第一课计量基本概念分析.docx
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第一课计量基本概念分析
计量
PartOne基本概念
一、术语
1不确定度：
对测量结果不能肯定的程度，是与测量结果相联的参数，表征合理地赋予被测量值的分散性。
不确定度m由m1和m2组成：
m=m1+m2
m1：
A类，用统计方法评定而来（随机+系统不确定度）。
m2：
B类，基于实验或实践评定而来。
不确定度来源：
仪器，人为，方法，环境，标准。
2检定：
评定计量器具的计量特征，确定其是否符合法定要求（即是否合格）所进行的全部工作。
检定必须按照计量检定规程进行，检定规程规定了对计量器具检定的要求、检定项目、检定条件、检定方法、检定周期以及检查结果的处理等。
计量检定的特点：
Ø对象是计量器具（当然包括标准物质）；
Ø目的是确保量值的统一，确保量值的溯源性；
Ø结论是要确定该计量器具是否合格，即新制的可否出厂，使用中的可否使用；
Ø作为计量工作的专门术语，具有法制性。
3校准：
在规定条件下，为确定计量器具示值误差的一组操作，目的是确定测量设备的示值误差。
4计量确认：
为保证计划检测设备满足预定使用要求所需的一组操作，包括：
标准、调试、修理、再校准、封印和标记等。
5溯源性：
为了使计量结果准确一致，任何量值都必须由同一个基准（国家或国际基准）传递而来，国内叫量值传递。
量值传递：
强调从上而下传递，有严格的等级之分。
量值溯源：
强调从下而上可溯，有一致基准。
量值传递表
从
上
而
下
量
值
传
递
1
国际基准
（国家基准）
从
下
而
上
量
值
溯
源
↓→
检定方法
2
一等标准
↓→
检定方法
3
二等标准
↓→
…………………………
↓→
检定方法
4
工作量具
6点检：
是一种对现场计量器具的保养方法，着重于基本功能的检查。
点检的四大要素：
A.通过确认的标准件，一般有合格和不合格两种。
B.点检实施频率，如：
1次/日、2次/日。
C.操作规范（步骤及判别方法）。
D.合适的记录。
7比对：
对于单个量值，直接将准确度高的计量器具的示值转移到被校准物件上的方法。
如：
测量剥线长度的量测量治具。
8测量：
将被测量与标准量进行比较，从而确定被测量值的过程。
包括：
被测量对象，测量误差。
9量值：
带有计量单位的数据表示。
10测量器具：
测量仪器和测量工具的总称。
11分度值：
测量器具小刻线间距所代表的量值。
12测量范围：
测量器具所能测量的最大值与最小值的范围。
13灵敏度：
对被测量变化的反应能力。
14量规仪器：
凡直接或间接从事量测、分析、校正、检验、测试等作业的设备的统称。
二、测量理论
1测量的基本要求：
将测量误差控制在允许限度内，以保证测量准确度。
1M：
是光在真空中1/299792458秒的时间内所进行的路程。
我国以：
使用碘吸收稳定的0.633mm氦氖激光辐射作为波长标准，来复现米的定义，不确定度达：
±1´10-9mm
2测量方法的分类：
直接测量和间接测量
直接测量：
被测量的值，直接从测量器具上获得。
包括：
绝对测量和相对测量。
绝对测量：
从仪器读数装置上读出被测量参数的整个量值，如：
游标卡测直径。
相对测量：
从读数装置只能读出被测参数相对于某一标准量的偏差。
间接测量：
通过测量与被测参数有已知函数关系的其他量而得到该被测参数量值的测量。
如盐水浓度。
3真值：
被测量实际的真实值。
4测量误差：
被测值与真值相差的程度，分为绝对误差和极限误差。
绝对误差：
测量结果与真值之差。
△=X-Xo
△：
绝对误差X：
测量结果Xo=真值
相对误差：
测量的绝对误差与被测真值之比的绝对值
=
½X-Xo½
e：
相对误差
Xo
5极限误差：
绝对误差的变化范围.
6修正值：
绝对误差的负数。
7系统误差：
在相同条件下，多次测量同一量值时误差的绝对值和符号保持不变，或在条件改变时，按某一确定规律变化的误差。
8随机误差：
在相同条件下，多次测量同一量值时，误差的绝对值与符号均不定。
9粗大误差：
由于测量不正确引起大大超出规定条件下之预计之误差。
10误差处理：
对系统误差应设法消除或减小其对测量结果的影响，对随机误差经计算确定其对测量结果的影响，对于粗大误差应剔除。
11准确度：
表示系统误差的影响,重复测量同一量值时，其平均值与真值的一致程度。
12精密度：
表示随机误差的影响,重复测量同一量值时，显示值之间的一致程度。
13精确度：
表示系统误差与随计误差的综合影响。
14算术平均值：
在同一条件下，对同一个量多次重复测量之平均值。
****如果在消除了系统误差的前提下，对某一量进行无数次等精度测量，所有测得值的算术平均值就等于真值。
三、法定计量单位与国际单位制
《中华人民共和国法定计量单位》是以国际单位制为基础国际单位制的七个基本单位
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）
cd
国际单位制（SI）辅助单位
量的名称
单位名称
单位符号
平面角
弧度
rad
立体角
球面度
sr
导出单位
量的名称
单位名称
单位符号
其它表示式例
量的名称
单位名称
单位符号
其它表示式例
频率
赫（兹）
Hz
S-1
磁通量
韦（伯）
Wb
V.S
力；重力
牛（顿）
N
Kg·m/s2
磁通量强度
磁感应强度
特（斯拉）
T
Wb/m2
压力,压强;应力
帕斯卡
Pa
N/m2
电感
亨（利）
H
Wb/A
能量；功；热
焦（耳）
J
N·m
摄氏温度
摄氏度
℃
功率；辐射通量
瓦（特）
W
J/s
光通量
流（明）
lm
cd·sr
电荷量
库（仑）
C
A·s
光照度
勒（克斯）
lx
lm/m2
电位;电压;电动势
伏特
V
W/A
放射性活度
贝可（勒尔）
Bq
S-1
电容
法（拉）
F
C/V
吸收剂量
戈（瑞）
Gy
J/kg
电阻
欧（姆）
Ω
V/A
剂量当量
希（沃特）
Sv
J/kg
电导
西（门子）
S
A/V
词头
表示的因数
1018
1015
1012
109
106
103
102
101
10-1
10-2
10-3
10-6
10-9
10-12
10-15
10-18
词头名称
艾
拍
太
吉
兆
千
百
十
分
厘
毫
微
纳
皮
飞
阿
词头符号
E
P
T
G
M
k
h
da
d
c
m
μ
n
p
f
a
中国选定的非国际单位
量的名称
单位名称
单位称号
换算关系及说明
时间
分
时
天（日）
min
h
d
1min＝60s
1h＝60min
1d＝24h
平面角
（角）秒
（角）分
度
（″）
（′）
（°）
1″＝（π/648000）rad
1′=60″=（π/1800）rad
1°＝60′＝（π/180）rad
旋转速度
转每分
r/min
1r/min＝（1/60）s-1
长度
海里
nmile
1nmile＝1852m（限航程）
速度
节
kn
1kn＝1nmile/h＝（1853/3600）m/s（限航行）
质量
原子质量单位吨
u
t
1u＝1.6605655×10-27
1t＝103
体积
升
L
1L＝1dm3＝10-3m3
能
电子伏
eV
1eV≈1.6021892×10-19J
波差
分贝
dB
线密度
特（克斯）
tex
1tex＝1g/km
土地面积
公顷
ha
1ha＝10000m2＝0.01km2
四、计量的意义
Ø保证产品质量。
（计量是客观评价产品优劣的最终技术手段；是控制生产过程工艺参数，确保加工质量的主要技术措施。
）
Ø有利于改造，促进技术进步。
Ø增产节约、降低成本。
（计量是节能降耗的重要手段，企业经济核算的重要依据）
Ø保障安全生产、环境保护与医疗检测。
Ø避免买卖双方的纠纷（交易证明用）。
PartTwo计量器具的管理
一、分类与管制范围
与质量保证有直接关系的计量器具必须管制，如：
品质检验、样品确认、设计评审、试验、特殊过程等方面使用之。
A按产品特性分类：
类别
举例
量规（样板）类
限样板的样柱、样圈、卡板、特型样板等
机械量测仪器类
游标尺、测微仪、厚度规、孔径规及量表等
电量量测仪器类
电流表、电压表、瓦特表、周率表、电阻计、电容器等
电子量测仪器类
信号产生器、频率计、示波器、高频率表、数字电表、电感表
度量衡器具类
尺、秤、量器、温度计、流量计、速率表、里程表、油压器、压力表等
其它检试验设备
拉力试验机、弹簧试验机、硬度机、检力仪、光谱分析仪、表面粗度仪等
B按用途分类
类别
举例
分析仪器
显微镜、分光仪、杂音分析器等
测量仪器
硬度试验机、冲击试验机、压缩试验机等
制备装置
车床、研磨器、搅拌器等
量测仪器
测微计、伏特计、游标尺等
侦测装置
压力计、热电偶、流量计等
C按性质分类
计量基准：
又分为国家计量基准、
副计量基准和
工作计量基准
用来复现和保存计量单位，具有现代科学技术所能达到的最高准确度，经国家签定并批准，作为统一全国计量单位量值的最高依据的计量器具。
计量标准
按国家规定的准确度等级，作为检定依据用的计量器具或物质
工作用计量器具
不用于检定工作而只用于日常测量的计量器具
二、计量分析
1对各测量点之要求公差与使用仪器的不确定度进行比较，确定是否可以满足测量精度的要求。
2ISO10012.1/4.3指南中，由校准引起的误差尽可能小，在大多数测量领域，校准误差不大于被确认的设备在使用时，允许误差的1/3，最好是1/10。
3影响量测精度的因素
⏹量测时的环境影响：
如温度、湿度、大气压力及光线等的影响；
⏹量测时量器本身的影响：
如刻度分割不匀，灵敏度发生故障，精度面损伤，内部生录机件松动或装置不良，受使用次数（时间）受磨损衰化等；
⏹量测人员技术的影响：
如保养不良，事后检校不确实，量测压力不当，被量测件夹时方式不对，观察姿态不正确，使用方法不对，及读数错误等；
⏹选用不当量器的影响：
检校不同的量器，应用不同精度的量器，一般依被检校者的精度选用适当量器，量测器的精度必须是被量测器精度的十倍以上。
同精度的量器不可作校正之用，亦应避免作相互核对之用。
⏹被量测件本身的影响：
量测面有污杂质、受热受压的变性，精度面受损等；
⏹其他偶然性的影响：
如突然日光射入量器，或发生极大振动，或有风吹入量测室，或由人体辐射热或静电等的影响。
三、编号
A计量器具的编号
其中类别A和种别B的意义见附表一；
类别
计量器具种别
代号
类别
计量器具种别
代号
1
长
L
1线纹仪器
2端度（高度，厚度）仪器
3角度仪器
4平面度仪器
5精糙度仪器
6齿轮仪器
S
C
A
P
F
T
2
热工
（温度）
T
1温度仪器
2湿度仪器
3热量仪器
4热流量仪器
5热辐射仪器
T
D
Q
F
R
5
光学
1光强测量仪器
2色温仪器
3照度仪器
4光辐射仪器
5感光度仪器
6光通量仪器
7亮度仪器
8曝光量仪器
9色度仪器
10功率、能量仪器
B
T
I
R
S
R
Q
E
C
P
4
电磁
E
1电压仪器
2电流仪器
3电阻仪器
4电容仪器
5电感仪器
6电功率仪器（包括电能）
7磁参数仪器
V
I
R
C
H
P
M
3
力学
F
1质量仪器
2重力仪器
3容量仪器
4压力仪器
5转速仪器
6速度仪器
7流量仪
8加速度仪器
9密度仪器
10真空仪器
11硬度仪器
12振动仪器
M
W
C
P
N
S
F
A
D
T
H
O
6
无线电
R
1电压仪器
2功率、能量仪器
3阻抗仪器
4电容仪器
5电感仪器
6电阻仪器
7相位（差）仪器
8噪声系数仪器
9调制度仪器
10品质因素仪器
11增益仪器
12驻波系数仪器
13占空系数仪器
14损耗仪器
15衰减仪器
16失真度仪器
17脉冲仪器
U
P
Z
C
L
R
Ф
F
M
Q
G
S
D
δ
D
R
I
7
化学
C
1成份分析仪器
2酸碱度仪器
3电导仪器
4光谱仪器
5粘度仪器
6标准物质
A
P
C
O
V
S
8
声学
S
1声压仪器
2声功率仪器
3声强仪器
P
J
N
9
电离辐性
（放射性）
A
1强度仪器
2活度仪器
3通量仪器
4照射量仪器
I
A
F
D
10
时间
频率
H
1时间仪器
2频率仪器
T
F
如果同一种别仪器分类较复杂，可以在流水号上分辨，例如：
线纹类仪器有卡尺、千分尺、百分表、钢尺等等。
见附表二所示；
序号
计量器具名称
符号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
长度类
卡尺类
千分尺（包括带表千分尺）类
公法线千分尺类
百分表类
内径百分表类（包括量缸表）类
千分尺（包括量缸表）类
内径千分尺类
钢板尺类
钢卷尺类
其他线纹光学仪器
LS-01-09
LS-10-19
LS-20-29
LS-30-39
LS-40-49
LS-50-59
LS-60-69
LS-70-79
LS-80-89
LS-90-99
当然，如果企业内计量器上不多，也可自行决定编号方法，唯一目的是让计量器具易于识别和管理。
常见的有：
固定资产编号、以部门分别编号、以内校、外校分别编号。
九、量规的使用与保养
1.使用前注意事项：
Ø工作物表面不得有毛头、油污及渣屑等杂物。
Ø量规应擦拭干净，量面无腐蚀与碰击等痕迹。
Ø要有定期校验记录，必要时在使用前校验一次。
Ø量规应整齐分别排列于适当地方，不可重复放置，并应作适当保养，保持清洁。
2.使用时注意事项
Ø量规与工作物件均宜放正，不可偏斜，并避免手触及量面。
Ø量测压力适当，使用一般量具时，仅需半磅至二磅压力，即相当于铅笔写字时的压力。
Ø工作夹持方式要适当。
Ø切不可在机器开动时应用量规量测。
Ø不可将量规强行推入工作中或夹于虎钳及类似工具上使用。
Ø不可任意敲击或乱丢放。
Ø特定量规的使用有一定方式及步骤，应遵照使用。
3.使用后注意事项
Ø使用后应擦拭干净，注意量面有无碰伤痕迹。
Ø量规如需每日使用，或短时存放，应擦拭清洁，涂以轻防腐油分别存于柜内。
Ø如不需经常使用或较长期储存，应先清洁再涂以防腐油膏，缴库储存。
Ø保管人员应定期检视保养收存储情况。
Ø实施定期校验及记录。
4.一般注意事项
不可将量规当作敲击工具，并防止跌落，以免损伤。
不可用粗布或硬纸擦拭量规的量面，以面损其精度。
量规的量面及刻度须保持良好。
使用人员、管理人员及检验人员切忌粗心大意，或动作鲁莽，而招致量规的损耗。
如发现量规精度受损或跌落情形，立即通知管理单位检验并校正之。
量规的装配、拆卸、调整及修改等工作，不可擅自施行，应请量规管理单位办理。
量规的保养极为重要，应照规定实施。
量规的存放须有适当容器，放置前先作检查及保养包装。
中华人民共和国依法管理的计量器具目录
（一九八七年七月十日国家计量局发布）
一、根据《中华人民共和国计量法实施细则》第六十一条、第六十三条的规定，制定本目录。
二、本目录所列的各类计量器具为依法管理的范围，项目名称为：
（一）计量基准：
项目名称另行公布。
（二）计量标准和工作计量器具：
1.长度计量器具（英文略）
比长仪、干涉仪、稳频激光器、测长机、测长仪、工具显微镜、读数显微镜、光学计、测量用投影仪、三坐标测量仪、球径仪、球径仪样板、圆度仪、锥度测量仪、孔径测量仪、比较仪、测微仪、光学仪器检具、量块、尺、基线尺、线纹尺、光栅尺、光栅测量装置、磁尺、容栅尺、水准标尺、感应同步器、测绳、卡尺、千分尺、百分表、千分表、测微计、小孔内径表、平晶、刀口尺、棱尺、平尺、测量平板、木直尺检定器、千分尺检具、百分表检定器、千分表检定仪、测微仪检定器、多面棱体、度盘、测角仪、分度台、分度头、准直仪、角度块、角度规、直角尺、正弦尺、方箱、水平仪、象限仪、直角尺检定仪、水平仪检定器、塞规、卡规、环规、圆锥套规、塞尺、半径样板、螺纹量规、螺纹样板、三针、粗糙度样板、粗糙度测量显微镜、表面轮廓仪、齿轮渐开线检查仪、齿轮周节检查仪、齿轮基节检查仪、齿轮啮合检查仪、齿轮径向跳动检查仪、齿轮螺旋线检查仪、齿轮公法线检查仪、正规齿厚规、万能测齿仪、齿轮参数综合测量仪、齿轮渐开线样板、齿轮螺施线样板、丝杠检查仪、经纬仪、水准仪、平板仪、测高仪、高度表、测距仪、测厚仪、刀具检查仪、轴承检查仪、面积计、皮革面积板。
2.热学计量器具
热电偶、热电阻、温度灯、温度计、高温计、辐射感温器、体温计、温度计检定装置、电子电位差计、电子平衡电桥、高温毫伏计、比率计、温度指示调节仪、温度变送器、温度自动控制仪、温度巡回检测仪、测温电桥、热量计、比热装置、热物性测定装置、热流计、热象仪。
3.力学计量器具
砝码、天平、秤、定量包装机、称重传感器、轨道衡、检衡车、台秤检定器、量器、量提、注射器、计量罐、计量罐车、加油机、售油器、容重器、密度计、酒精计、乳汁计、糖量计、盐量计、压力计、压力真空计、气压计、微压计、眼压计、血压计、压力表、压力真空表、微压表、压力变送器、压力传感器、压力表校验仪、血压计检定器、真空计、流量计、水表、煤气表、明渠流量测量仪、流速计、流量二次仪表、流量变送器、流量检定装置、标准体积管、水表检定装置、硬度块、压头、硬度计、测力机、测力计、扭矩机、扭矩计、拉力表、力传感器、冲击试验机、疲劳试验机、拉力试验机、压力试验机、弯曲试验机、万能材料试验机、抗折试验机、无损检测仪、杯突试验机、扭转试验机、高温蠕变试验机、木材试验机、强力计、应变仪、应变仪检定装置、引伸计、应变计参数测量装置、应变模拟仪、振动检定装置，振动台、冲击检定装置、冲击试验台、加速度计、测振仪、振动冲击测量
仪、振动传感器、速度传感器、重力仪、转速表检定装置、速度表、测速仪、转速表、里程表、里程计价表、里程计价表检定装置。
4.电磁学计量器具
标准电池、标准电压源、标准电流源、标准电功率源、标准电阻、电阻箱、标准电容、测量用可变电容器、电容箱、标准电感、标准互感线圈、电感箱、电位差计、标准电池比较仪、电桥、电阻测量仪、欧姆表、毫欧计、兆欧表、高阻计、电表检定装置、电流表、毫安表、微安表、电压表、毫伏表、微伏表、电功率表、频率表、功率因数表、相位表、检流计、万用表、电度表、电度表检定装置、互感器校验仪、互感器校验仪检定装置、测量互感器、感应分压器、直流分压箱、分流计、磁性材料磁特性测量装置、标准磁性材料、标准磁带、磁通量具；磁通测量线圈、磁通计、磁强计。
5.无线电计量器具
高频电压标准、同轴热电转换器、微电位计、高频电压表、高频毫伏表、高频微伏表、低频电压标准源、低频电压表、高频电流表、校准接收机、标准信号发生器、调幅度仪、频偏仪、调制度仪、失真度仪检定装置、失真度仪、低失真信号发生器、音频分析仪、脉冲发生器、时标发生器、标准脉冲幅度发生器、脉冲电压表、高频阻抗分析仪、高频标准电阻、高频标准电感、高频标准电容、Q表、高频Q值标准线圈、高频介质标准样片、高频电容损耗标准、高频零示电桥、谐振式阻抗仪、矢量阻抗表、矢量阻抗分析仪、高频电容损耗仪、高频介质损耗仪、高频微波功卒座、高频微波功率计、高频微波功率指示器、高频微波功率计校准装置、衰减器校准装置、衰减器、相位标准、相位计、移相器、相位发生器、微波阻抗标准装置、微波阻抗标准负载、测量线、反射计、阻抗图示仪、网络分析仪、高频微波噪声发生器、高频微波噪声测量仪、标准场强发生器、高频近区标准场装置、微波标准天线、高频场强计、微波漏能仪、测量接收机、干扰测量仪、脉冲响应校准器、晶体管图示仪、晶体管图示仪校准装置、晶体管参数测试仪、电子管参数测试仪、频谱分析仪、波形分析仪、电视综合测试仪，电视参数测试仪、示波器、示波器校准仪、抖晃仪、雷达综合测试仪、心电图仪检定装置、脑电图仪检定装置、心脑电图仪、半导体材料工艺参数测量标准、半导体材料工艺参数测量仪、集成电路参数测量标准、集成电路参数测量仪。
6.时间频率计量器具
原子频率标准、石英晶体频率标准、频率合成器、频标比对器、相位噪声测量装置、比相仪、彩色电视副载频校频仪、频率计、频率表、频率计数器、时间间隔计数器、时间合成器、原子钟、标准石英钟、精密钟检定仪、精密钟、航海钟、校表仪、时钟检定仪、秒表检定仪、秒表、电子毫秒表、电子计时器。
7.声学计量器具
测量用传声器、标准传声器、声级校准器、声级计、杂音计、声学标准噪声源、倍频程与1/3倍频程滤波器、仿真耳、水听器、听力计、耳机测量标准耦合腔、助听器测量仪、超声功率计、医用超声源。
8.光学计量器具
光学标准灯、微弱光标准、积分球、脉冲光测量仪、光探测器、照度计、亮度计、色温计、标准黑体、标准色板、色差计、白度计、测色光谱光度计、标准滤色片、感光度标准、感光仪、光密度计、激光能量计、激光功率计、医用激光源、标准鉴别率板、折射计、焦距仪、光学传递函数仪、屈光度计、验光镜片、验光机、光泽度计。
9.电离辐射计量器具
标准辐射源、活度标准装置、活度计、4πγ电离室、医用活度测量装置、γ谱仪、X谱仪、电离辐射计数器、比释动能测量仪、剂量标准装置、剂量计、剂量率标准装置、剂量率测量仪、剂量当量仪、中子雷姆计、剂量当量率仪、照射量标准装置、照射量计、医用辐射源、照射量率标准装置、注量标准装置、注量测量仪、注量率标准装置、注量率测量仪、活化探测器、电子束能量测量仪、电离辐射防护仪。
10.物理化学计量器具
电导仪、酸度计、离子计、电位滴定仪、库仑计、极谱仪、伏安分析仪、比色计、分光光度计、光度计、光谱仪、旋光仪、折射率仪、浊度计、色谱仪、电泳仪、烟尘粉尘测量仪、粒度测量仪、水质监测仪、测氡仪、气体分析仪、瓦斯计、测汞仪、测爆仪、呼出气体酒精含量探测器、熔点测定仪、水分测定仪、湿度计、标准湿度发生器、露点仪、粘度计、测量用电子显微镜、X光衍射仪、能谱仪、电子探针、离子探针、质谱仪、波谱仪、血球计数器、验血板。
11.标准物质
钢铁成分分析标准物质、有色金属成分分析标准物质、建材成分分析标准物质、核材料成分分析与放射性测量标准物质、高分子材料特性测量标准物质、化工产品成分分析标准物质、地质矿产成分分析标准物质、环境化学分析标准物质、临床化学
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