《试验基础知识》PPT课件.ppt

试验基础知识,河北省建筑科学研究院 武海蔚 地址：石家庄市槐中路244号 电话：03115822734,2,试验基础知识,一、法律法规知识 二、统计与抽样常识 三、试验记录及报告 四、实验室安全,3,一 法律法规知识,实验室检验的对象大多是产品，检验和判定产品质量优劣的依据是标准，检测所使用的设备大多是计量器具，出具的数据单位为法定计量单位。 产品质量、产品标准、计量器具分别受产品质量法、标准化法、计量法的调整。 实验室能力的评定受计量法实施细则和产品质量检验机构计量认证管理办法的调整。,4,1 计量法,计量工作的基本特征是统一性和准确性。 计量法是以国家机关、社会团体、企事业单位、个人之间在计量方面所发生的各种关系为调整对象。 具体包括建立计量基准、标准，进行计量检定，制造、修理、销售、使用计量器具等。而对社会没有什么影响的，如教学示范中使用的或家庭自用的计量器具，可不必依法管理。,5,1 计量法,计量法共列举了七类违法行为： （1）未取得制造计量器具或修理计量器具许可证，就擅自制造、修理计量器具的； （2）制造、销售未经过定型鉴定或形式批准的计量器具新产品的； （3）制造、修理、销售的计量器具不合格的或者造成人身伤亡的；,6,1 计量法,违反计量法的行为： （4）属于强制检定的计量器具，未按规定申请检定或者检定不合格继续使用的； （5）使用不合格的计量器具或者破坏计量器具的准确度，给国家和消费者造成损失的；（6）制造、销售、使用以欺骗消费者为目的计量器具的； （7）计量监督人员违法失职，执法犯法等。,7,1 计量法,计量法实施细则还就法律责任作了进一步的明确规定。 凡有上列行为之一，尚未构成犯罪的，根据情节轻重分别给予责令停止生产、责令停止制造、责令停止营业、责令停止销售、责令停止使用、没收计量器具、没收违法所得、单处或并处罚款等行政处罚。另外还有责令赔偿损失（民事责任）和给予行政处分两种责任。,8,1 计量法,结果构成犯罪的，则由司法机关依法制裁。有的犯罪行为，刑法中已做了明确规定，如伪造计量机构印、证、检定证件的，就可以直接适用刑法第167条的规定，即“伪造、变更或者盗窃、抢夺、毁灭国家机关、企、事业单位、人民团体的公文、证件、印章的，处三年以下有期徒刑、拘役、罚金或者剥夺政治权利；情节严重的，处三年以上十年以下有期徒刑”。,9,2 国际单位制,我国计量法明确规定，国家实行法定计量单位制度，采用国际单位制。国际单位制计量单位与国家选定的其他计量单位一起，作为国家的法定计量单位。 1960年第11届国际计量大会（CGPM）总结了米制经验，将一种科学实验用的单位制命为“国际单位制”，并用符号SI表示。后经多次修订，形成现有的完整体系。,10,2 国际单位制,国际单位制的构成,11,2 国际单位制,1）基本单位 要建立一种计量单位制，首先要确定基本量，即约定地认为在函数关系上彼此独立的量。SI选择了长度（米，m）、质量（千克，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）和发光强度（坎德拉，cd）等七个基本量，这些定义体现了现代科技发展的水平，其量值能以高准确度复现出来。,12,2 国际单位制,2）导出单位 SI导出单位是比例因数为1的SI基本单位所导出的定义方程式，以SI基本单位的代数形式来表示。导出单位是组合形式的单位，它们是由两个以上基本单位幂的乘积来表示。 如：压强单位 帕（N/m2）,13,2 国际单位制,3）单位的倍数单位 基本单位、具有专门名称的导出单位都称为SI单位，它们有主单位的含义。 在实际使用时，量值的变化范围很宽，仅用SI单位来表示量值是很不方便的。为此，SI中规定了20个构成十进倍数和分数单位的词头和所表示的因数。,14,2 国际单位制,这些词头不能单独使用，也不能重叠使用，它们仅用于与SI单位（kg除外）构成SI单位的十进倍数单位和十进分数单位。 需要注意的是：相应于因数103（含103）以下的词符号必须用小写正体（如kN、mm），等于或大于因素106的词头符号必须用大写正体（如MPa、GPa），从103到10-3是十进位，其余是千进位。,15,3 标准化法,在我国标准化法中，对标准体制从标准的级别、分类和性质等方面均做了规定。 1）标准的分类 标准的种类分为基础标准、产品标准、安全卫生与环境保护标准等四类。,16,3 标准化法,2）标准分级 所谓标准分级就是根据标准适用范围的不同，将其划分为若干不同的层次。按标准化法规定，我国标准分四级：国家标准、行业标准、地方标准和企业标准。 另外，为了适应高新技术标准化发展快和变化快等特点。在四级标准之外，又增设了一种“国家标准化指导性技术文件”作为对四级标准的补充。,17,3 标准化法,3）标准性质 标准化法第七条规定，国家标准、行为标准分为强制性标准和推荐性标准。为保障人体健康、人身、财产安全的标准和法律、行政法规规定强制执行的标准是强制性标准，其他标准是推荐性标准。 标准化法还规定，省、自治区、直辖市标准化行政主管部门制定的工业产品安全、卫生要求的地方标准，在本行政区域内是强制性标准。,18,3 标准化法,强制性标准必须执行，违反强制性标准就是违法，就要受到法律的制裁。强制性标准的强制作用是由国家发布的有关法律法规赋予的。强制性标准可分为全文强制和条文强制两种形式：标准的全部技术内容需要强制时，为全文强制形式；标准中部分技术内容需要强制时(一般用黑体字来表示)，为条文强制形式。 除了强制性标准以外的标准是推荐性标准，也可以说，推荐性标准是非强制性标准，国家鼓励企业自愿采用推荐性标准。对于推荐性标准，如果对企业不适用，企业有权不予采用。,19,二 统计与抽样常识,1 几个测量检验术语 测量准确度：测量结果与测量真值之间的一致程度称为测量准确度。准确度是一个定性的概念，不是一个能用具体数值表示的量。 测量误差：测量结果减去被测量的真值。由于真值不能确定，实际上使用约定值来代替真值。当有必要与相对误差相区别时，此术语有时称为测量的绝对误差。,20,1 几个测量检验术语,相对误差：测量误差除以被测量的真值。通常用百分数来表示。 随机误差：测量结果与在重复性条件下对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之间的差。 系统误差：在重复性条件下，对同一被测量进行多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之间的差。,21,1 几个测量检验术语,测量结果的重复性：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。重复性条件包括：相同的测量程序、相同的观测者、在相同的条件下使用相同的测量仪器、在短时间内重复测量。 测量结果的复现性：在改变了的测量条件下，同一被测量的测量结果之间的一致性。改变条件可包括：测量原理、测量方法、观测者、测量仪器、参考测量标准、时间、地点、使用条件。,22,1 几个测量检验术语,误差举例： 设某光圆钢筋直径真值为16.12mm，试验员甲各次测量的结果如下：,23,1 几个测量检验术语,单位产品：为实施抽样检查的需要而划分的基本单位。 批：为实施抽样汇集起来的单位产品，称为检查批或批，它是抽样检查和判定的对象。一个批通常是由在基本稳定的生产条件下，在同一生产周期内生产出来的同形式、同等级、同尺寸以及同成分的单位产品构成的。该批包含的单位产品数，称为批量。 样本单位：从批中抽取用于检查的单位产品，称为样本单位，有时也称为样品。样本单位的全体，称为样本。样本所包含的样本单位数，称为样本大小。,24,2 随机变量及其特征,在概率统计中，把客观世界可能出现的事件区分为如下最典型的三种情况： 1）必然事件。在一定条件下必然出现的事件，例如钢盘直径的测量结果为正，是必然事件。 2）不可能事件。在一定条件下不可能出现的事件，例如砂浆试块边长的测量结果为零或负值，都是不可能事件。 3）随机事件。在一定条件下可能出现也可能不出现的事件，例如钢筋直径的测量结果出现在9.52mm与10.44mm之间，是一个随机事件。随机事件即是随机现象的某种结果。,25,2 随机变量及其特征,如果某一量（例如测量结果）在一定条件下，取某一值或在某一范围内取值是一个随机事件，则称这样的量叫作随机变量。 随机变量按其取值不同分为连续型随机变量和离散型随机变量。 如某钢筋的抗拉强度为连续型随机变量，冷弯性能则为离散型随机变量。,26,2 随机变量及其特征,对于必然事件，其出现的概率为1；对于不可能事件，其出现的概率为0；对于随机事件（如测量结果），在一次试验中可能出现，也可能不出现，但是在大量重复的试验中，则会呈现出统计上的规律性，如混凝土试块的强度、防水材料的拉伸伸长率、水泥的凝结时间、投掷硬币的正反面等等。 因此我们可以用一些特征量来描述这些随机变量，常用的特征量有：平均值、方差、标准差等。,27,2 随机变量及其特征,平均值也称作数学期望，是随机变量分布的中心位置，也就是说随机变量的所有可能值均围绕着它而变化。 我们只用平均值还不能充分描述一个随机变量。方差即是描述随机变量离散性的一个特征量，它反映的是随机变量对于其中心（平均值）的分散程度。,28,2 随机变量及其特征,如：A、B两批混凝土，其实测抗压强度如下：,29,3 抽样检验及判定,检查批量生产的产品一般有两种方法，即全数检查和抽样检查。 全数检查是对全部产品逐个进行检查，区分合格品和不合格品，检查对象是单个产品。,30,3 抽样检验及判定,抽样检查是对产品批作出判断并作出相应的处理。例如：在验收检查时，对判为合格的批予以接收，对判为不合格的批则拒收。 由于合格批允许含有不超过规定限量的不合格品，因此在需方接收的合格批中，可能含有少量不合格品；只是不合格品超过限量，其中大部分仍然可能是合格品。被拒收的批一般要退返给供方，经100%检查并剔除其中的不合格品（报废、返修）或用合格品替换后再提供检查。,31,3 抽样检验及判定,鉴于批内单位产品质量的波动性和样本抽取的偶然性，抽样检查的错判往往是不可避免的，即有可能把合格批错判为不合格，也可能把不合格批错判为合格。因此供方和需方都要承担风险，这是抽样检查的缺陷。 与全数检查相比，其明显的优势是经济性，因为它只从批中抽取少量产品，只要合理设计抽样方案，就可以将抽样检查固有的错判风险控制在可接受的范围内。,32,3 抽样检验及判定,单位产品的质量是以其质量性质特性表示的，大多数产品具有多项特性。 质量特性可分为计量值和计数值两类，计数值又可分为计点值和计件值。,33,3 抽样检验及判定,计量值在数轴上是连续分布的，例如：水泥的细度、钢筋的强度等。当单位产品的质量特性是用某类缺陷的个数来评定时，即称为计点的表示方法，例如：一个铸件上的气泡或砂眼数、一块棉布上的疵点数等。某些质量特性不能定量地度量，而只能简单地分成合格和不合格，或者分成若干等级，这时就称为计件的表示方法，例如：瓷砖和墙板的外观特性。计点值和计件值统称计数值，显然计数值在数轴上是离散分布的。,34,3 抽样检验及判定,在产品质量检验中，通常先按技术标准对有关项目分别进行检查，然后对各项质量特性按标准分别进行判定，最后再对单位产品的质量作出判定。 这里涉及“不合格项目”和“不合格品”两个概念；前者是对某项质量特性的判定，后者是对单位产品的判定。 抽样检查的目的是判定批的质量，而批的质量是根据其所含的单位产品的质量统计出来的。,35,三 试验记录及报告,1 有效数字及修约 人们在日常生活中接触到的数，有准确数和近似数。对于任何数，包括无限不循环小数和循环小数，截取一定位数后所得的数即是近似数。对于任何测量，其结果总是存在误差的。所以，测量结果只能是一个接近于真值的估计值，其数字也是近似数。 对于试验中所测得的值，其位数总是有限的。从左边的第一个非零数字算起，直到最末一位数字为止的所有数字，均为该数的有效数字。,36,1 有效数字及修约,在检验工作中，往往需要对所测结果的有效数字的位数进行限定。例如：3.1415926有8位有效数字、32.5有3位有效数字、0.0032有2位有效数字、0.003200有4位有效数字。 显而易见，有效位数不同，它们的测量不确定度也不同，测量结果19.80mm比19.8mm的不确定度要小。所以，数字右边的“0”不能随意取舍，因为这些“0”都是有效数字。,37,1 有效数字及修约,对于有效数字的运算，应该遵循以下规律： 对于加、减运算，运算时以各数中小数点后位数最少的数为准，其余数的小数点后位数均比它多保留一位，多余位数应舍去。若计算结果尚需参与下一步运算，则可多保留一位。 18.3kN+1.4546kN+0.876kN=18.3kN+1.45kN+0.88kN=20.63kN20.6kN,38,1 有效数字及修约,对于乘、除（或乘方、开方）运算，以有效数字位数最少的那个数为准，其余的数的有效数字均比它多保留一位。运算结果（积或商）的有效数字位数，应与有效数字位数最少的那个数相同。若计算结果尚需参与下一步运算，则可多取一位。 1.1m0.3268 m0.10300 m=1.1 m0.327 m0.103 m=0.0370 m30.037m3,39,1 有效数字及修约,数据修约的基本概念： 对某一拟修约数，根据保留数位和修约间隔的要求，将其多余位数的数字进行取舍，按照一定的规则，选取一个数（称为修约数）来代替拟修约数，这一过程称为数据修约，也称为数的化整或数的凑整。 修约间隔又称为修约区间或化整间隔，它是确定修约保留位数的一种方式。修约间隔一般为1、2、5，修约间隔一经确定，修约数只能是修约间隔的整数倍。,40,1 有效数字及修约,数据修约规则： 我国的国家标准数值修约规则GB8170-87，对“1、2、5”间隔的修约方法分别作了规定。在日常工作实践中，人们通常其简称为“四舍六入五成双”。,41,1 有效数字及修约,如果在修约间隔整数倍的一系列数中，只有一个数最接近拟修约数，则该数就是修约数。,42,1 有效数字及修约,如果在修约间隔整数倍的一系列数中，有两个数同等接地近拟修约数，则只有为修约间隔偶数倍的那个数才是修约数。,43,1 有效数字及修约,数据修约导致的误差呈均匀分布。在修约时不应多次连续修约（例如：2.4512.452.4），因为多次连续修约会积累误差。 另外，在特别规定的情况（如偏于安全考虑等）下，有时也只向一个方向修约。,44,2 原始记录,原始记录是材料检验工作的重要原始资料之一，是质检机构或企业的质量保证体系运行的重要客观证据。认真做好原始记录，是保证检验数据确切可靠的重要条件。 原始记录应符合以下的要求： 1）要用碳素笔或钢笔在实验的同时记录在专用的原始记录本上，不能事后抄到本上。 2）根据不同的检验要求，可自行设计一些简单适用的记录表格，供检验时填写。表格项目、内容应满足分析要求。,45,2 原始记录,3）要详尽、清楚、真实地记录测定条件、仪器、试剂、数据及操作人员。 4）记录要采用法定计量单位，数据应按测量仪器的有效读数位记录。 5）更改记录数据的方法时，应在原数据上划两条横线表示消去并加盖检验员章或在旁边签名，之后在旁边另写更正后的数据。 6）原始记录由检验人填写完成后，需经审核人复核并签字。 7）原始记录应与相应的检验报告统一编号，一并归档，并按顺序排列，以便查阅。,46,3 检验报告,检验报告是公开技术文件，是证实所检产品的质量状况的客观证据。 检验报告应包括的内容： 报告编号、受检单位名称、检验类别、检验依据的标准编号、检验项目、检验结果、检验结论、检验报告日期等。 检验报告应由有关责任人（主检、审核、技术负责人）签字后，并加盖质检机构的检验专用章。,47,3 检验报告,检验报告应做到：格式统一，编写规范，内容完整，数据准确，结论明确，幅面整洁，字迹工整（或打印整齐），不得涂改。报告中必须使用法定计量单位，必要时在括号中注明非法定计量单位数据。 检验报告应留存一份，与原始记录和委托单一并存档。存档时间一般不少于工程竣工后两年。,48,四 实验室安全,在检验工作中，具腐蚀性、毒性（甚至是剧毒）及易燃烧、易爆炸的试剂较多，检验中经常进行加热、灼烧等明火或高温操作，还常常用到多种电器设备，检验人员如果操作不当或粗心大意，很容易发生火灾、触电、外伤、中毒等危险事故。因此，保证实验室安全是维持正常检验工作的先决条件。提高安全防范意识，掌握必要的防火、防爆、防毒、防触电等知识是对检验员的最基本要求。,49,1 一般安全守则,检验员必须认真学习检验规程和有关安全技术规程，了解设备性能及操作中可能发生事故的原因，掌握预防和处理事故的方法。 进行有危险性的工作是如危险物料的现场取样、易燃易爆物品的处理、焚烧废液等，应有第二者陪伴，陪伴者应处于能清楚看到工作地点的地方并观察操作的全过程。 通常应在试验台上备有湿沫布。当有害溶液滴溅在手上或台面上时，以便立即擦去。,50,1 一般安全守则,稀释浓硫酸的容器（如烧杯）通常要放在盛有冷水的盆中，以稀释过程中溶液散热。 注意：只能将浓硫酸慢慢修倒入水中，不能相反！ 实验室内所有试剂必须贴有明显的与内容物相符的标签。严禁将用完的原装试剂空瓶不更换标签而装入其他试剂。 每日工作完毕后，检查水、电气、窗是否关闭。,51,2 用电安全守则,不得私自拉接临时供电线路。 不准使用不合格的电器设备。室内不得有裸露的电线。保持电器及电线的干燥。 正确操作闸刀开关。应使闸刀处于完全合上或完全拉断的位置，不能若即若离，以防接触不良打火花。禁止将电线头直接插入插座内使用。 新购的电器使用前必须全面检查，防止因运输震动使电线连接松动，确认没问题并接好地线后方可使用。,52,2 用电安全守则,使用烘箱和高温炉时，必须确认自动控温装置可靠。不得把含有大量易燃、易爆溶剂的物品送入烘箱和高温炉加热。 电源和电器的保险丝烧断时，应先查明原因，排除故障后再按原负荷换上适宜的保险丝，不得用铜丝替代。 使用高压电源工作时要穿绝缘鞋，戴绝缘手套并站在绝缘垫上。 应建立用电安全定期检查制度。发现电器设备漏电要立即修理，绝缘损坏或线路老化要及时更换。,53,3 防火防爆安全守则,实验室内应备有灭火用具、急救箱和个人防护器材。检验员要熟知这些器材的使用方法。 操作、倾倒易燃液体时应远离火源。 加热易燃溶剂必须在水浴或严密的电热板上缓慢进行，严禁用火焰或电炉直接加热。,54,3 防火防爆安全守则,使用酒精灯时，注意酒精切勿装满，应不超过容量的2/3，灯内酒精不足1/4容量时应灭火后添加酒精。燃着的灯焰应用灯帽盖灭，以防引起灯内酒精未点燃。酒精灯应用火柴点燃，不应用加一正燃的酒精灯来点火，以防失火。 电炉周围严禁有易燃物品。电烘箱周围严禁放置可燃、易燃物及挥发性易燃液体。不能烘烤放出易燃蒸气的物料。,55,4 防中毒全守则,检验工作中接触到化学物质，很多是对人体有毒的。有些气体、蒸气、烟雾及粉尘能通过呼吸道进入人体，如一氧化碳、氢氰酸、氯气、酸雾、氨气等等；有些则经未洗净的手，在饮水、进食时经消化道进入人体，如氰化物、汞盐、砷化物等等；有些是触及皮肤及五官粘膜而进入人体，如汞、二氧化硫、三氧化硫、氮的氧化物、苯胺等等。有些化学物质可由几种途径进入人体。有些毒物对人体的毒害是急性的，也有些毒物对人体的毒害则是慢性的，积累性的，例如汞、砷、铅、苯、酚等。,56,4 防中毒全守则,预防中毒的主要措施有： 采样时，应认真执行GB/T3723-1999工业用化学产品采样安全通则。对有毒物质、危险的腐蚀性物质的采样，采样者和陪伴者要经过专门训练。 应有符合要求的通风设施将有害气体排除。 选用必要的个人防护用具，如眼镜、防护油膏、防毒面具和防护服装。 一旦发生意外事故，每个检验员都有责任挺身而出、沉静沉着、及时抢救、妥善处理，既要有勇敢精神，更要有科学态度。,57,5 意外事故的处理,1）火灾 若局部性的起火，应立即切断电源，有煤气的地方，应立即关闭气阀门，用湿抹布或石棉布覆盖熄灭。若火势较猛，应根据具体情况，选用适当的灭火器进行灭火，并立即与有关部门联系请求救援。,58,5 意外事故的处理,常用的灭火器类型和适用范围：,59,5 意外事故的处理,一般情况下，常用的灭火器材有水、砂土、石棉毯或薄毯等。 水只适用于一般木材及各种纤维的着火以及可溶或半溶于水的可燃性液体的着火。 砂土可隔绝空气而灭火，用于不能用水灭火的着火物。 石棉毯或薄毯也可隔绝空气而灭火，用于扑灭人身上燃着的火。,60,5 意外事故的处理,2）触电 遇到触电事故，首先应该使触电者迅速脱离电源。可拉下电源开关或用绝缘物将电源线拨开。不能徒手去拉触电者，以免抢救者自己被电流击倒。 触电者脱离电源后，应抬至空气新鲜处，如情况不严重，能在短时间内自行恢复知觉。若已停止呼吸，应立即解开上衣，进行人工呼吸或同时给氧。抢救者要有耐心，有时需连续进行给氧数小时。,61,5 意外事故的处理,3）外伤 实验室常见的外伤有切割、挤压、碰撞等引起的外伤，加热灼烧引起的烫伤，化学药品等引起的腐蚀、灼烧性伤害，爆炸引起的炸伤等。 对于切割、挤压、碰撞等引起的外伤，可能有玻璃碎屑等污物混入伤口，若能自行取出，必须立即取出，并将伤口清理干净。伤口创面不大时，可用消毒创可贴；伤口创面较大并出血较多时，应在保持创面清洁并进行压迫止血的同时，尽快就医。,62,5 意外事故的处理,对于烫伤或烧伤，按其伤势的轻重可以分为三级：一级烧伤，皮肤红痛或红肿；二级烧伤，皮肤起泡；三级烧伤，组织破坏，皮肤呈现棕色或黑色，烫伤有时呈白色。 实验室中最好备有塑料袋装冰块，一旦发生烫伤或烧伤，若属一级或二级烧伤，可立即用冰块间断地敷于伤处，一则可以止痛，二则可以减轻伤害程度。注意不要把烫伤引起的水泡弄破，以防止感染。也可在伤处立即涂以獾油，效果较好。三级烧伤需用消毒棉包扎后去医院治疗。,63,5 意外事故的处理,对于炸伤，其处理方法与烧伤的处理方法基本相同，不过炸伤常伴有大量出血，应进行压迫止血。伤口在四肢上，可以在伤口上部包扎止血带。用止血带止血，每隔0.51h应放松12min,放松时可用指压法止血。 对于化学灼伤时，应迅速解脱衣服，清涂皮肤上的化学药品，并立即用大量干净的水冲洗。严重地应送医院治疗。,64,谢谢,