《计量基础》PPT课件

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资源描述
一 、 计 量 的 内 容 、 分 类 和 特 点 1、 量 是 现 象 、 物 体 或 物 质 可 定 性 区 别 与 定 量确 定 的 一 种 属 性 。 2、 从 广 义 上 说 , 计 量 是 对 “ 量 ” 的 定 性 分 析和 定 量 确 认 的 过 程 。 l 3、 计 量 是 实 现 单 位 统 一 、 保 障 量 值 准 确 可 靠的 活 动 。l 4、 计 量 学 是 关 于 测 量 的 科 学 , 它 涵 盖 测 量 理论 和 实 践 的 各 个 方 面 , 而 不 论 测 量 的 不 确 定 度如 何 , 也 不 论 测 量 是 在 哪 个 领 域 中 进 行 的 。 l 计 量 的 内 容 通 常 可 概 括 为 六 个 方 面 :l ( 1) 计 量 单 位 与 单 位 制 ;l ( 2) 计 量 器 具 ( 或 测 量 仪 器 ) , 包 括 实 现 或 复现 计 量 单 位 的 计 量 基 准 、 计 量 标 准 与 工 作 计 量 器具 ;l ( 3) 量 值 传 递 与 溯 源 , 包 括 检 定 、 校 准 、 测 试 、检 验 与 检 测 ;l ( 4) 物 理 常 量 、 材 料 与 物 质 特 性 的 测 定 ;l ( 5) 测 量 不 确 定 度 、 数 据 处 理 与 测 量 理 论 及 其方 法 ;l ( 6) 计 量 管 理 , 包 括 计 量 保 证 与 计 量 监 督 等 。 l 计 量 涉 及 社 会 的 各 个 领 域 。 根 据 其 作 用 与 地 位 ,计 量 可 分 为 科 学 计 量 、 工 程 计 量 和 法 制 计 量 三 类 ,分 别 代 表 其 中 基 础 性 、 应 用 性 和 公 益 性 三 个 方 面 。l ( 1) 科 学 计 量 是 指 基 础 性 、 探 索 性 、 先 行 性 的计 量 科 学 研 究 。l ( 2) 工 程 计 量 , 又 称 工 业 计 量 , 是 指 各 种 工 程 、工 业 、 企 业 中 的 实 用 计 量 。 为 保 证 经 济 贸 易 全 球化 所 必 需 的 一 致 性 和 互 换 性l ( 3) 法 制 计 量 是 指 由 政 府 或 授 权 机 构 根 据 法 制 、技 术 和 行 政 的 需 要 进 行 强 制 管 理 的 一 种 社 会 公 用事 业 , 其 目 的 主 要 是 保 证 与 贸 易 结 算 、 安 全 防 护 、医 疗 卫 生 、 环 境 监 测 、 资 源 控 制 、 社 会 管 理 等 有关 的 测 量 工 作 的 公 正 性 和 可 靠 性 。 l 计 量 的 特 点 可 以 归 纳 为 准 确 性 、 一 致 性 、 溯 源 性 及法 制 性 四 个 方 面 。l ( 1) 准 确 性 是 指 测 量 结 果 与 被 测 量 真 值 的 一 致程 度 。 所 谓 量 值 的 准 确 性 , 是 在 一 定 的 测 量 不 确 定度 或 误 差 极 限 或 允 许 误 差 范 围 内 , 测 量 结 果 的 准 确性 。l ( 2) 一 致 性 是 指 在 统 一 计 量 单 位 的 基 础 上 。 也就 是 说 , 测 量 结 果 应 是 可 重 复 、 可 再 现 ( 复 现 ) 、可 比 较 的 。l ( 3) 溯 源 性 是 指 任 何 一 个 测 量 结 果 或 测 量 标 准的 值 , 都 能 通 过 一 条 具 有 规 定 不 确 定 度 的 不 间 断 的比 较 链 , 与 测 量 基 准 联 系 起 来 的 特 性 。 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 测 量 基 准( 国 家 基 准 或 国 际 基 准 ) , 从 而 使 其 准 确 性 和 一 致性 得 到 技 术 保 证 。 l ( 4) 法 制 性 是 指 计 量 必 需 的 法 制 保 障 方 面 的特 性 。 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 起 主 导 作 用 , 建 立 计 量 的 法 制 保 障 。l 由 此 可 见 , 计 量 不 同 于 一 般 的 测 量 。l 测 量 是 以 确 定 量 值 为 目 的 的 一 组 操 作 , 一 般 不具 备 、 也 不 必 完 全 具 备 上 述 特 点 。 计 量 既 属 于测 量 而 又 严 于 一 般 的 测 量 , 在 这 个 意 义 上 可 以狭 义 地 认 为 , 计 量 是 与 测 量 结 果 置 信 度 有 关 的 、与 测 量 不 确 定 度 联 系 在 一 起 的 一 种 规 范 化 的 测量 。 l ( 一 ) 中 华 人 民 共 和 国 计 量 法 l 中 华 人 民 共 和 国 计 量 法 , 简 称 计 量 法 ,是 调 整 计 量 法 律 关 系 的 法 律 规 范 的 总 称 。 1985年9月 6日 公 布 , 自 1986年 7月 1日 起 施 行 。l 计 量 法 是 国 家 管 理 计 量 工 作 的 根 本 法 , 是 实施 计 量 法 制 监 督 的 最 高 准 则 。 计 量 法 共 6章35条 , 基 本 内 容 包 括 : ( 1) 计 量 立 法 宗 旨 ; ( 2)调 整 范 围 ; ( 3) 计 量 单 位 制 ; ( 4) 计 量 器 具 管理 ; ( 5) 计 量 监 督 ; ( 6) 计 量 授 权 ; ( 7) 计量 认 证 ; ( 8) 计 量 纠 纷 的 处 理 ; 以 及 ( 9) 计 量法 律 责 任 等 。 l 制 定 计 量 法 的 目 的 , 是 为 了 保 障 单位 制 的 统 一 和 量 值 的 准 确 可 靠 , 从 而 促进 国 民 经 济 和 科 技 的 发 展 , 为 社 会 主 义现 代 化 建 设 提 供 计 量 保 证 , 并 保 护 人 民群 众 的 健 康 和 生 命 、 财 产 的 安 全 , 维 护消 费 者 利 益 , 以 及 保 护 国 家 的 利 益 不 受侵 犯 。 l 计 量 法 的 调 整 对 象 , 是 中 华 人 民 共 和 国 境内 的 所 有 国 家 机 关 、 社 会 团 体 、 中 国 人 民 解 放军 、 企 事 业 单 位 和 个 人 , 凡 是 建 立 计 量 基 准 、计 量 标 准 , 进 行 计 量 检 定 , 制 造 、 修 理 、 销 售 、进 口 、 使 用 计 量 器 具 , 使 用 法 定 计 量 单 位 , 开展 计 量 认 证 , 实 施 仲 裁 检 定 和 调 解 计 量 纠 纷 ,以 及 进 行 计 量 监 督 管 理 等 方 面 所 发 生 的 各 种 法律 关 系 。 它 侧 重 调 整 单 位 制 的 统 一 以 及 影 响 社会 秩 序 、 危 害 国 家 和 人 民 利 益 的 计 量 问 题 , 有关 家 庭 自 用 、 教 学 示 范 用 的 计 量 器 具 一 般 不 在 计 量 法 的 调 整 之 列 。 计 量 行 政 法 规 和 规 范 性 文 件 包 括 两 类 :l ( 1) 国 务 院 依 据 计 量 法 所 制 定 ( 或批 准 ) 的 计 量 行 政 法 规 , 例 如 : 中 华 人民 共 和 国 计 量 法 实 施 细 则 、 关 于 在 我国 统 一 实 行 法 定 计 量 单 位 的 命 令 等 ;l ( 2) 省 、 直 辖 市 、 自 治 区 人 大 常 委 会 制定 的 地 方 计 量 法 规 。 上 海 市 计 量 监 督管 理 条 例 、 河 北 省 计 量 管 理 条 例 l 计 量 规 章 、 规 范 性 文 件 包 括 三 类 :l ( 1) 国 务 院 计 量 行 政 部 门 制 定 的 各 种 全 国 性 的单 项 计 量 管 理 办 法 和 技 术 规 范 , 例 如 : 中 华人 民 共 和 国 计 量 法 条 文 解 释 、 中 华 人 民 共和 国 强 制 检 定 的 工 作 计 量 器 具 明 细 目 录 、 中 华 人 民 共 和 国 依 法 管 理 的 计 量 器 具 目 录 、国 家 计 量 检 定 系 统 、 国 家 计 量 检 定 规 程 等 ;l ( 2) 国 务 院 有 关 主 管 部 门 制 定 的 部 门 计 量 管 理办 法 , 例 如 农 业 部 部 级 质 检 中 心 验 收 和 计 量认 证 程 序 , 等 等 ;l ( 3) 县 级 以 上 地 方 人 民 政 府 及 计 量 行 政 部 门 制定 的 地 方 计 量 管 理 办 法 , 例 如 南 京 市 计 量 管理 办 法 , 等 等 。 l ( 一 ) 量 值 溯 源 体 系 1、 通 过 一 条 具 有 规 定 不 确 定 度 的 不 间 断 的 比 较链 , 使 测 量 结 果 或 测 量 标 准 的 值 能 够 与 规 定 的参 考 标 准 ( 通 常 是 国 家 计 量 基 准 或 国 际 计 量 基准 ) 联 系 起 来 的 特 性 , 称 为 量 值 溯 源 性 。 2、 量 值 溯 源 等 级 图 , 也 称 为 量 值 溯 源 体 系 表 ,它 是 表 明 测 量 仪 器 的 计 量 特 性 与 给 定 量 的 计 量基 准 之 间 关 系 的 一 种 代 表 等 级 顺 序 的 框 图 。 3、 实 现 量 值 溯 源 的 最 主 要 的 技 术 手 段 是 校 准 和 检定 。 见 P210表 在 规 定 的 条 件 下 , 为 确 定 测 量 仪 器 ( 或 测 量系 统 ) 所 指 示 的 量 值 , 或 实 物 量 具 ( 或 参考 物 质 ) 所 代 表 的 量 值 , 与 对 应 的 由 其 测量 标 准 所 复 现 的 量 值 之 间 关 系 的 一 组 操 作 ,称 为 校 准 。l 校 准 的 主 要 含 义 有 以 下 两 点 : 见 P210 l ( 1) 确 定 示 值 误 差 , 有 时 ( 根 据 需 要 ) 也 可 确定 其 是 否 处 于 预 期 的 允 差 范 围 之 内 ;l ( 2) 得 出 标 称 值 偏 差 的 报 告 值 , 并 调 整 测 量 仪器 或 对 其 示 值 加 以 修 正 ;l ( 3) 给 标 尺 标 记 赋 值 或 确 定 其 他 特 性 值 , 或 给参 考 物 质 的 特 性 赋 值 ;l ( 4) 实 现 溯 源 性 。l 校 准 的 依 据 是 校 准 规 范 或 校 准 方 法 , 对 其 通 常应 作 统 一 规 定 , 特 殊 情 况 下 也 可 自 行 制 定 。 校准 的 结 果 可 记 录 在 校 准 证 书 或 校 准 报 告 中 , 也可 用 校 准 因 数 或 校 准 曲 线 等 形 式 表 示 。 l 测 量 仪 器 的 检 定 , 则 是 指 查 明 和 确 认 测 量仪 器 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 。l 检 定 具 有 法 制 性 , 其 对 象 是 法 制 管 理 范 围内 的 测 量 仪 器 。 一 台 检 定 合 格 的 测 量 仪 器 ,也 就 是 一 台 被 授 予 法 制 特 性 的 测 量 仪 器 。鉴 于 各 国 管 理 体 制 不 同 , 法 制 计 量 管 理 的范 围 也 不 同 。 根 据 检 定 的 必 要 程 度 和 我 国对 其 依 法 管 理 的 形 式 , 可 将 检 定 分 为 强 制检 定 和 非 强 制 检 定 两 类 : l ( 1) 强 制 检 定 是 指 由 政 府 计 量 行 政 主 管 部 门所 属 的 法 定 计 量 检 定 机 构 或 授 权 的 计 量 检 定 机构 , 对 某 些 测 量 仪 器 实 行 的 一 种 定 点 定 期 的 检定 。 我 国 规 定 , 用 于 贸 易 结 算 、 安 全 防 护 、 医疗 卫 生 、 环 境 监 测 4个 方 面 且 列 入 中 华 人 民共 和 国 强 制 检 定 的 工 作 计 量 器 具 明 细 目 录 的工 作 计 量 器 具 , 属 于 国 家 强 制 检 定 的 管 理 范 围 。此 外 , 我 国 对 社 会 公 用 计 量 标 准 , 以 及 部 门 和企 业 、 事 业 单 位 的 各 项 最 高 计 量 标 准 , 也 实 行强 制 检 定 。 强 制 检 定 的 特 点 , 是 由 政 府 计 量 行政 部 门 统 管 , 指 定 的 法 定 或 授 权 技 术 机 构 具 体执 行 , 固 定 检 定 关 系 , 定 点 送 检 ; 检 定 周 期 由执 行 强 检 的 技 术 机 构 按 照 计 量 检 定 规 程 , 结 合实 际 使 用 情 况 确 定 。 l ( 2) 非 强 制 检 定 是 指 由 使 用 单 位 自 己 或委 托 具 有 社 会 公 用 计 量 标 准 或 授 权 的 计量 检 定 机 构 , 对 强 检 以 外 的 其 他 测 量 仪器 依 法 进 行 的 一 种 定 期 检 定 。 其 特 点 是使 用 单 位 依 法 自 主 管 理 , 自 由 送 检 , 自求 溯 源 , 自 行 确 定 检 定 周 期 。 l 强 制 检 定 与 非 强 制 检 定 均 属 于 法 制 检 定 ,是 我 国 对 测 量 仪 器 依 法 管 理 的 两 种 形 式 ,都 要 受 法 律 的 约 束 。 不 按 规 定 进 行 周 期检 定 的 , 要 负 法 律 责 任 。 计 量 检 定 工 作应 当 按 照 经 济 合 理 的 原 则 , 就 近 就 地 进行 。 l 检 定 的 依 据 , 是 按 法 定 程 序 审 批 公 布 的 计 量 检定 规 程 。 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 。 国 家 计 量 检 定 规 程由 国 务 院 计 量 行 政 部 门 制 定 。 没 有 国 家 计 量 检定 规 程 的 , 由 国 务 院 有 关 主 管 部 门 和 省 、 自 治区 、 直 辖 市 人 民 政 府 计 量 行 政 部 门 分 别 制 定 部门 计 量 检 定 规 程 和 地 方 计 量 检 定 规 程 , 并 向 国务 院 计 量 行 政 部 门 备 案 。 ” 因 此 , 任 何 企 业 和其 它 实 体 是 无 权 制 定 检 定 规 程 的 。 l 从 事 检 定 工 作 的 人 员 必 须 经 考 核 合 格 ,并 持 有 有 关 计 量 行 政 部 门 颁 发 的 检 定 员证 。 比 较 内 容 检 定 verification 校 准 caliberation目 的 1 保 证 量 值 的 准 确 可 靠2 保 证 量 值 的 统 一 1 ( 同 左 )2 保 证 量 值 溯 源 任 务 对 被 检 对 象 是 否 通 过 规定 的 要 求 作 出 继 续 使 用 、进 行 调 整 、 修 理 、 降 级使 用 和 报 废 的 判 定 评 定 被 校 对 象 与 对 应 计量 的 已 知 值 之 间 的 关系 示 值 误 差 或 对 标尺 上 标 记 赋 值 , 或 确 定其 计 量 特 性 ( 量 程 、 分辨 力 、 准 确 度 、 稳 定 性 ) 比 较 内 容 检 定 verification 校 准 caliberation性 质 法 律 赋 予 的 强 制 性 实 施的 行 为 自 愿 性 、 非 强 制 性 的自 主 依 法 实 施 行 为 对 象 法 定 强 制 检 定 的 器 具 :1 企 、 事 业 单 位 最 高标 准 器 2 贸 易 结 算 、医 疗 卫 生 、 安 全 防 护 、环 境 检 测 方 面 的 工 作 计量 器 具 3 社 会 公 用 标准 器 除 法 定 强 制 检 定 外 的计 量 仪 器 , 计 量 系 统 、实 物 量 具 、 标 准 物 质等 测 量 、 测 试 仪 器 设备 比 较 内 容 检 定 verification 校 准 caliberation依 据 检 定 规 程 校 准 规 范 或 技 术 合 同 要求 结 论 对 应 检 定 规 程 、 判 定合 格 与 否 对 应 校 准 规 范 或 技 术 合同 要 求 给 出 示 值 不 确 度( 误 差 限 ) 证 书 1 合 格 : 检 定 证 书2 不 合 格 : 通 知 书 校 准 证 书 、 校 准 报 告 实 施 机 构 国 家 法 定 或 授 权 计 量技 术 检 定 机 构 国 家 法 定 计 量 技 术 检 定机 构 、 合 格 的 校 准 实 验室 l 要 掌 握 : 量 值 溯 源 性 、 测 量 标 准 、 校 准 、检 定 、 检 测 、 检 验 、 数 值 修 约 规 则 、 误差 、 修 正 值 、 和 偏 移 的 概 念 。l 熟 悉 量 值 溯 源 等 级 图 的 作 用 、 国 际 测 量基 准 、 国 家 测 量 基 准 、 校 准 和 检 定 的 依据 、 数 值 修 约 、 绝 对 误 差 和 相 对 误 差 的概 念 、 测 量 结 果 修 正 的 方 法 。 溯 源 图 示 例有 效 数 字 的 定 义 :及 加 减 乘 除 运 算 :数 值 修 约 : 几 种 表 达 形 式 : 1、 指 明 具 体 的修 约 间 隔 2、 将 拟 修 约 数 修 约 至 某 数 位 的0、 1; 0、 2; 0、 3个 单 位 ; 3、 指 明 按 K间隔 将 拟 修 约 数 修 约 为 几 位 有 效 数 字 或 修 约至 某 数 ( 1, 2或 5间 隔 , 一 般 1不 用 指 明 ) l 一 、 概 述l 在 测 量 中 , 人 们 总 是 用 数 值 和 测 量 单 位 ( 在 我 国 ,又 称 为 计 量 单 位 ) 的 乘 积 来 表 示 被 测 量 的 量 值 。计 量 单 位 :是 指 为 定 量 表 示 同 种 量 的 大 小 而 约 定 地定 义 和 采 用 的 特 定 量 。l 为 给 定 量 值 按 给 定 规 则 确 定 的 一 组 基 本 单 位 和 导出 单 位 , 称 为 计 量 单 位 制 。l 法 定 计 量 单 位 是 指 由 国 家 法 律 承 认 、 具 有 法 定 地位 的 计 量 单 位 。 实 行 法 定 计 量 单 位 是 统 一 我 国 计量 制 度 的 重 要 决 策 。 它 将 彻 底 结 束 多 种 计 量 单 位制 在 我 国 并 存 的 现 象 , 并 与 国 际 主 流 相 一 致 。 ” l 我 国 计 量 法 规 定 , “ 国 家 采 用 国 际 单 位 制 。国 际 单 位 制 计 量 单 位 和 国 家 选 定 的 其 他 计 量 单位 , 为 国 家 法 定 计 量 单 位 。 ”l 国 际 单 位 制 是 我 国 法 定 计 量 单 位 的 主 体 , 所 有国 际 单 位 制 单 位 都 是 我 国 的 法 定 计 量 单 位 。 国际 标 准 ISO 1000规 定 了 国 际 单 位 制 的 构 成 及 其使 用 方 法 。l 我 国 规 定 的 法 定 计 量 单 位 的 使 用 方 法 , 包 括 量及 单 位 的 名 称 、 符 号 及 其 使 用 、 书 写 规 则 , 与国 际 标 准 的 规 定 一 致 。 l 国 家 选 定 的 作 为 法 定 计 量 单 位 的 非 国 际 单 位 制单 位 , 是 我 国 法 定 计 量 单 位 的 重 要 组 成 部 分 ,具 有 与 国 际 单 位 制 单 位 相 同 的 法 定 地 位 。l 国 际 标 准 或 有 关 国 际 组 织 的 出 版 物 中 列 出 的 非国 际 单 位 制 单 位 ( 选 入 我 国 法 定 计 量 单 位 的 除外 ) , 一 般 不 得 使 用 。 若 某 些 特 殊 领 域 或 特 殊场 合 下 有 特 殊 需 要 , 可 以 使 用 某 些 非 法 定 计 量单 位 , 但 应 遵 守 相 关 的 规 定 。 l SI单 位 是 我 国 法 定 计 量 单 位 的 主 体 , 所 有 SI单位 都 是 我 国 的 法 定 计 量 单 位 。 与 此 同 时 , 我 国还 选 用 了 一 些 非 SI的 单 位 , 作 为 国 家 法 定 计 量单 位 。 我 国 法 定 计 量 单 位 的 构 成 如 下 见 P213:l ( 1) SI基 本 单 位 7个 ; ( 2) 包 括 SI辅 助 单 位在 内 的 具 有 专 门 名 称 的 SI导 出 单 位 共 个 ;l ( 3) 由 SI基 本 单 位 和 具 有 专 门 名 称 的 SI导 出 单位 构 成 的 组 合 形 式 的 SI导 出 单 位 ; ( 4) SI单 位的 倍 数 单 位 , 包 括 SI单 位 的 十 进 倍 数 单 位 和 十进 分 数 单 位 构 成 其 倍 数 单 位 的 SI词 头 共 个 ; ( 5) 国 家 选 定 的 作 为 法 定 计 量 单 位 的 非 SI单 位 共 个 ; 由 以 上 单 位 构 成 的 组 合 形 式 的单 位 。 国 际 单 位 制 ( SI)SI单 位 SI单 位 的 倍 数 单 位SI导 出 单 位 SI基 本 单 位包 括 辅 助 单 位 在 内 的 具 有 专 门 名 称 的 导 出 单 位组 合 形 式 的 导 出 单 位 l 长 度l 质 量l 时 间l 电 流l 热 力 学 温 度l 物 质 的 量l 发 光 强 度 l 米 ( m)l 千 克 ( kg)l 秒 ( s)l 安 培 ( A)l 开 尔 文 ( K )l 摩 尔 ( mol)l 坎 德 拉 ( cd) SI导 出 单 位 是 用 SI基 本 单 位 以 代 数 形 式 表示 的 单 位 。 这 种 单 位 符 号 中 的 乘 和 除 采用 数 学 符 号 。 它 由 两 部 分 构 成 : 一 部 分是 包 括 SI辅 助 单 位 在 内 的 具 有 专 门 名 称的 SI导 出 单 位 ; 另 一 部 分 是 组 合 形 式 的 SI导 出 单 位 , 即 用 SI基 本 单 位 和 具 有 专 门名 称 的 SI导 出 单 位 ( 含 辅 助 单 位 ) 以 代数 形 式 表 示 的 单 位 。 电 离 辐 射 、 医 疗 卫 生 领 域 中 的 某 些 量 , 涉 及 人 类健 康 和 安 全 防 护 。 这 些 量 的 量 纲 相 同 , 或 具 有与 其 他 量 相 同 的 量 纲 , 因 此 , 用 SI基 本 单 位 表示 这 些 量 的 SI导 出 单 位 时 , 也 具 有 相 同 的 形 式 。为 了 便 于 区 分 不 同 的 物 理 量 , 避 免 使 用 时 混 淆而 造 成 事 故 , 这 些 量 的 SI导 出 单 位 也 被 赋 予 专门 的 名 称 。 例 如 , 吸 收 剂 量 、 比 授 予 能 及 比释 动 能 的 单 位 , 通 常 用 戈 瑞 ( Gy) 代 替 焦 耳每 千 克 ( J/kg) , 剂 量 当 量 单 位 则 用 希 沃 特 代 替 焦 耳 每 千 克 ( J/kg) 。 I单 位 弧 度 ( rad) 和 球 面 度 ( sr) 称 为 SI辅助 单 位 , 它 们 是 具 有 专 门 名 称 和 符 号 的量 纲 为 一 的 量 的 导 出 单 位 。 例 如 , 角 速度 的 SI单 位 可 写 成 弧 度 每 秒 ( rad/s) 。电 阻 率 的 单 位 通 常 用 欧 姆 米 ( m ) 代 替伏 特 米 每 安 培 ( Vm /A) , 它 是 组 合 形式 的 SI导 出 单 位 之 一 。 表 5.2-2列 出 的 是 包 括 SI辅 助 单 位 在 内 的 具有 专 门 名 称 的 SI导 出 单 位 。 具 体 见 P214 ( 三 ) SI单 位 的 倍 数 单 位 在 SI中 , 用 以 表 示 倍 数 单 位 的 词 头 , 称为 SI词 头 。 它 们 是 构 词 成 分 , 用 于 附 加在 SI单 位 之 前 构 成 倍 数 单 位 ( 十 进 倍 数单 位 和 分 数 单 位 ) , 而 不 能 单 独 使 用 。表 5.2-3共 列 出 20个 SI词 头 , 所 代 表 的 因数 的 覆 盖 范 围 为 10-24 1024。 词 头 符 号 与 所 紧 接 着 的 单 个 单 位 符 号 ( 这 里 仅 指SI基 本 单 位 和 SI导 出 单 位 ) 应 视 作 一 个 整 体 对待 , 共 同 组 成 一 个 新 单 位 , 并 具 有 相 同 的 幂 次 ,而 且 还 可 以 和 其 他 单 位 构 成 组 合 单 位 。 例 如 : 1cm 3=( 10-2m ) 3=10-6m 3, 1s-1=( 10-6s) -1=106s-1, 1m m 2/s =( 10-3m ) 2/s =10-6m 2/s。由 于 历 史 原 因 , 质 量 的 SI基 本 单 位 名 称 “ 千 克 ”中 已 包 含 SI词 头 , 所 以 , “ 千 克 ” 的 十 进 倍 数单 位 由 词 头 加 在 “ 克 ” 之 前 构 成 。 例 如 : 应 使用 毫 克 ( mg) , 而 不 得 用 微 千 克 ( kg) 。 见 P215表 由 于 实 用 上 的 广 泛 性 和 重 要 性 , 在 我 国 法 定 计 量单 位 中 , 为 11个 物 理 量 选 定 了 16个 与 SI单 位 并用 的 非 SI单 位 , 如 表 5.2-4所 示 。 其 中 10个 是国 际 计 量 大 会 同 意 并 用 的 非 SI单 位 , 它 们 是 :时 间 单 位 分 、 小 时 、 日 ( 天 ) ; 平 面 角 单 位 度 、 角 分 、 角 秒 ; 体 积 单 位 升 ; 质 量 单 位 吨 和 原 子 质 量 单 位 ; 能 量单 位 电 子 伏 。 另 外 6个 , 即 海 里 、 节 、 公顷 、 转 每 分 、 分 贝 、 特 克 斯 , 则 是 根 据 国 内 外的 实 际 情 况 选 用 的 。 见 P216表 三 、 法 定 计 量 单 位 的 基 本 使 用 方 法我 国 国 家 标 准 GB3100-93 国 际 单 位 制 及 其应 用 和 GB3101-93 有 关 量 、 单 位 和 符号 的 一 般 原 则 , 对 SI单 位 的 使 用 方 法作 了 规 定 , 并 与 国 际 标 准 ISO 1000:1992和 ISO 31-0: 1992的 规 定 一 致 。 法 定 计 量 单 位 的 名 称 , 除 特 别 说 明 外 , 一 般 指 法定 计 量 单 位 的 中 文 名 称 , 用 于 叙 述 性 文 字 和 口述 中 。 名 称 中 去 掉 方 括 号 中 的 部 分 是 单 位 的 简称 , 否 则 是 全 称 。 简 称 和 全 称 可 任 意 选 用 , 以表 达 清 楚 明 了 为 原 则 。( 1) 组 合 单 位 的 中 文 名 称 原 则 上 与 其 符 号 表 示的 顺 序 一 致 。 单 位 符 号 中 的 乘 号 没 有 对 应 的 名称 , 只 要 将 单 位 名 称 接 连 读 出 即 可 。 例 如 : Nm的 名 称 为 “ 牛 顿 米 ” , 简 称 为 “ 牛 米 ” 。 而 表示 相 除 的 斜 线 ( ) 对 应 名 称 为 “ 每 ” , 且 无论 分 母 中 有 几 个 单 位 , “ 每 ” 只 在 分 母 的 前 面出 现 一 次 。 例 如 : 单 位 (kgK)的 中 文 名 称为 “ 焦 耳 每 千 克 开 尔 文 ” , 简 称 为 “ 焦 每 千 克开 ” 。 ( 2) 乘 方 形 式 的 单 位 名 称 , 其 顺 序 是 指 数 名 称在 前 , 单 位 名 称 在 后 。 即 单 位 中 带 有 幂 , 则 幂的 名 称 应 在 单 位 之 前 。 二 次 幂 为 二 次 方 , 三 次幂 为 三 次 方 , 依 次 类 推 。 但 是 , 如 长 度 的 2次和 3次 幂 分 别 表 示 面 积 和 体 积 , 则 相 应 的 指 数名 称 分 别 称 为 平 方 和 立 方 , 否 则 , 仍 称 为 “ 二次 方 ” 和 “ 三 次 方 ” 。 例 如 : m2/s这 个 单 位 符号 , 当 用 于 表 示 运 动 粘 度 时 , 名 称 为 “ 二 次 方米 每 秒 ” ; 但 当 用 于 表 示 覆 盖 速 率 时 , 则 为“ 平 方 米 每 秒 ” 。 负 数 幂 的 含 义 为 除 , 既 可 用幂 的 名 称 , 也 可 用 “ 每 ” 。 例 如 : -1的 名 称为 每 摄 氏 度 , 亦 称 负 一 次 方 摄 氏 度 。 l ( 3) 书 写 组 合 单 位 名 称 时 , 不 加 乘 或 除的 符 号 或 其 他 符 号 。 如 电 阻 率 单 位 符 号为 , 其 名 称 为 欧 姆 米 , 而 不 是 欧 姆 .米 等 法 定 计 量 单 位 和 词 头 的 符 号 , 是 代 表 单 位 和 词 头名 称 的 字 母 或 特 种 符 号 , 它 们 应 采 用 国 际 通 用符 号 。 在 中 、 小 学 课 本 和 普 通 书 刊 中 必 要 时 ,也 可 将 单 位 的 简 称 ( 包 括 带 有 词 头 的 单 位 简 称 )作 为 符 号 使 用 , 这 样 的 符 号 称 为 “ 中 文 符 号 ” 。(1)法 定 计 量 单 位 和 词 头 的 符 号 , 不 论 拉 丁 字 母 或希 腊 字 母 , 一 律 用 正 体 。 单 位 符 号 一 般 为 小 写字 母 , 只 有 单 位 名 称 来 源 于 人 名 时 , 其 符 号 的第 一 个 字 母 大 写 , 只 有 “ 升 ” 的 符 号 例 外 , 可以 用 。 例 如 : 时 间 单 位 “ 秒 ” 的 符 号 是 s; 电导 单 位 “ 西 门 子 ” 的 符 号 是 S; 压 力 、 压 强 、应 力 的 单 位 “ 帕 斯 卡 ” 的 符 号 是 Pa。 词 头 符 号 的 字 母 , 当 其 所 表 示 的 因 数 小 于 106时 ,一 律 用 小 写 体 , 大 于 或 等 于 106时 用 大 写 。 尤 其要 注 意 区 分 词 头 符 号 Y( 1024) 与 y( 10-24) , Z( 1021) 与 z( 10-21) , P( 1015) 与 p( 10-12) ,M( 106) 与 m ( 10-3) 。(2)单 位 符 号 没 有 复 数 形 式 , 不 得 附 加 任 何 其 他 标记 或 符 号 来 表 示 量 的 特 性 或 测 量 过 程 的 信 息 。它 不 是 缩 略 语 , 除 正 常 语 句 结 尾 的 标 点 符 号 外 ,词 头 或 单 位 符 号 后 都 不 加 标 点 。 (3)由 两 个 以 上 单 位 相 乘 构 成 的 组 合 单 位 , 相 乘 单位 间 可 用 乘 点 也 可 不 用 。 但 是 , 单 位 中 文 符 号 相乘 时 必 须 用 乘 点 。 例 如 : 力 矩 单 位 牛 顿 米 的 符 号为 Nm 或 Nm , 但 其 中 文 符 号 仅 为 牛 米 。(4)相 除 的 单 位 符 号 间 用 斜 线 表 示 或 采 用 负 指 数 。例 如 : 密 度 单 位 符 号 可 以 是 kg/m 3或 kgm -3, 其中 文 符 号 可 以 是 千 克 米 3或 千 克 米 -3。 单 位 中分 子 为 时 , 只 用 负 数 幂 。 例 如 : 用 m -3, 而 不用 1/ m 3。 表 示 相 除 的 斜 线 在 一 个 单 位 中 最 多 只有 一 条 , 除 非 采 用 括 号 能 澄 清 其 含 义 。 例 如 : 用W/( Km ) , 而 不 用 W/K/m 或 W/Km 。 也 可 用水 平 线 表 示 相 除 。(5)词 头 的 符 号 与 单 位 符 号 之 间 不 得 有 间 隙 , 也 不加 相 乘 的 符 号 。 (6)口 述 单 位 符 号 时 应 使 用 单 位名 称 而 非 字 母 名 称 。 ( 三 ) 法 定 计 量 单 位 和 词 头 的 使 用 规 则法 定 计 量 单 位 和 词 头 的 名 称 , 一 般 只 宜 在 口 述 和叙 述 性 文 字 中 使 用 。 而 符 号 可 用 于 一 切 需 要 简 单明 了 表 示 单 位 的 地 方 , 也 可 用 于 叙 述 性 文 字 之 中 。(1)单 位 的 名 称 与 符 号 必 须 作 为 一 个 整 体 使 用 , 不得 拆 开 。 例 如 : 摄 氏 度 的 单 位 符 号 为 C, 20C不得 读 成 或 写 成 “ 摄 氏 20度 ” 或 “ 20度 ” , 而 应 读成 “ 20摄 氏 度 ” , 写 成 “ 20C” 。 (2)任 何 量 纲 一 的 量 的 法 定 计 量 单 位 ,其 名 称 者 是 一 .(3)表 示 量 值 时 ,单 位 符 号 应 当 置 于 数 值 之 后 .如 果 是和 和 差 时 应 使 用 正 确 .如 ;(12 1)C的 写 法 . (4)用 词 头 构 成 倍 数 单 位 时 , 不 得 使 用 重 叠 词 头 。例 如 : 不 得 使 用 毫 微 米 、 微 微 法 拉 , 等(5)SI单 位 的 倍 数 单 位 , 一 般 应 使 量 的 数 值 处 于0.1 1000的 范 围 内 。 例 如 : 1.2 104N可 以 写成 12kN; 1 401 Pa可 以 写 成 1.401kPa。 非 十 进制 的 单 位 不 得 使 用 词 头 构 成 倍 数 单 位 。 亿 (108)、万 ( 104) 不 是 词 头 , 只 按 一 般 数 词 使 用 。(6)只 通 过 相 乘 构 成 的 组 合 单 位 , 词 头 通 常 加 在组 合 单 位 中 的 第 一 个 单 位 之 前 。 例 如 : 力 矩 的单 位 kNm, 不 宜 写 成 Nkm。 只 通 过 相 除 构 成 或 通 过 乘 和 除 构 成 的 的 组 合单 位 , 词 头 通 常 加 在 分 子 中 的 第 一 个 单 位之 前 , 分 母 中 一 般 不 用 词 头 。 例 如 : 摩 尔内 能 单 位 kJ/mol, 不 宜 写 成 J/mmol。 但 质量 的 SI单 位 kg不 作 为 有 词 头 的 单 位 对 待 。例 如 : 比 授 能 的 单 位 可 以 写 成 J/kg。 当 组合 单 位 分 母 是 长 度 、 面 积 和 体 积 单 位 时 ,按 习 惯 和 方 便 , 分 母 中 可 以 选 用 词 头 构 成倍 数 单 位 。 例 如 : 密 度 的 单 位 可 以 选 g/cm3。 请 换 算 100M g/m3= mg /mm3 一 、 概 述 ( 一 ) 测 量 仪 器 的 分 类 单 独 地 或 连 同 辅 助 设 备 一 起 用 以 进 行 测 量 的 器 具 ,称 为 测 量 仪 器 , 又 称 计 量 器 具 。其 中 , 使 用 时 以 固 定 形 态 复 现 或 提 供 给 定 量 的 一个 或 多 个 已 知 值 的 测 量 仪 器 称 之 为 实 物 量 具 ,简 称 量 具 , 例 如 : 砝 码 、 量 块 、 标 准 电 阻 线 圈 、标 准 信 号 发 生 器 、 标 准 硬 度 块 、 参 考 物 质 等 。 实 物 量 具 不 同 于 一 般 的 测 量 仪 器 。 量 具 本 身 所 复 现 或提 供 的 已 知 量 值 , 即 给 定 量 , 就 是 其 本 身 量 值 的 实际 大 小 , 而 一 般 测 量 仪 器 所 指 示 的 量 值 往 往 是 一 种等 效 信 息 。 例 如 : 体 温 计 能 指 示 出 温 度 , 但 本 身 并不 能 提 供 实 际 温 度 , 而 只 是 指 示 出 人 体 温 度 的 一 种等 效 信 息 。测 量 仪 器 按 其 结 构 和 功 能 特 点 可 分 为 四 种 :( 1) 显 示 式 测 量 仪 器 , 又 称 为 指 示 式 测 量 仪 器 , 它能 直 接 或 间 接 显 示 出 被 测 量 的 示 值 。 例 如 : 转 速 计 、温 度 计 、 密 度 计 、 弹 簧 式 压 力 表 、 千 分 尺 、 电 流 表 、功 率 表 、 频 率 计 等 。 这 类 测 量 仪 器 按 其 给 出 示 值 的形 式 , 又 分 为 模 拟 式 、 数 字 式 和 记 录 式 三 种 。( 2) 比 较 式 仪 器 , 它 能 使 被 测 量 具 或 使 被 测 量 与 标准 量 具 相 互 比 较 。 例 如 : 天 平 、 长 度 比 较 仪 、 电 位差 计 、 光 度 计 、 测 量 电 桥 等 。 ( 3) 积 分 式 测 量 仪 器 , 它 通 过 一 个 量 对 另 一 个 量的 积 分 来 确 定 被 测 量 值 。 例 如 : 家 庭 用 的 电 能 表 ,测 量 的 是 在 两 次 付 费 时 刻 之 间 的 一 段 时 间 内 , 所耗 用 的 电 功 率 对 时 间 的 积 分 。 又 如 : 皮 革 面 积 测量 仪 , 测 量 的 是 皮 革 摊 平 在 平 面 上 , 其 轮 廓 线 所围 的 平 面 面 积 。( 4) 累 积 式 测 量 仪 器 , 它 通 过 对 来 自 一 个 或 多 个源 中 , 同 时 或 依 次 得 到 的 被 测 量 的 部 分 值 求 和 ,来 确 定 被 测 量 值 。 例 如 : 累 积 式 皮 带 秤 , 是 通 过累 积 器 根 据 称 重 和 位 移 传 感 器 提 供 的 信 息 , 对 皮带 测 量 段 上 每 次 称 得 的 各 分 量 负 荷 进 行 累 加 求 和 ,并 通 过 累 积 指 示 器 显 示 累 积 值 。 另 外 还 有 电 子 轨道 衡 、 总 加 式 电 功 率 表 等 。按 其 计 量 学 用 途 或 在 统 一 单 位 量 值 中 的 作 用 , 测 量仪 器 可 分 为 测 量 基 准 、 测 量 标 准 和 工 作 用 测 量 仪器 三 种 。 测 量 设 备 是 为 实 现 测 量 过 程 所 必 须 的 测 量 仪 器 、 软件 、 测 量 标 准 、 参 考 物 质 及 辅 助 设 备 的 组 合 。 测量 设 备 不 仅 包 含 一 般 的 测 量 仪 器 , 而 且 包 括 各 等级 的 测 量 标 准 , 各 类 参 考 物 质 和 实 物 量 具 , 与 测量 设 备 连 接 的 各 种 辅 助 设 备 , 以 及 进 行 测 量 所 必须 的 软 件 和 资 料 。 辅 助 设 备 主 要 指 本 身 不 能 给 出量 值 而 没 有 它 又 不 能 进 行 测 量 的 设 备 , 以 及 作 为检 验 手 段 用 的 工 具 、 工 装 、 定 位 器 、 模 具 等 。 辅助 设 备 有 时 会 直 接 影 响 测 量 的 准 确 可 靠 程 度 。 进行 测 量 所 必 须 的 软 件 和 资 料 , 是 指 设 备 使 用 说 明书 、 作 业 指 导 书 以 及 有 关 测 量 程 序 文 件 等 软 件 ,当 然 也 包 括 一 些 测 量 仪 器 本 身 的 控 制 和 测 量 程 序 。没 有 这 些 资 料 和 软 件 , 也 不 能 给 出 准 确 可 靠 的 数据 。 *测 量 设 备 是 对 测 量 所 包 括 的 硬 件 和 软 件的 统 称 , 对 测 量 设 备 进 行 控 制 , 也 是 企业 质 量 管 理 的 重 要 内 容 。 ISO10012:2003 二 、 测 量 仪 器 的 计 量 特 性测 量 仪 器 的 计 量 特 性 是 指 其 影 响 测 量 结 果的 一 些 明 显 特 征 , 其 中 包 括 测 量 范 围 、偏 移 、 重 复 性 、 稳 定 性 、 分 辨 力 、 鉴 别力 阈 和 示 值 误 差 等 。 为 了 达 到 测 量 的预 定 要 求 , 测 量 仪 器 必 须 具 有 符 合 规 范要 求 的 计 量 学 特 性 , 特 别 是 其 准 确 度 必须 符 合 要 求 。 确 定 测 量 仪 器 的 特 性 , 并 签 发 关 于 其 法 定地 位 的 官 方 文 件 , 称 为 测 量 仪 器 控 制 。这 种 控 制 可 包 括 对 测 量 仪 器 的 下 列 运 作中 的 一 项 、 两 项 或 三 项 :型 式 批 准 ;检 定 ;检 验 。 这 些 工 作 的 目 的 是 要 确 定 测 量 仪 器 的 特 性是 否 符 合 相 关 技 术 法 规 中 规 定 的 要 求 。型 式 批 准 是 由 政 府 计 量 行 政 部 门 做 出 的承 认 测 量 仪 器 的 型 式 符 合 法 定 要 求 的 决定 。 所 谓 型 式 , 是 指 某 一 种 测 量 仪 器 的样 机 及 ( 或 ) 它 的 技 术 文 件 ( 例 如 : 图纸 、 设 计 资 料 等 ) , 实 质 上 就 是 该 种 测量 仪 器 的 结 构 、 技 术 条 件 和 所 表 现 出 来的 性 能 。 检 定 是 查 明 和 确 认 测 量 仪 器 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 。 检 验 是 对 使 用 中测 量 仪 器 进 行 监 督 的 重 要 手 段 , 其 内 容包 括 检 查 测 量 仪 器 的 检 定 标 记 或 检 定 证书 是 否 有 效 、 保 护 标 记 是 否 损 坏 、 检 定后 测 量 仪 器 是 否 遭 到 明 显 改 动 , 以 及 其误 差 是 否 超 过 使 用 中 最 大 允 许 误 差 等 。 ( 一 ) 标 称 范 围 、 量 程 和 测 量 范 围测 量 仪 器 的 操 纵 器 件 调 到 特 定 位 置 时 可 得到 的 示 值 范 围 , 称 为 标 称 范 围 。 此 时 的示 值 范 围 是 与 测 量 仪 器 的 整 体 相 联 系 的 ,是 指 标 尺 所 指 示 的 被 测 量 值 可 得 到 的 范围 。 标 称 范 围 通 常 以 被 测 量 的 单 位 表 示 ,而 不 管 标 尺 上 所 标 的 单 位 是 什 么 。 标 称 范 围 的 上 限 与 下 限 之 差 的 绝 对 值 , 称为 量 程 。 例 如 : 某 温 度 计 的 标 称 范 围 为( -30 80) C, 则 其 量 程 为 80-( -30) = 110C; 某 电 压 表 的 标 称 范 围 为 100V,则 其 量 程 为 100 0 = 100V。 测 量 范 围 , 也 称 为 工 作 范 围 , 是 指 测 量 仪器 的 误 差 处 于 规 定 的 极 限 范 围 内 的 被 测量 的 示 值 范 围 。 在 这 一 规 定 的 测 量 范 围内 使 用 , 测 量 仪 器 的 示 值 误 差 必 处 在 允许 极 限 内 ; 而 若 超 出 测 量 范 围 使 用 , 示值 误 差 就 将 超 出 允 许 极 限 。 换 言 之 , 测量 范 围 就 是 在 正 常 工 作 条 件 下 , 能 确 保测 量 仪 器 规 定 准 确 度 的 被 测 量 值 的 范 围 。 注 意 正 确 区 别 和 掌 握 示 值 范 围 、 标 称 范 围 、测 量 范 围 和 量 程 的 概 念 。 示 值 范 围 是 指测 量 仪 器 标 尺 或 显 示 装 置 所 能 指 示 的 范围 , 可 用 标 在 标 尺 或 显 示 器 上 的 单 位 表示 ; 标 称 范 围 是 对 测 量 仪 器 整 体 而 言 的 ,通 常 用 被 测 量 的 单 位 表 示 ; 测 量 范 围 是指 能 保 证 规 定 准 确 度 、 满 足 误 差 处 于 规定 极 限 内 的 量 值 范 围 ; 量 程 则 是 指 标 称范 围 上 、 下 限 之 差 的 绝 对 值 。 额 定 操 作 条 件 是 指 测 量 仪 器 的 正 常 工 作 条 件 , 也就 是 使 测 量 仪 器 的 规 定 计 量 特 性 处 于 给 定 极 限内 的 使 用 条 件 。 在 这 些 条 件 中 , 一 般 包 括 被 测量 和 影 响 量 的 范 围 或 额 定 值 , 只 有 在 规 定 的 范围 或 额 定 值 下 使 用 , 测 量 仪 器 才 能 达 到 规 定 的计 量 特 性 或 规 定 的 示 值 允 许 误 差 值 。 例 如 : 工作 压 力 表 测 量 范 围 的 上 限 为 10MPa, 则 压 力 的 最大 值 只 能 加 到 10MPa; 额 定 电 流 为 10A的 电 能 表 ,其 输 入 电 流 不 得 超 过 10A。 在 使 用 测 量 仪 器 时 ,搞 清 额 定 操 作 条 件 十 分 重 要 , 只 有 满 足 这 些 条件 , 才 能 保 证 测 量 结 果 的 准 确 性 和 可 靠 性 。 测 量 仪 器 的 规 定 计 量 特 性 不 受 损 也 不 降 低 ,其 后 仍 可 在 额 定 操 作 条 件 下 运 行 所 能 承受 的 极 端 条 件 , 称 为 极 限 条 件 。 极 限 条件 应 规 定 被 测 量 和 影 响 量 的 极 限 值 。 例如 : 有 些 测 量 仪 器 可 以 进 行 测 量 上 限 之上 10%的 超 载 试 验 , 在 包 装 条 件 下 的 振 动试 验 , ( -40 +50) C的 温 度 试 验 或95%RH以 上 的 湿 度 试 验 等 , 这 些 都 属 于 测量 仪 器 的 极 限 条 件 。 参 考 条 件 是 指 测 量 仪 器 在 性 能 试 验 或 进 行检 定 、 校 准 、 比 对 时 的 使 用 条 件 , 即 标准 工 作 条 件 或 称 为 标 准 条 件 。 这 些 条 件一 般 应 对 作 用 于 测 量 仪 器 的 影 响 量 的 参考 值 或 参 考 范 围 作 出 明 确 规 定 , 以 真 正反 映 测 量 仪 器 的 计 量 性 能 和 保 证 测 量 结果 的 可 比 性 。 注 意 正 确 区 别 和 掌 握 额 定 操 作 条 件 、 极 限条 件 和 参 考 条 件 。 前 者 是 测 量 仪
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