做计量工作应掌握的基础知识.docx
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做计量工作应掌握的基础知识
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第一章 计量仪器管理的重要性
1-1计量是产品质量的重要保证。
1、 计量器具是特殊的生产资料
一个企业在组织生产过程中，厂房、劳动工具、劳动对象和能源都是生产资料。
计量器具是最重要的劳动工具。
在一般机械类型工厂，万能量具的数量是金属切削机床的6～7倍，在用量具是加工工人的1.5倍左右。
长、热、力、电和理化计量器具约占一个企业固定资料的1/4左右。
在实际生产中，各种计量室需要恒温、恒湿，其造价是同面积厂房的2至4倍。
可见计量器具和计量室在企业固定资产中占有重要比重，它能够控制生产的速度和产品的精度，是特殊的生产资料。
2、 计量是产品质量的重要保证。
（1） 产品质量一般可包括设计质量、制造质量、检测质量和使用质量，它涉及到企业每个部门的每个成员。
任何企业，只有把技术开发设计、试制、生产、销售和服务等部门的人员充分发动起来，为共同的产品质量目标而努力，产品质量才能有保证。
全面质量管理的概念正是来源于质量问题的多方面性、综合性和复杂性。
质量管理的重要特点之一，是一切用数据说话，而数据的绝大多数是属计量检测的数据及其换算出来的数据。
数据是质量管理的基础和科学依据。
例如，在实际生产过程中，必须进行计量，而且计量过程和生产过程交织在一起，从轴的机械加工过程中可见，计量渗透在各个生产环节中。
其生产过程如图1—2所示。
（2）计量是客观评价产品优劣的最终技术手段。
（3）计量是控制生产过程工艺参数，确保加工质量的主要技术措施。
生产中各工序的控制参数，都必须通过计量器具的检测才能显示出来。
质量管理的基本方法是PDCA循环，在采取管理措施时的主要依据还是计量数据，计量检测工作是全面质量管理的技术基础，也是技术进步的前提。
1-2成本考量
1、 节能降耗的重要手段。
如果在生产过程中采用先进的计量检测手段，提高自动、快速、连续测量的水平，甚至达到自动控制调节，就能严格按照工艺参数进行生产，既保证了产品质量，减少了废次品，又能大大降低消耗。
2、 企业经济核算的重要依据。
加强企业管理、推行经济责任制、提高经济效益，必须在生产和管理之每个环节上都配齐计量器具，完善企业、车间、班组三级计量。
1-3计量对现代社会的影响
1、 避免双方买卖的纠纷（交易证明用）。
2、 计量在安全方面的作用。
在工农业生产中，安全是保证生产发展，实现生产低耗、优质、高效益的基础，也是正常生产的前提条件。
3、计量在环境保护方面的作用
在环保方面，也必须用计量和监测来保证。
4、在身体健康中的作用。
人有病到医院去诊断，越来越需要借助于各种计量测试仪器，以对各种临床数据进行测试。
又如，现代医学上使用红外测温仪来测量人体的温度，观察体内微小的温度差异。
而如果计量器具不准确，测试方法不对，将造成诊断错误治疗失败。
第二章 法定计量单位
2-1基本单位
2-2辅助单位
2-3导出单位
2-4词头
2-5 国家选定的非国际单位
2-6计量单位使用方法
1． 法定计量单位和词头名称。
2． 法定计量单位和词头的符号。
3． 法定计量单位的使用规则。
第三章测量方法与基础知识
3-1有效数字
有效数字:
所谓有效数字就是从仪器上能直接读出（包括一位估计读数在内）的几位数字。
• 1.0005g 五位有效数字
• 0.5000 四位有效数字
• 0.0540 三位有效数字
• 0.0054 二位有效数字
• 0.5 一位有效数字
（有效数字就是一个数从左边第一个不为0的数字数起一直到最后一位数字（包括0，科学计数法不计10的N次方），称为有效数字。
简单的说，把一个数字前面的0都去掉就是有效数字了。
如：
0.0109，前面两个0不是有效数字，后面的109均为有效数字（注意，中间的0也算）。
3.109*10^5（3.109乘以10的5次方）中，3109均为有效数字，后面的10的5次方不是有效数字
5200000000，全部都是有效数字。
0.0230，前面的两个0不是有效数字，后面的230均为有效数字（后面的0也算）
因此0.00125保留三位有效数字是0.00125）
3-2可疑测定值的舍弃
• 四倍法
（可疑值-M）/δ>4
• 3σ法则
3-3误差
• 系统误差
• 方法误差
• 仪器误差
• 试剂误差
• 操作误差
• 偶然误差
3-4精度
• 准确度-系统误差的影响程度
• 精密度-随机误差的影响程度
• 精确度-综合影响程度（不确定度或极限误差表示）
3-5偏差和公差
• 偏差
• 标准偏差
• 公差
3-6测量方法
• 直接测量
• 间接测量
• 相对测量
• 绝对测量
• 接触测量
• 非接触测量
• 单项测量
• 综合测量
• 离线测量
• 在线测量
3-7不确定度
• 标准不确定度A类评定
• 标准不确定度B类评定
（测量不确定度：
是目前对于误差分析中的最新理解和阐述，以前用测量误差来表述，但两者具有完全不同的含义．现在更准确地定义为测量不确定度．是指测量获得的结果的不确定的程度．
不确定度的计算：
不确定度的值即为各项值距离平均值的最大距离。
例：
有一列数。
A1,A2,...,An,他们的平均值为A，则不确定度为：
max{|A-Ai|,i=1,2,...,n}
不确定度的定义：
表征合理地赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数
不确定度
不确定度的含义是指由于测量误差的存在，对被测量值的不能肯定的程度。
反过来，也表明该结果的可信赖程度。
它是测量结果质量的指标。
不确定度愈小，所述结果与被测量的真值愈接近，质量越高，水平越高，其使用价值越高；不确定度越大，测量结果的质量越低，水平越低，其使用价值也越低。
在报告物理量测量的结果时，必须给出相应的不确定度，一方面便于使用它的人评定其可靠性，另一方面也增强了测量结果之间的可比性。
统计学家与测量学家一直在寻找合适的术语正确表达测量结果的可靠性。
譬如以前常用的偶然误差，由于“偶然”二字表达不确切，已被随机误差所代替，近年来，人们感到“误差”二字的词义较为模糊，如讲“误差是±1%”，使人感到含义不清晰。
但是若讲“不确定度是±1%”则含义是明确的。
因而用随机不确定度和系统不确定度分别取代了随机误差和系统误差。
测量不确定度与测量误差是完全不同的概念，它不是误差，也不等于误差。
1．测量不确定度和标准不确定度
表征合理的赋予被测量之值的分散性，与测量结果相联系的参数，称为测量不确定度。
这是JJF1001—1998《通用计量术语及定义》中，对其作出的最新定义。
测量不确定度是独立而又密切与测量结果相联系的、表明测量结果分散性的一个参数。
在测量的完整的表示中，应该包括测量不确定度。
测量不确定度用标准偏差表示时称为标准不确定度，如用说明了置信水准的区间的半宽度的表示方法则成为扩展不确定度。
2．不确定度的A类、B类评定及合成
由于测量结果的不确定度往往由多种原因引起的，对每个不确定度来源评定的标准偏差，称为标准不确定度分量，用符号表示。
（1）不确定度的A类评定
用对观测列进行统计分析的方法来评定标准不确定度，称为不确定度A类评定；所得到的相应标准不确定度称为A类不确定度分量，用符号表示。
它是用实验标准偏差来表征。
（2）不确定度的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，称为不确定度B类评定；所得到的相应标准不确定度称为B类不确定度分量，用符号表示。
它是用实验或其他信息来估计，含有主观鉴别的成分。
对于某一项不确定度分量究竟用A类方法评定，还是用B类方法评定，应有测量人员根据具体情况选择。
B类评定方法应用相当广泛。
（3）合成标准不确定度
当测量结果是由若干个其他量的值求得时，按其他各量的方差和协方差算得的标准不确定度，称为合成标准不确定度。
它是测量结果标准偏差的估计值，用符号表示。
方差是标准偏差的平方，协方差是相关性导致的方差。
计入协方差会扩大合成标准不确定度。
合成标准不确定度仍然是标准偏差，它表征了测量结果的分散性。
所用的合成方法，常称为不确定传播率，而传播系数又被称为灵敏系数，用表示。
合成标准不确定度的自由度称为有效自由度，用表示，它表明所评定的的可靠程度。
）
A
自由度=n-k
标准偏差的自由度=n-1（单次测量）
B
自由度=1/2（óu/u）2
3-8测量次数
S’/n½ S=
N=S’2/S2
由此可知,当S’和S一定时,测量次数可以确定.
第四章 计量仪器设备的选择
4-1测量器具的选择
测量器具应根据被测量物体的测量准确度进行选择.所选用的测量器具的极限误差应不大于被测量物体的极限误差.通常为测量任务公差的1/3-1/10.
4-2测量器具的选择:
安全裕度
1．GB3177-82–光滑工件尺寸的检验
适用于:
分度值>0.5µm
3.2mm>T<0.009mm
0~1000mm
配合要求
2．安全裕度（A）
器具不确定度（u1）=0.9A
温度、压陷效应、形状误差等引起的测量不确定度u2=0.45A
A=（u12+u22）1/2
应按测量器具所引起的测量不确定度选用测量器具，所选用的测量器具的不确定度应等于或小于标准所规定的u1值。
第五章 计量仪器设备的使用管理
5-1计量仪器的分类
凡直接或间接从事量测、分析、校准、检验、测试等作业的设备统称之。
1、按产品特性分类：
（1） 量规（样板）类：
如限样板之样柱、样圈、卡板、螺纹样板，特型样板等。
（2） 机械量测仪器类：
如游标尺、测微仪、厚度规、孔径规及量表等。
（3） 电量量测仪器类：
如电流表、电压表、瓦特表、周率表、电阻计、电容器、电桥类等。
（4） 电子量测仪器类：
如信号产生器、频率计、示波器、高频率表、数字电表、电感表。
（5） 度量衡器具类：
如尺、秤类、量器、温度计、流量计、速率表、里程表、油压器、压力表等。
（6） 其它检试验设备：
如拉力试验机、弹簧试验机、硬度机、投影机、电子比较仪、检力仪、超音波测厚机、镀层检验仪、光谱分析仪、表面粗度仪、扭力试验器、万能试验机。
2、按用途分类：
仪器种类如下：
（1） 分析仪器：
如显微镜、分光仪或杂音分析器等。
（2） 量测仪器：
如硬度试验机、冲击试验机、压缩试验机等。
（3） 制备装置：
如车床、研磨器搅拌器等。
（4） 量测仪器：
如测微计、伏特斗或游标尺。
（5） 侦测装置：
如压力计、热电偶或流量计。
3、 按性质分类：
（1）计量基准
计量基准一般又分为国家基准、副基准和工作基准。
“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”称为国家计量基准。
（2）计量标准
计量标准是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
（3）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”称为工作用计量器具。
5-2影响量测精度的因素
1.量测时的环境影响：
如温度、湿度、大气压力及光线等之影响。
2.量测时量器本身影响：
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，或受使用次数（时间）受磨损衰化等。
3.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。
4.选用不当量器的影响：
检校不同之量器，应用不同精度之量器，一般依被检校者之精度选用适当量器，量测器之精度必须是被量测器精度之十倍。
同精度的量器不可作校准之用，亦应避免作相互核对之用。
5.被量测件本身之影响：
量测面有油污杂质，受热受压之变形，精度面受损等。
6.其他偶然性之影响：
如突然日光射入量器，或发生极大振动，或有风吹入量测室，或由人体之辐射热或静电等之影响。
5-3量规之使用与保养
欲完成精确之量测工作，对量具要深加注意，如何细心慎密，以作合理之使用与良好之保养。
倘因使用不当，则必增加误差，保养不良则必损伤精度，不但减少其使用寿命，甚至还可能影响产品品质。
兹将使用前后等注意事项分述如下：
1.使用前注意事项：
A.工作物表面不得有毛头、油污及渣屑等杂物。
B.量规应擦拭干净，量面无腐蚀与碰击等痕迹。
C.要有定期校验记录，必要时在使用前校验一次。
D.量规应整齐分别排列于适当地方，不可重叠放置，并应作适当保养，保持清洁。
2.使用时注意事项
A.量规与工作物件均宜放正，不可偏斜，并避免手触及量面。
B.量测压力适当，使用一般量具时，仅需半磅至二磅之压力即可，相当于铅笔写字时之压力。
C.工作夹持方式要适当。
D.切不可在机器开动时应用量规量测。
E.不可将量规强行推入工作中或夹于虎钳上使用。
F.不可任意敲击或乱丢放。
G.特定量规之使用有一定方式及步骤，应遵照使用。
3.使用后注意事项
A.使用后应擦拭干净，注意量面有无碰伤痕迹。
B.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。
C.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。
D.保管人员应定期检视保养收存储情况。
E.实施定期校验及记录。
4一般注意事项
a.不可将量规当作敲击工具，并防止跌落，以免损伤。
b.不可用粗布或硬纸擦拭量规之量面，以免损其精度。
c.量规之量面及刻度须保持良好。
d.使用人员、管理人员及检验人员切忌粗心大意，或动作鲁莽，而招致量规之损耗。
e.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准之。
f.量规之装配、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之。
g.量规之保养极为重要，应照规定实施。
h.量规之存放须有适当容器，放置前先作检查及保养包装。
5-4管理体系
由于各企业或公司规模及组织型态之不同而对管制之型态就有所不同，但总离不开下列之型态：
1.分散管理型：
此种较适合大型企业或公司设有很多关系企业而生产各种不同性质之产品之工厂。
2.集中管理型：
比较适用中小型企业，此型易于掌握，较经济，故此规模之公司都在采用。
两种管理型态的优点与缺点比较如下：
分散管理型态
1）由于组织之间关系须建立各种不同之标准校准设备二套以上
2）计测仪器及量具之备用品各事业部门需设置一套
3）管理人员及校准技术人员增加
4）组织型态较复杂，量具测量仪器活用率较低互相借用调度困难
5）现场所有之各种量具，计测仪器较客易掌握，但精度与维护管理单位建立标准较困难，资料不易掌握。
集中管理型态
1） 组织较简单、只设立一套完整标准仪器或较正设备即可以实施。
2） 仅设立一个现品与管理部门即可
3） 管理与校准技术人员与维护人员较少
4） 组织型态单纯，各种量具，仪器之调度较容易
5） 易于掌握，精度与较正周期容易控制
下图为管理体系与校准系统
1.分散管理型
※主要责任
1）维持全公司标准器及校准设备之精度
2）定期校准各事业部门之校准设备对外协助各协力厂检查设备之检校。
3）校准周期拟订，排定实施计划标准设立。
※各事业部门主要责任：
1）维持各事业部之标准器之精确度
2）按规定之计划实施定期校准各生产部门之仪器作业
3）备用仪器及现场仪器量具现品管理及保养考核
4）检查仪器更新与设置
※生产部门主要责任：
1）使用者负责保养责任发现故障或精度变异时即刻与现品管理单位联系处理。
2）负责保管之责任并配合精度校准之实施
3）仪器之保养
2.集中管理型
1）维持公司标准器及校准设备之精度
2）定期巡回校准各使用单位之仪器量具
3）协助财务部门管理现品，或备用品及备用管理
4）故障品之处理，新品验收与半成品处理
5）现场使用之仪器量具之更新计
各使用部门应负责任
1）使用者之保养考核
2）随时可在现品管理部门申请借用
3）负责使用之计测器及量具保养与保管责任
第六章计量器具的校正管理
6-1强制计量管理
• 法定计量标准的计量器具
• 贸易、结算工作的计量器具
• 环境检测工作的计量器具
• 安全防护工作的计量器具
• 医药卫生工作的计量器具
• 国家特许管制的计量器具
6-2非强制计量管理
• 工艺控制工作的计量器具
• 质量检验工作的计量器具
• 能耗考核工作的计量器具
• 经济核算工作的计量器具
• 科学实验工作的计量器具
6-3计量的法律法规
• 计量法
• 计量法实施细则
• 强制检定的工作计量器具检定办法
• 强制检定的工作计量器具检定明细目录
• 计量检定人员管理办法
• 计量检定印、证管理办法
• 计量器具新产品管理办法
• 专业计量站管理办法
• 计量授权管理办法
• 制造、修理计量器具许可证监督管理办法
• 法定计量检定机构监督管理办法
• 关于企业使用的非强检计量器具由企业依法自主管理的公告
6-4计量仪器的管理
• 测量设备和计量器具的流转
• 测量设备的封缄
• 测量设备的标记
• 测量设备的ABC分类管理
• 不合格设备及其数据处理
• 外购产品和外来服务的利用
（一）测量设备和计量器具的流转
• 计量器具采购申请审核
• 入库检定和验收
• 建立发放制度
• 降级、报废、销号
• 周期检定和校准
• 计量器具使用和保养制度
（二）测量设备的封缄
• 封缄的完整性
封印管理
封印的位置
封印的形式
封印破坏后的处理措施
编制封印管理的程序文件
• 测量设备的零位调整
包括测量仪器和设备：
辅助设备、夹具、定位器、样板、模具、软件等
不包括零位调整器
（三）测量设备的标记
• 标记要求
• 测量设备的标记形式
• 对确认标记的管理办法-形成文件
1.标记要求和形式
永久性标记或非永久性标记
• 校准状态
• 校准局限性和使用限制
• 包括不需校准仪器
• 包括不许使用的设备
2.测量设备的标记形式
• 合格标记
• 准用标记
• 限用标记
• 禁用标记
• 测量标准标记
• 封存标记等
6-3计量的法律法规
• 计量法
• 计量法实施细则
• 强制检定的工作计量器具检定办法
• 强制检定的工作计量器具检定明细目录
• 计量检定人员管理办法
• 计量检定印、证管理办法
• 计量器具新产品管理办法
• 专业计量站管理办法
• 计量授权管理办法
• 制造、修理计量器具许可证监督管理办法
• 法定计量检定机构监督管理办法
• 关于企业使用的非强检计量器具由企业依法自主管理的公告
6-4计量仪器的管理
• 测量设备和计量器具的流转
• 测量设备的封缄
• 测量设备的标记
• 测量设备的ABC分类管理
• 不合格设备及其数据处理
• 外购产品和外来服务的利用
（一）测量设备和计量器具的流转
• 计量器具采购申请审核
• 入库检定和验收
• 建立发放制度
• 降级、报废、销号
• 周期检定和校准
• 计量器具使用和保养制度
（二）测量设备的封缄
• 封缄的完整性
封印管理
封印的位置
封印的形式
封印破坏后的处理措施
编制封印管理的程序文件
• 测量设备的零位调整
包括测量仪器和设备：
辅助设备、夹具、定位器、样板、模具、软件等
不包括零位调整器
（三）测量设备的标记
• 标记要求
• 测量设备的标记形式
• 对确认标记的管理办法-形成文件
1.标记要求和形式
永久性标记或非永久性标记
• 校准状态
• 校准局限性和使用限制
• 包括不需校准仪器
• 包括不许使用的设备
2.测量设备的标记形式
• 合格标记
• 准用标记
• 限用标记
• 禁用标记
• 测量标准标记
• 封存标记等
（四）测量设备的ABC分类管理
• A类计量器具
• B类计量器具
• C类计量器具
1.A类计量器具
• 企业最高计量标准和计量标准器具
• 一级能源计量用器具
• 进出厂物料核算和散装产品出厂用器具
• 安全防护、环境检测、医疗卫生用、并列入强检工作计量器具目录内的计量
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