12. 第十二章 导出单位及其应用

第十二章

导出单位及其应用中国计量大学《计量学概论》课程组目录01容量计量02流量计量03酸度计量容量计量PARTONE一、容量计量：概念与内容01概念与内容核心定义：容器在一定条件下容纳物质（液/气/固体微粒）的体积/质量基本单位：立方米（m³）、升（L）、立方厘米（cm³）等02关键特点本质是导出量（关联质量、密度、长度、温度等物理量）测量条件：流体静止（与流量计量核心区别）量器分类：按材质（金属/非金属）、按容量（大容量/小容量）03量值传递系统（金字塔结构）1、计量基准：国家容量基准（基准衡量法/几何测量法）2、计量标准：一/二等标准金属/玻璃量器组、油罐检定装置3、工作计量器具：量杯、量筒、计量罐车、加油机等容量计量：作用与应用场景以及基本方法作用与应用场景01核心定位：

贯穿生活、科研、工业的基础计量典型应用：

日常生活：小包装食用油、瓶装酒/醋/酱油的容量标注

科学研究：化学分析用吸管、滴定管、量瓶的精准量取

工业生产：石油储罐、汽车油罐、油轮的容量计量（贸易结算核心）

医药卫生：配制药剂、注射用注射器的容量控制容量计量的基本方法02方法类型核心原理工作介质适用场景准确度等级衡量法（称量法）V=M/ρ（测介质质量、密度、温度算容积）水/蒸馏水一等金属量器、高精度玻璃量器标定最高（优先选用）容量比较法被检量器与标准量器直接对比水/蒸馏水二等标准量器、规则大容器中等（注入法/排出法）几何测量法测容器几何尺寸（直径/高度）+计算-大型计量罐、油罐（规则形状）低于前两种（传统）；新技术（白光扫描）精度提升流量计量PARTTWO流量定义：两大类型：流量计量：核心概念类型定义单位示例生活案例瞬时流量某一时刻的流量（单位时间流体量）立方米/时（m³/h）、升/分（L/min）、千克/秒（kg/s）打开水龙头的实时水流速度累积流量（总量）某时间段内流量总和吨（t）、立方米（m³）水表/煤气表的月度读数单位时间内流过管道/设备横截面的流体量（液/气/固/多相流体）单位时间内流过管道/设备横截面的流体量（液/气/固/多相流体）核心关联：“民用四表”（水表、燃气表、热能表、电能表）——国家强制检定计量器具流量计量：作用与意义1、民生保障：千家万户用水、用气、用热的计量结算（公平贸易基础）2、工业生产：电力、冶金、化工、石油等行业的流程控制（保证产品质量）3、贸易结算：原油出口、加油/供气/供水等商业活动的计价依据（避免经济损失）4、历史教训：早年无原油流量计，靠货轮吃水线计量，导致国家经济损失+声誉风险作用与意义方法与仪器设备流量标准装置：复现流动状态，校准流量计（保证量值准确）流量计（核心测量工具）：按原理：容积式（煤气表、腰轮流量计）、推理式（电磁/超声波/涡轮流量计）按单位：体积流量计、质量流量计按场合：管道用、明渠用典型示例：家用机械式水表（叶轮+齿轮传动，累计流量）1、速度面积法：测截面多点流速+通路截面积，经数学运算得流量2、直接测量法：流量计直接输出流量值（应用最广泛）两大测量方法：流量标准装置：复现流动状态，校准流量计（保证量值准确）流量计（核心测量工具）：按原理：容积式（煤气表、腰轮流量计）、推理式（电磁/超声波/涡轮流量计）按单位：体积流量计、质量流量计按场合：管道用、明渠用典型示例：家用机械式水表（叶轮+齿轮传动，累计流量）仪器设备分类：流量计量：方法与仪器设备将被检流量计与更高精度标准对比，确定误差/不确定度检定核心1、称量法（一级标准）：测流体质量+时间算流量2、容积法（一级标准）：测流体体积+时间算流量3、标准流量计法（二级标准）：用经一级标准检定的高精度流量计做标准三大检定方法液体流量：国家水流量基准

→

流量标准器具

→

工作流量计（JJG2063-2007）气体流量：国家气体流量基准

→

流量标准器具

→

工作流量计（JJG2064-1990）关键要求：尽量保持检定与使用的安装/温度/压力条件一致，必要时修正数据量值传递系统（层级关系）流量计量：检定与量值传递检定与量值传递酸度计量PARTTHREE描述水溶液酸碱性强弱，用pH表示（热力学标准下）中性：pH=7；酸性：pH<7；碱性：pH>7核心定义：01柠檬汁（2.2~2.4）、牛奶（6.3~6.5）、酸雨（<5.6）人体血液（7.35~7.45）：偏离则酸中毒/碱中毒（危及生命）土壤（5~8）：适宜农作物生长简单测量工具：pH试纸（定性判断酸碱性）生活中的pH示例：02酸度计量：概念与生活应用酸度计量：测量原理水的电离平衡：H₂O⇌H⁺+OH⁻（25℃时，[H⁺]×[OH⁻]=10⁻¹⁴mol/L）pH定义：溶液中氢离子活度的负对数值。pH计核心结构：电极部分：指示电极）+参比电极→

可集成为复合电极电计部分：阻抗转换器、放大器、显示器（将电动势转为pH值直接读数）测量步骤：用标准缓冲溶液校准

→

插入待测溶液

→

读取pH值测量原理：方法类型核心原理工具示例精度等级适用场景比色法指示剂在不同酸度下呈现不同颜色pH试纸、比色管低（定性）快速判断酸碱性电势法电极与溶液组成电池，电动势关联H⁺活度pH计（酸度计）高（定量）精确测量pH值（科研/工业）酸度计量：量值传递与溯源单击此处添加标题量值传递与溯源溯源依据：JJG2060-2014《pH（酸度）计量器具检定系统表》三级传递体系：1、计量基准：国家pH基准（复现0~14pH标度，扩展不确定度0.005）→

溯源至SI基本单位2、计量标准：标准物质：一级/