计量基础知识讲义2012.10.15

1、计量基础知识培训讲义 广东石化王绍旭 20121008,2012年10月08日,计量基础知识,有人说秦代将军身高八尺，比今天我国男篮中锋姚明(2.26m)还高，你认为这种说法对吗？ 现代一尺=？米 秦代 一尺=？米 八尺=？m 思考：1.统一才能比较.统一计量单位 -米 2.如何取得数据-有办法对比较对象进行测量. 这就是我们的课程-计量 要回答和解决的问题！,秦代 1尺=23.1厘米 8尺=8*23.1=184.8厘米=1.848m,现代1尺=0.3333米,计量基础知识,秦始皇统一中国的几大贡献是什么？,计量基础知识,计量基础知识,度 量 衡（d ling hng ） ， 度,计量长短的器

2、具称为度,测定计算容积的器皿称为量，,测量物体轻重的工具称为衡。,量,衡,计量基础知识,请同学们举出度 量 衡的实例？,计量基础知识,计量基础知识,计量基础知识,计量基础知识,企业中的度量衡,计量基础知识,计量基础知识,计量基础知识,计量长短的器具称为度， 石油尺 卡尺 单位：,km,m,dm,cm,mm,计量基础知识,测定计算容积的器皿称为量， 立式罐 球罐,L 升,m3,计量基础知识,测量物体轻重的工具称为衡。 衡器 称 天平,g,kg,t吨,计量基础知识,度量衡的统称,计 量,计量基础知识,“中华人民共和国制造计量器具许可证”标志,计量基础知识,CMC标志CMC是“中华人民共和国制造计量

3、器具许可证”标志， 是“China Metrology Certification”的英文缩写，意为中国制造计量器具许可证。,计量基础知识,标志的含义 “中华人民共和国计量器具许可证”。 外圈“C”表示“中国”的英文缩写。 内圈“M”表示“计量器具”的英文缩写。 内圈“C”表示“许可证”的英文缩写。,计量基础知识,CMC是制造计量器具许可证标志,是China Metrology Certification的英文缩写，意为中国制造计量器具许可证。取得制造计量器具许可证的企业，可在其生产的计量器具上标注CMC标志。该标志表明：计量器具制造企业具备生产能力计量器具的能力，所生产的计量器具准确度和可靠

4、性等指标符合法制要求。,计量基础知识,对制造、修理计量器具实行许可证制度，实质上是由政府计量行政部门对制造、修理计量器具的单位是否具有制造、修理计量器具资格和能力的一种认可，是政府对企业、事业单位实行的一种法制性的监督管理。它是针对计量器具这种特殊产品所采取的一种特殊的法律约束的管理手段。,计量基础知识,中华人民共和国计量法第十二条明确规定： “制造、修理计量器具的企业、事业单位，必须具备与制造、修理的计量器具相适应的设备、人员和检定仪器设备，经县级以上人民政府计量行政部门考核合格，取得制造计l量器具许可证或修理计量器具许可证。” 这是对制造、修理计量器具的企业、事业单位所应具备的条件和必须履

5、行的法律手续的规定。,计量基础知识,古 秦灭六国后，明令统一度量衡，使长度、容积、 重 量都有了统一的标准。 今 计量法 使用 由于度量衡在使用中受到磨损，产生偏差，每年 都 要对度量衡进行检验，校正。 管理 检定规程 管理制度,计量基础知识,计量的定义 计量是实现单位统一、量值准确可靠的活动。上述定义的活动，包括科学技术上的、法律法规上的和行政管理上的活动。,计量基础知识,计量的特点 计量的特点取决于计量所从事的工作，即为实现单位统一、量值准确可靠而进行的科技法制和管理活动。概括地说，可归纳为准确性、一致性、溯源性及法制性4个方面。,计量基础知识,准确性：是指测量结果与被测量真值的一致程度。

6、由于实际上不存在完全准确无误的测量，因此在给出量值的同时，必须给出适应于应用目的或实际需要的不确定度或误差范围，否则，所进行的测量的质量就无从判断，量值也就不具备充分的实用价值，所谓量值的准确，即是在一定的不确定度、误差极限或允许误差范围内的准确。 （白菜 金条）,计量基础知识,一致性：是指在统一计量单位的基础上，无论在何时、何地，采用何种方法，使用何种计量器具，及由何人测量，只要符合有关的要求，其测量结果就应在给定的区间内一致。也就是说，测量结果应是可重复、可再现(复现)、可比较的。换言之，量值是确实可靠的。计量的核心实质是对测量结果及其有效性、可靠性的确认，否则，计量就失去其社会意义。 (

7、不同医院测量血压操作规范仪器检定合格人机环),计量基础知识,溯源性：是指任何一个测量结果或计量标准的值，都能通过一条具有规定不确定度的连续比较链，与计量基准联系起来。这种特性使所有的同种量值，都可以按这条比较链通过校准向测量的源头追溯，也就是溯源到同一个计量基准(国家基准或国际基准)，从而使准确性和一致性得到技术保证。否则，量值出于多源或多头，必然会在技术上和管理上造成混乱。所谓“量值溯源”，是指自下而上通过不间断的校准而构成溯源体系；而“量值传递”，则是自上而下通过逐级检定而构成检定系统。（时间的校准北京时间世界时间每个人的时间）,计量基础知识,法制性：来自于计量的社会性，因为量值的准确可靠

8、不仅依赖于科学技术手段，还要有相应的法律、法规和行政管理。特别是对国计民生有明显影响，涉及公众利益和可持续发展或需要特殊信任的领域，必须由政府主导建立起法制保障。否则，量值的准确性、一致性及溯源性就不可能实现，计量的作用也难以发挥。（高考的时间平时上课的时间 社会性-法制性）,计量基础知识,计量的内容 随着科技、经济和社会的发展,计量的内容也在不断地扩展和充实，通常可概括为6个方面:计量单位与单位制；计量器具；量值传递与量值溯源，（检定）；物理常量的测定；不确定度、数据处理与测量理论及其方法；计量管理，包括计量保证与计量监督等。（以热电偶检定系统为例）,31,热电偶计量检定系统,选择温度加热,

9、标准热电偶,被检热电偶,数采器,万用表,自控软硬件,打印存盘,ROC1300卧式炉,(+200到1300度）,计量基础知识,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叫计量单位。计量单位具有约定地赋予的名称和符号。例如压力的单位是帕斯卡，单位符号是pa。计量单位的名称和符号应按国家标准GB31003102-93量和单位使用。,计量基础知识,单位制 单位制是为给定量制按给定规则确定的一组基本单位和导出单位。只有给定了量制，规定了每个基本单位和导出单位的定义、名称和符号以及进位制度的单位制，才是一个完全确定的单位制。,计量基础知识,计量器具定义 单独地或连同辅助设备一起用以进行测量

10、的器具。 在我国有关计量法律、法规中，测量仪器也称为计量器具。其特点是：（1）用于测量；（2）本身是可以单独地或连同辅助设备一起使用的一子种技术工具或装置。计量器具包括实物量具、测量用的仪器仪表、标准物质和测量系统。计量器具按用途可分为计量基准、计量标准和工作用计量器具。,计量基础知识,日常生活中的计量器具,计量基础知识,计量基础知识,CT X光机 心电图 血液等生理指标化验分析仪器等 -计量是？,生命健康的保护神,计量基础知识,计量基准、标准 为实现单位统一、量值准确可靠按照国家规定的准确度等级，逐级建立计量标准，作为检定的依据。,计量基础知识,国家计量基准 经国家决定承认的测量标准，在一个

11、国家内作为对有关量的其他测量标准定值的依据。 “国家决定承认”确定了国家基准的法制地位。我国计量法第五条规定“国务院计量行政部门负责建立各种计量基准器具，作为统-全国量值的最高依据。”,计量基础知识,工作标准 用于日常校准或核查实物量具、测量仪器或参考物质的测量标准叫工作标准。 （1）工作标准通常用参考标准校准。 （2）用于确保日常测量工作正确进行的工作标准称为核查标准。,41,热电偶计量检定系统,选择温度加热,标准热电偶,被检热电偶,数采器,万用表,自控软硬件,打印存盘,ROC1300卧式炉,(+200到1300度）,计量基础知识,量值传递及溯源 实施量值传递与溯源是计量工作的主要任务之一，

12、涉及计量器具法制管理的各个环节，也涉及国民经济建设及人民生活的各个领域。量值传递与溯源也是保证量值准确可靠与一致的基本手段和基本途径。,计量基础知识,中国时间标准北京时间,计量基础知识,世界标准时间格林威治时间,计量基础知识,我们对表就是一个溯源校准的过程（最简单的）,计量基础知识,计量器具的检定 1）定义 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(或)出具检定证书。,计量基础知识,2）检定的分类 按检定的必要程序和国家对其依法管理的形式，可将检定分为强制检定和非强制检定。 （1）强制检定 强检定是指由县级以上人民政府计量行政部门指定的法定计量检定机构或授权的计量检定机构

13、，对强制检定的计量器具，实行的定点定期检定。在我国，社会公用计量标准，部门和企业、事业单位的各项最高计量标准，要实行强制检定。另外用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测四个方面的列入中华人民共和国强制检定的工作计量器具管理目录的工作计量器具要实行强制检定。 （体重秤为例家用医院用）,计量基础知识,（2）非强制检定 非强制检定是指由法定计量检定机构依法进行定期检定。或使用单位不能检定，委托有权开展量值传递工作的其他计量检定机构进行的检定。 除强制检定计量器具以外的其他依法管理的计量标准和工作计量器具属于非强制检定计量器具。（尺用在不同的地方强制 非强制厂内贸易结算 个人 量个医院用）,计量基

14、础知识,检定的依据 检定的依据是按法定程序审批公布的计量检定规程。检定规程是评价计量器具的计量性能，具有国家法定性的技术文件。我国计量法规定“计量检定必须按照国家计量检定系统表进行。国家计量检定系统表由国务院计量行政部门制定。计量检定必须执行计量检定规程。,计量基础知识,检定证书 证明计量器具已经过检定，并获满意结果的文件。检定证书是证明计量器具按照检定规程的规定和要求，对检定合格的器具所出具的证明文件，它由检定机构签发。是检定结果最终认可的书面文件，具有法律效用。它证明该计量器具可以销售和使用，在调解、仲裁、审理、判定计量纠纷时，可以作为合格的法定依据。,计量基础知识,强制检定的计量器具 在

15、石油贸易交接计量中己列入强检目录的计量器具有: （1）尺:套管尺、钢卷尺、带锤钢卷尺； （2）玻璃液体温度计； （3）秤:台秤、地秤等； （4）轨道衡； （5）计量罐、计量罐车:包括立式计量罐、卧式计量罐、球形计量罐、汽车计量罐车、铁路计量罐车、船舶计量舱； （6）燃油加油机；（7）密度计； （8）流量计:液体流量计、气体流量计等。,计量基础知识,国际单位制 国际单位制是1960年在第十一届国际计量大会（CGPM）上通过，并在以后的实践中逐步发展和日趋完善的。它是目前世界上最先进、科学和实用的单位制。,计量基础知识,国际单位制的构成如下,计量基础知识,SI基本单位 国际单位制的SI基本单位共有

16、7个，它们的名称、单位符号和定义见表1-2。,计量基础知识,长度 米 质量 千克（公斤） 时间 秒 电流 安培 热力学温度 开尔文 物质的量 摩尔 发光强度 坎德拉,计量基础知识,我国的法定计量单位 法定计量单位是由国家法律承认，具有法定地位的计量单位。我国计量法明确规定，国家实行法定计量单位制度。中华人民共和国计量法规定：国家采用国际单位制。即国际单位制计量单位和国家选定的非国际单位制单位，以及上述单位构成的组合单位，为国家法定计量单位。在我国，实行法定计量单位制度，会对国家国民经济和文化教育事业的发展，对推动科学技术进步和扩大国际间交流起到积极的促进作用。,计量基础知识,与石油计量有关的法

17、定计量单位和词头简析 (1)长度和体积 长度属国际单位制中的基本单位，单位是“米”，符号为“m”，它的常用十进倍数和分数单位有，千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)；体积的国际单位制单位是“立方米”，用符号“m3”表示，其常用单位有立方分米(dm3)、立方厘米(cm3)等，升(L或1)亦可作体积单位，这里lL=ldm3，日常生活中还常用到毫升(mL)这个单位，且lmL=l0-3L，但必须注意的是不能把升称为“立升”、“公升”，也不能把mL记作“cc”。,计量基础知识,(2)质量与重量 质量也是国际单位制中的基本单位，其单位是“千克(公斤)”，用符号“kg”表示，表示质量的单位

18、还有：克(g)、毫克(mg)、吨(t)等。重量所表示的是物体所受重力的大小，在数值上它等于该物体的质量与物体所在地点的重力加速度的乘积。,计量基础知识,(3)密度 密度表示在某一温度下，单位体积物质在真空中的质量。其国际单位制单位是“千克每立方米”，用符号“kg/m3”表示，常用单位还有“克每立方厘米(g/cm3)”、“千克每立方分米(kg/dm3，)”。,计量基础知识,(4)温度 用来表示物体冷热程度的量称为温度。它是描述系统不同自由度之间能量分布状况的基本物理量。是7个基本物理量之一。其国际单位制单位是“开尔文”，用符号“K”表示，根据定义水三相点热力学温度的1/273.16。常用单位还有

19、“摄氏度()”。,计量基础知识,(5)压力、压强 压力、压强的国际单位制单位是“帕斯卡”，它表示1牛顿的力均匀而垂直地作用在1平方米的面积上所产生的压力，即物体在单位面积上承受的压力或压强。 帕斯卡的国际单位制符号是“Pa”，根据定义lPa=lN/m2，常用的压力和压强单位还有“千帕(kPa)”；“兆帕(MPa)。”,计量基础知识,(6)流量 流体在单位时间内流过管道或明渠某横截面的数量称为流量。流体以体积计算的称为体积流量（V），其国际单位制单位是“立方米/时，单位符号是“m3/h”。流体以质量计算的称为质量流量(m)，其国际单位制单位是“吨/时，单位符号是“t/h”或“千克/时”，单位符号

20、“kg/h”。体积流量与质量流量的关系是： m=V （1-3） 式中：m质量流量，单位符号kg/h 流体密度，单位符号kg/m3 V体积流量，单位符号m3/h,计量基础知识,)量值应正确表述 a、单位的名称或符号要置于整个数值之后，如57kg不应写成5kg7kg ，同样570士5mm不应写成57Omm士5mm，1.70m不应写成1m70等； b、十进制的单位一般在一个量值中只应使用一个单位，如1.84m不应写成1m84cm，但对非十进制单位，则允许在一个量值中使用几个单位，如表示角度时可以写643718；表示时间则可写5h36min24s。,计量基础知识,计量基础知识,计量基础知识,计量基础知

21、识,工艺四大参数 温度 压力 流量 液位 准？不准！ 依据是计量检定校验合格证书 -计量是？,生命安全的保障,计量基础知识,掌握了这些规则，我们就能在日常生活和实际工作中正确使用法定计量单位了。下面给出一些在使用中常见的错误，并说明原因，同时还给出正确的表达方式，以引起大家的重视。,计量基础知识,我身高一公尺八十，体重一百五十斤，穿二十七公分的鞋子。(误) 我高身1.80米，体重75公斤，穿27厘米的鞋子。(正) 原因，a、公尺、公分属己淘汰的单位，应用米、厘米代替；b、斤是市制单位，不是法定计量单位；c、单位不能插在数值中间。,计量基础知识,误差理论基础 在测量工作中，由于测量方法和测量设备

22、等的不完善，以及人们认识能力所限和周围环境的影响，以至测量结果与被测量真值之间不可避免地存在着差异，表现为测量结果始终含有误差。随着科学技术的发展和人们认识水平的提高，虽然可以将误差控制的愈来愈小，但终究不能完全消除。测量结果都有误差，误差自始至终存在于一切科学实验和测量的过程中，这就是误差公理。误差的存在是必然的和普遍的。所以，在测量中要充分认识误差进而最大限度地减小和消除误差对测量结果的影响。,计量基础知识,误差的定义 1）误差定义 误差是测量结果减去被测量的真值。有时也称为绝对误差。可用下式表示: 误差测量结果真值,计量基础知识,测量结果是指由测量所得到的赋予被测量的值。在给出测量值时，

23、应说明它是未修正测量结果还是已修正测量结果。,计量基础知识,真值是与给定量的定义完全一致的值，也就是在测量一个量时，该量本身所具有的真实大小。量的真值是一个理想的概念，一般是不可知的。只有在某些特定条件下，真值才是可知的。例如：三角形三个内角之和为180；所以这里的真值实际上用的是约定真值。（标准热电偶就是工作偶的真值）,计量基础知识,为使用需要，在实际测量中，常用被测量的实际值代替真值，而实际值的定义是满足规定准确度的用来代替真值使用的量值。例如在检定工作中，将高一等级准确度的标准所测得的量值称为实际值。如用二等标准温度计检定工作用温度计时，把二等标准温度计测量的值视为实际值，由此计算被检温

24、度计的测量误差。,75,热电偶计量检定系统,选择温度加热,标准热电偶,被检热电偶,数采器,万用表,自控软硬件,打印存盘,ROC1300卧式炉,(+200到1300度）,计量基础知识,误差表示方法 为了实际使用方便，误差通常用以下几种方法表示：,计量基础知识,（1）.绝对误差 某量值的测量值和真值之差为绝对误差，通常简称为误差。 绝对误差测量值真值 由公式可知，绝对误差可能是正值或负值。,计量基础知识,（2）.相对误差 绝对误差与被测量的真值之比值称为相对误差，因测量值与真值接近，故也可近似用绝对误差与测量值之比值作为相对误差，即:：,计量基础知识,由于绝对误差可能为正值或负值，因此相对误差也可

25、能为正值或负值。 相对误差是无名数，通常以百分数（%）来表示。例如用水银温度计测得某温度为20.3，该温度用高一等级温度计测量值为20.2，因后者准确度高，故可认为20.2接近真实温度，而水银温度计测量的绝对误差为0.1，其相对误差为 :,计量基础知识,引用误差 引用误差是测量仪器的误差除以仪器的特定值。 该特定值一般称为应用值，它可以是测量仪器的量程，也可以是标称范围的上限或测量范围等。测量仪器的引用误差就是测量仪器的绝对误差与其应用值之比。 即,计量基础知识,例如：一块电压表，其标称范围为(10100)v，在标定示值为60.0v处用标准表检定为59.8v，则此电压表在该标定示值处的引用误差

26、为 在实际应用中，我们通常所说的仪表级数就是该仪表的引用误差，因此上例中该电压表的级数为0.2级。,%=0.2%,计量基础知识,修正值 用代数方法与未修正结果相加，以补偿系统误差的值， 真值=测量结果修正值 （1-8） 由此得:修正值真值测量结果,计量基础知识,修正值与误差值的大小相等而符号相反，测量值加修正值后可以消除该误差的影响。但必须注意，一般情况下难以得到真值，所以修正值本身也有误差，因此测量结果经修正后只能得到较测量值更为准确的结果。,计量基础知识,在油品计量等实际工作中，经常使用修正值，如用量油尺、温度计、密度计等检定后都给出修正值，在使用时，要对测量结果进行修正，以消除系统误差，

27、提高测量的准确性。,计量监督管理,1、计量法的宗旨和目的是加强 ，保障 和 ，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。,国家计量单位制的统一,量值的准确可靠,计量基础知识,2、强制检定计量器具包括 、 、用于 四 个方面，并列入强检目录的工作计量器具。,社会公用计量标准,部门和企事业单位使用的最高计量标准,贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境检测,计量基础知识,3、计量检定必须按照国家计量 进行，计量检定必须执行 。,检定系统表,计量检定规程,计量基础知识,4、SI单位中的质量、长度、时间三个基本单位名称分别是 、和，其符号分别是 、 、 。,千克

28、米 秒,kg m s,计量基础知识,计量是 、 的活动，它的特点可以概括为： 、 、 、 。,实现单位统一 量值准确可靠,准确性 一致性 溯源性 法制性,计量基础知识,凡使用未按国家规定配备 或 的计量器具所采集的计量数据，不具有 ，均不得在 、 中使用。,检定不合格 超过有效期,法律效力 统计报表 财务结算,计量基础知识,纠正下列错误： （1）、油品重量5000斤 （2）、水高十三公分 （3）、油高八米四二 （4）、加油40公升,2500kg,13cm,8.42m,40 L,计量基础知识,计量基础知识,量油尺的结构（如图1） 允许误差：15米尺全长误差为2.8mm,计量基础知识,量油尺由 、 和 组成，其最小分度值为 ，使用中的量油尺钢带不准有 、 等残存的变形；尺带表面必须洁净，不得有明显的 和 ；20米长的量油尺允许误差为 ，并有检定日期的长度修正值表。用于交接计量的量