式单位。如表示机床年产量可用“台／年”或“台／a”。（6）量值中的数值一般应采用和阿拉伯数字。尽量避免用分数，而用小数。如１／４kg，应写成０.２５kg。带有计量单位时，用阿拉伯数字书写，如１４Ａ（读作１４安培）。（7）当数值的位数多时，如为整数后有３个以上的“０”或为纯小数，小数点后面有３个以上的“０”，均可采用以１０n（n为正、负整数）的形式写法，但有效位数中的“０”必须全部写出。如已明确３６００００这个数的有效位数是三位，则应写成３６０×１０３。第25页,共60页，2024年2月25日，星期天三、法定计量单位的基本使用方法（8）单位的使用一般应使数值处于0.1～1000范围内例：0.00351m可写成3.51mm;1013Pa可写成1.013kPa;1.2×104m可写成12km。（9）单位符号一般用正体小写字母书写,但是以人名命名的单位符号,第一个字母必须正体大写，例如：“W”、“V”、“Hz”。“升”的符号“l”，可以用大写字母“L”。单位符号后，不得附加任何标记，也没有复数形式。（10）词头的名称紧接单位的名称，作为一个整体，其间不得插入其他词。例如：面积单位km2的名称和含义是“平方千米”，而不是千平方米。第26页,共60页，2024年2月25日，星期天三、法定计量单位的基本使用方法（11）一般不在组合单位的分子分母中同时使用词头。例如：电场强度单位可用MV/m，不宜用kV/mm。词头加在分子的第一个单位符号前，例如：热容单位J/K的倍数单位kJ/K，不应写成J/mK。同一单位中一般不使用两个以上的词头，但分母中长度、面积和体积单位可以有词头，kg也作为例外。（12）万（104）和亿（108）可放在单位符号之前作为数值使用，但不是词头。十、百、千、十万、百万、千万、十亿、百亿、千亿等中文词，不得放在单位符号前作数值用。例如“3千秒-1”应读作“三每千秒”，而不是“三千每秒”；对“三千每秒”，只能表示为“3000秒-1”；读音“一百瓦”，应写作“100瓦”或“100W”。第27页,共60页，2024年2月25日，星期天本节要点我国法定计量单位的组成法定计量单位的使用方法第28页,共60页，2024年2月25日，星期天一、概述测量仪器（计量仪器）：单独地或连同辅助设备一起用以进行测量的器具。量具：使用时以固定形态复现或提供给定量的一个或多个已知值的器具。检定是查明和确认测量仪器是否符合法定要求的程序，它包括检查、加标记和（或）出具检定证书。检验是对使用中测量仪器进行监督的重要手段，其内容包括检查测量仪器的检定标记或检定证书是否有效、保护标记是否损坏、检定后测量方法仪器是否遭到明显改动，以及其误差是否超过使用中最大允许误差等。第29页,共60页，2024年2月25日，星期天一、概述测量仪器分类：按其结构和功能特点可分为四种：（1）显示式测量仪器，又称为指示式测量仪器，它能直接或间接显示出被测量的示值。例如：转速计、温度计、密度计、弹簧式压力表、千分尺、电流表、功率表、频率计等。这类测量仪器按其给出示值的形式，又分为模拟式、数字式和记录式三种。（2）比较式测量仪器，它能使被测量具或使被测量与标准量具相互比较。例如：天平、长度比较仪、电位差计、光度计、测量电桥等。（3）积分式测量仪器，它通过一个量对另一个量的积分来确定被测量值。例如：家庭用的电能表，测量的是在两次付费时刻之间的一段时间内，所耗用的电功率对时间的积分。又如：皮革面积测量仪，测量的是皮鞋摊平在平面上，其轮廓线所围的平面面积。（4）累积式测量仪器，它通过对来自一个或多个源中，同时或依次得到的被测量的部分值求和，来确定被测量值。例如：累积式皮带秤，是通过累积器根据称重和位移传感器提供的信息，对皮带测量段上每次称得的各分量负荷进行累加求和，并通过累积指示器显示累积值。另处还有电子轨道衡、总加式电功率表等。第30页,共60页，2024年2月25日，星期天二、测量仪器的计量特性1、测量系统：组装起来以进行特定测量的全套测量仪器和其他设备。例（a）测量半导体材料电导率的装置；

(b）校准体温计的装置。注：1）测量系统可以包含实物量具和化学试剂。

2）固定安装着的测量系统称为测量装备。2、测量设备：测量仪器、测量标准、参考物质、辅助设备以及进行测量所必需的资料的总称。3、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。4、量程：标称范围两极之差的模。例：对从-10V～10V的标称范围，其量程为20V。5、标称值：测量仪器上表明其特性或指导其使用的量值，该值为圆整值或近似值。例（a）标在标准电阻上的量值：100Ω；(b）标在单刻度量杯上的量值：1L。第31页,共60页，2024年2月25日，星期天二、测量仪器的计量特性6、测量范围：测量仪器的误差处在规定极限内的一组被测量的值。7、额定操作条件：测量仪器的规定计量特性处于给定极限内的使用条件。8、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。9、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。10、灵敏度：测量仪器响应的变化除以对应的激励变化。11、分辨力：显示装置能有效辨别的最小的示值差。12、稳定性：测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能力。13、漂移：是测量仪器计量特性的慢变化。14、示值误差：测量仪器示值与对应输入量的真值之差。15、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。第32页,共60页，2024年2月25日，星期天三、测量仪器的使用原则（一）技术性：通常应为测量对象所要求误差的1/3~1/5,若条件不许可，也可为1/2，当然此时测量结果的置信水平就相应下降了。（二）经济性：指该仪器的成本，应考虑和选择易于安装、容易维修、互换性好、校准简单的测量仪器。应选用误差分配合理的测量食品来组成测量装置。第33页,共60页，2024年2月25日，星期天本节要点计量器具的计量特性计量器具的选用原则第34页,共60页，2024年2月25日，星期天一、测量准确度和精密度（一）测量准确度测量准确度是指测量结果与被测量真值之间的一致程度。测量准确度是一个定性概念，不宜量化。准确度等级是使误差保持在规定极限以内的测量仪器的等别、级别，通常按约定注以数字或符号。例如：准确度等级为0.4级。（二）测量精密度测量精密度是指在规定条件下获得的各个独立观测值之间的一致程度。

第35页,共60页，2024年2月25日，星期天二、测量重复性和再现性（一）测量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。（二）测量再现性（复现性）在改变了的测量条件下，对同一被测量的测量结果之间的一致性。（三）区别二者的测量条件不同，运用的目的不同。第36页,共60页，2024年2月25日，星期天本节要点测量准确度和精密度的概念测量重复性和再现性的概念第37页,共60页，2024年2月25日，星期天一、测量误差和测量结果修正（一）测量误差测量结果减去被测量的真值所得的差，称为测量误差。根据其表示方式不同，可分为绝对误差、相对误差和引用误差。绝对误差：测量结果减去被测量的真值。（有量纲）相对误差：绝对误差与被测量的【约定】真值之比。（用百分数表示）引用误差：计量器具的绝对误差与其特定值之比。第38页,共60页，2024年2月25日，星期天一、测量误差和测量结果修正误差＝测量结果－真值＝（测量结果－总体均值）＋（总体均值－真值）＝随机误差＋系统误差随机误差－对同一被测量进行无限多次测量所得的结果的平均值之差。系统误差－对同一被测量进行无限多次测量所得的结果的平均值与被测量的真值之差。（二）测量结果修正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，其大小等于绝对误差，但符号相反。第39页,共60页，2024年2月25日，星期天一、测量误差和测量结果修正（三）何谓偶然误差、系统误差、粗差？单次测量时误差可大可小可正可负，但多次测量其平均值趋于零的误差，叫偶然误差。保持恒定或以可预知方式变化的误差叫系统误差。明显歪曲测量结果的误差叫粗差。第40页,共60页，2024年2月25日，星期天习题1、某测量值为2000，真值为1997，则测量误差为（），修正值为（）。2、测量值为9998，修正值为3，则真值为（），测量误差为（）。3、某仪表量程0～10，于示值5处计量检得值为4.995，则示值引用误差为（），示值相对误差为（）。4、精度0.5级量程0～10的计量仪表，其允许最大示值误差为（），量程0～50的计量仪表，其允许表，其允许最大示值误差为（

）。3－310001－30.05％0.1％0.050.25第41页,共60页，2024年2月25日，星期天二、测量不确定度（一）基本概念不确定度：合理地赋予测量之值的分散性、与测量结果相联系的参数。不确定度与误差的区别：不确定度是说明被测量之值分散性的参数，它不说明测量结果是否接近真值。第42页,共60页，2024年2月25日，星期天二、测量不确定度1、标准不确定度标准不确定度：以标准差表示的测量不确定度，用符号u表示，指不确定度以标准差来表征测量之值的分散性。合成标准不确定度：当测量结果是由若干个其它量的值求得时，测量结果的标准不确定度，等于这些其它量的方差和协方差平方和的正平方根，用符号uc表示。2、扩展不确定度用标准差的倍数或说明了置信水平的区间的半宽表示的测量不确定度，通常用符号U表示。（它是将合成标准不确定度扩展了k倍得到的，k称为包含因子。第43页,共60页，2024年2月25日，星期天二、测量不确定度3、关系公式第44页,共60页，2024年2月25日，星期天二、测量不确定度（二）测量不确定度的来源（1）对被测量的定义不完整或不完善（2）实现被测量定义的方法不理想（3）取样的代表性不够，即被测量的样本不能代表所定义的被测量（4）对测量过程受环境影响的认识不周全，或对环境条件的测量与控制不完善（5）对模拟仪器的读数存在人为偏移（6）测量仪器的分辨力或鉴别力不够（7）赋予计量标准的值或标准物质的值不准（8）引用于数据计算的常量和其它参量不准（9）测量方法和测量程序的近似性和假定性（10）在表面上看完全相同的条件下，被测量重复观测值的变化第45页,共60页，2024年2月25日，星期天二、测量不确定度（三）测量不确定度的评定第46页,共60页，2024年2月25日，星期天二、测量不确定度1、测量模型的建立设被测量Y由其它的n个测量值X1,X2,…,Xn

即Y=f（X1,X2,…,Xn）例：测量某长方体体积V，需测量长（x1）、宽（x2）、高（x3

），则V＝Y=f（x1,x2,x3）=x1·x2·x3

测量结果y的不确定度取决于xi的不确定度u（xi）第47页,共60页，2024年2月25日，星期天二、测量不确定度2、输入估计值测量不确定度的评定A类评定：通过对观测列的统计分析来评定不确定度的方法。注（1）n不小于6次（2）标准不确定度一般取1～2位有效数字第48页,共60页，2024年2月25日，星期天二、测量不确定度B类评定：用不同于对观测列进行统计分析的方法来评定标准不确定度。B类评定的信息来源（1）以前的观测数据；（2）对有关技术资料和测量仪器特性的了解和经验；（3）生产部门提供的技术说明文件；（4）校准证书、检定证书或其他文件提供的数据、准确度的等别或级别，包括目前仍在使用的极限误差、最大允许误差等；（5）手册或某些资料给出的参数数据及其不确定度；（6）规定实验方法的国家标准或类似技术文件中给出的重复性限r或复现性限R。第49页,共60页，2024年2月25日，星期天二、测量不确定度未知扩展不确定度和包含因子求B类标准不确定度u(xi)估计xi变化范围（半宽）a及其对应的分布第50页,共60页，2024年2月25日，星期天二、测量不确定度已知扩展不确定度U和包含因子k,求B类标准不确定度u(xi)P(%)5068.27909595.459999.73kp0.6711.6451.96022.5763正态分布情况下置信概率p与包含因子kp间的关系第51页,共60页，2024年2月25日，星期天二、测量不确定度68.27%95.45%99.73%第52页,共60页，2024年2月25日，星期天二、测量不确定度3、输出