医学计量基础知识--课件

医学计量基础与通用要求解读医学计量基础与通用要求解读1 计计量量是是关关于于测测量量的的科科学学。是是研研究究测测量量、保保证证测测量量统统一一和和准准确确的科学。的科学。什么是计量（Metrology）？计量是关于测量的科学。是研究测量、保证测量统一和准2 计量科技水平是一个国家科学技术实力的重要标志，是国家综合实力的具体体现。科技要发展，计量须先行!计量的科学意义 计量科技水平是一个国家科学技术实力的重要标志，是国家3医学计量是指在医学技术领域，保证人体生命体征(化学、物理)参数、用药剂量等计量单位的统一和量值准确、可靠的活动。什么医学计量？医学计量是指在医学技术领域，保证人体生命体征(化学4 统一性：统一性：必须保证计量单位和量值的统一。必须保证计量单位和量值的统一。（同一被测量结果一致）（同一被测量结果一致）准确性：准确性：要达到所预期的某种程度的准确性。要达到所预期的某种程度的准确性。（测量仪器或设备必须检定（测量仪器或设备必须检定/校准）校准）计量的基本特点 统一性：必须保证计量单位和量值的统一。计量的基本特点5 广广泛泛性性：渗渗透透到到各各个个学学科科领领域域和和国国民民经经济济的的各部门以及人民的日常生活。各部门以及人民的日常生活。法法制制性性：为为了了保保证证全全国国计计量量单单位位和和量量值值的的统统一一，必必须须制制定定共共同同遵遵守守的的准准则则，因因此此需需要要有有计量法律、法令、条例、办法等作保证。计量法律、法令、条例、办法等作保证。保障性：保障性：提供技术支持和保障。提供技术支持和保障。计量的基本特点 广泛性：渗透到各个学科领域和国民经济的各部门以及人民的日常6Contents计量法制管理计量法制管理量量 和和 单单 位位计量学通用术语及概念计量学通用术语及概念计量学通用术语及概念计量学通用术语及概念数数数数 据据据据 处处处处 理理理理测量不确定度的表示及评定测量不确定度的表示及评定测量不确定度的表示及评定测量不确定度的表示及评定Contents计量法制管理量 和 单 位计量学通用术71.计量法律法规新计量法：2013年12月28日全国人大通过修订，2014年3月1日起实施。一、计量法制管理医疗器械监督管理条例2014年2月12日国务院常务会议修订通过，2014年6月1日起施行。1.计量法律法规一、计量法制管理医疗器械监督管理条例28中国人民解放军计量条例：2003年7月9日军委主席签发实施。军队医学计量规定：2005年12月6日总后部长签发实施。中国人民解放军计量条例：2003年7月9日军委主席签发实9军队医学计量规定：第二十一条医医学学计计量量检检定定人人员员应应当当正正确确使使用用、维维护护测测量量标标准准，并并依依据据计计量量检检定定规规程程和和其其他他技技术术文文件件开开展展计计量量检检定定、检检测测工工作作，保保证证计计量量检检定定、检检测测数数据据的的准准确确、真真实、完整实、完整。军队医学计量规定：第二十一条 医学计量检定人员应当正确使10军队医学计量规定：第二十四条列列入入国国家家强强制制计计量量检检定定目目录录、卫卫生生装装备备计计量量强强制制检检定定目目录录和和强强制制质质量量控控制制目目录录的的卫卫生生装装备备，必必须须按按照照规规定定实实施施强强制医学计量检定、检测。制医学计量检定、检测。军队医学计量规定：第二十四条 列入国家强制计量检定目录、11医疗器械监督管理条例：第三十六条医医疗疗器器械械使使用用单单位位对对需需要要定定期期检检查查、检检验验、校校准准、保保养养、维维护护的的医医疗疗器器械械，应应当当按按照照产产品品说说明明书书的的要要求求进进行行检检查查、检检验验、校校准准、保保养养、维维护护并并予予以以记记录录，及及时时进进行行分分析析、评评估估，确保医疗器械处于良好状态，保障使用质量。确保医疗器械处于良好状态，保障使用质量。医疗器械监督管理条例：第三十六条 医疗器械使用单位对需要12第三十七条使使用用大大型型医医疗疗器器械械以以及及植植入入和和介介入入类类医医疗疗器器械械的的，应应当当将将医医疗疗器器械械的的名名称称、关关键键性性技技术术参参数数等等信信息息以以及及与与使使用用质质量量安安全全密密切切相相关关的的必必要要信信息息记记载到载到病历等相关记录病历等相关记录中。中。第三十七条使用大型医疗器械以及植入和介入类医疗器械的，应当13中国人民解放军内务条令2010年6月15日起施行。第第十十九九章章第第三三百百八八十十六六条条卫卫生生部部门门和和医医疗疗机机构构应应当当严严格格医医疗疗设设备备质质量量管管理理，开开展展计计量量检检定定和和质质量量控控制制，确确保保医医疗疗设设备备使使用用安安全全、准准确确、可可靠。靠。计量法规体系：计量法规体系：计量法规、计量技术法规、计量规章制度等中国人民解放军内务条令2010年6月15日起施行。第十九142 2.测量设备和测量标准管理测量设备和测量标准管理测量设备测量设备测量设备测量设备 measuring equipment:measuring equipment:(1)(1)(1)(1)测量器具测量器具测量器具测量器具 (2)(2)(2)(2)实物量具实物量具实物量具实物量具 (3)(3)(3)(3)测量仪器测量仪器测量仪器测量仪器 (4)(4)(4)(4)测量传感器测量传感器测量传感器测量传感器2.测量设备和测量标准管理测量设备 measuring eq152 2.测量设备和测量标准管理测量设备和测量标准管理测量标准测量标准测量标准测量标准 measurement standard:measurement standard:measurement standard:measurement standard:(1)(1)(1)(1)国际国际国际国际 测量测量测量测量 标准；标准；标准；标准；(2)(2)(2)(2)国家国家国家国家 测量测量测量测量 标准；标准；标准；标准；(3)(3)(3)(3)国防最高国防最高国防最高国防最高 测量测量测量测量 标准；标准；标准；标准；(4)(4)(4)(4)参照标准；参照标准；参照标准；参照标准；(5)(5)(5)(5)工作标准；工作标准；工作标准；工作标准；(6)(6)(6)(6)传递标准；传递标准；传递标准；传递标准；(7)(7)(7)(7)核查标准；核查标准；核查标准；核查标准；(8)(8)(8)(8)标准物质。标准物质。标准物质。标准物质。2.测量设备和测量标准管理测量标准 measurement 16国家测量标准（国家计量基准）：国家测量标准（国家计量基准）：国家测量标准（国家计量基准）：国家测量标准（国家计量基准）：统一全国量值的最高依据。统一全国量值的最高依据。统一全国量值的最高依据。统一全国量值的最高依据。国国国国家家家家质质质质量量量量监监监监督督督督检检检检验验验验检检检检疫疫疫疫总总总总局局局局考考考考核核核核、批批批批准准准准和和和和颁颁颁颁发发发发证书。证书。证书。证书。2 2.测量设备和测量标准管理测量设备和测量标准管理国家测量标准（国家计量基准）：2.测量设备和测量标准管理17部门和企事业单位测量标准：部门和企事业单位测量标准：部门最高计量标准同级政府计量部门主持考核部门最高计量标准同级政府计量部门主持考核部门最高计量标准同级政府计量部门主持考核部门最高计量标准同级政府计量部门主持考核 企企企企事事事事业业业业单单单单位位位位最最最最高高高高测测测测量量量量标标标标准准准准经经经经有有有有关关关关政政政政府府府府计计计计量量量量行行行行政政政政部门主持考核。部门主持考核。部门主持考核。部门主持考核。2 2.测量设备和测量标准管理测量设备和测量标准管理部门和企事业单位测量标准：2.测量设备和测量标准管理18强制检定的范围：强制检定的范围：(1)(1)(1)(1)社会公用测量标准；社会公用测量标准；社会公用测量标准；社会公用测量标准；(2)(2)(2)(2)部门和企事业单位的最高测量标准；部门和企事业单位的最高测量标准；部门和企事业单位的最高测量标准；部门和企事业单位的最高测量标准；(3)(3)(3)(3)用用用用于于于于贸贸贸贸易易易易结结结结算算算算、安安安安全全全全防防防防护护护护、医医医医疗疗疗疗卫卫卫卫生生生生、环环环环境境境境监监监监测测测测、资资资资源源源源保保保保护护护护、法法法法定定定定评评评评价价价价、公公公公正正正正计计计计量量量量方方方方面面面面等等等等方方方方面面面面列列列列入入入入中中中中华华华华人人人人民民民民共共共共和和和和国国国国法法法法制制制制管管管管理理理理的的的的计计计计量量量量器器器器具具具具目目目目录录录录实实实实施施施施计计计计量检定管理的计量器具，实施计量检定。量检定管理的计量器具，实施计量检定。量检定管理的计量器具，实施计量检定。量检定管理的计量器具，实施计量检定。2 2.测量设备和测量标准管理测量设备和测量标准管理强制检定的范围：2.测量设备和测量标准管理19a.a.a.a.必须取得制造、修理计量器具许可证；必须取得制造、修理计量器具许可证；必须取得制造、修理计量器具许可证；必须取得制造、修理计量器具许可证；b.b.b.b.计量行政部门组织专家技术检定、评审；计量行政部门组织专家技术检定、评审；计量行政部门组织专家技术检定、评审；计量行政部门组织专家技术检定、评审；c.c.c.c.未经批准不得销售、进口非法测量器具；未经批准不得销售、进口非法测量器具；未经批准不得销售、进口非法测量器具；未经批准不得销售、进口非法测量器具；d.d.d.d.制造、修理的计量器必须经检定合格后方可使用；制造、修理的计量器必须经检定合格后方可使用；制造、修理的计量器必须经检定合格后方可使用；制造、修理的计量器必须经检定合格后方可使用；e.e.e.e.进口的测量器具必须经省级以上计量部门检定；进口的测量器具必须经省级以上计量部门检定；进口的测量器具必须经省级以上计量部门检定；进口的测量器具必须经省级以上计量部门检定；f.f.f.f.违者承担法律责任。违者承担法律责任。违者承担法律责任。违者承担法律责任。3 3 3 3.对制造、修理、进口测量器具的法制管理对制造、修理、进口测量器具的法制管理对制造、修理、进口测量器具的法制管理对制造、修理、进口测量器具的法制管理a.必须取得制造、修理计量器具许可证；3.对制造、修理、进口20a.a.a.a.业业业业务务务务条条条条件件件件：文文文文化化化化程程程程度度度度，计计计计量量量量法法法法律律律律、法法法法规规规规，基基基基础础础础和和和和专专专专业知识，操作技能等。业知识，操作技能等。业知识，操作技能等。业知识，操作技能等。b.b.b.b.计计计计量量量量检检检检定定定定人人人人员员员员的的的的职职职职责责责责：计计计计量量量量器器器器具具具具的的的的维维维维护护护护保保保保养养养养，保保保保证证证证数据正确、公正，依法工作，保存资料、保守秘密。数据正确、公正，依法工作，保存资料、保守秘密。数据正确、公正，依法工作，保存资料、保守秘密。数据正确、公正，依法工作，保存资料、保守秘密。c.c.c.c.计量检定人员的权利和义务。计量检定人员的权利和义务。计量检定人员的权利和义务。计量检定人员的权利和义务。d.d.d.d.计量检定人员的法律责任。计量检定人员的法律责任。计量检定人员的法律责任。计量检定人员的法律责任。4 4.对计量人员的要求对计量人员的要求a.业务条件：文化程度，计量法律、法规，基础和专业知识，操作21二、量和单位1.1.法定计量单位法定计量单位2.2.法定计量单位的使用方法法定计量单位的使用方法3.3.量和量值的表示量和量值的表示二、量和单位1.法定计量单位221.1.法定计量单位法定计量单位计计计计量量量量法法法法规规规规定定定定：我我我我国国国国的的的的计计计计量量量量单单单单位位位位采采采采用用用用国国国国际际际际单单单单位位位位制制制制。国国国国际际际际单单单单位位位位制制制制计计计计量量量量单单单单位位位位和和和和国国国国家家家家选选选选定定定定的的的的其其其其他他他他计计计计量量量量单单单单位位位位为为为为我国法定计量单位。我国法定计量单位。我国法定计量单位。我国法定计量单位。法定计量单位的构成由三部分构成：法定计量单位的构成由三部分构成：法定计量单位的构成由三部分构成：法定计量单位的构成由三部分构成：(1)(1)(1)(1)国际单位制国际单位制国际单位制国际单位制(SI)(SI)(SI)(SI)单位单位单位单位;(2)(2)(2)(2)国家选定的非国际单位制单位国家选定的非国际单位制单位国家选定的非国际单位制单位国家选定的非国际单位制单位;(3)(3)(3)(3)以上两种单位构成的组合形式单位。以上两种单位构成的组合形式单位。以上两种单位构成的组合形式单位。以上两种单位构成的组合形式单位。1.法定计量单位计量法规定：我国的计量单位采用国际单位制23法定计量单位国际单位制国际单位制(SI)(SI)单位的构成：单位的构成：法定计量单位国际单位制(SI)单位的构成：24国际单位制的基本单位国际单位制的基本单位国际单位制的基本单位25医学计量基础知识-课件26国际单位制导出单位国际单位制导出单位国际单位制导出单位27国际单位制导出单位国际单位制导出单位国际单位制导出单位28用于构成十进倍数和分数单位的词头用于构成十进倍数和分数单位的词头用于构成十进倍数和分数单位的词头29组合形成的国际单位制导出单位组合形成的国际单位制导出单位量的名称量的名称 单位符号单位符号 中文单位名称读法中文单位名称读法 加速度加速度 m m m ms s s s2 2 2 2 米每二次方秒米每二次方秒 力矩力矩 Nm Nm Nm Nm，N N N N m m m m 牛顿米，牛牛顿米，牛 米米 电能电能 kWh kWh kWh kWh，kWkWkWkW h h h h 千瓦时千瓦时 面积面积 kmkmkmkm2 2 2 2 平方千米平方千米 比热容比热容 J J J J(kg(kg(kg(kg K)K)K)K)焦尔每千克开尔文焦尔每千克开尔文 传热系数传热系数 W W W W(m(m(m(m2 2 2 2 K)K)K)K)瓦特每平方米开尔文瓦特每平方米开尔文 浓度浓度 mmol mmol mmol mmolL L L L 毫摩尔每升毫摩尔每升 表示除的斜线只能有一条表示除的斜线只能有一条,“,“,“,“每每”只有一个。只有一个。组合形成的国际单位制导出单位量的名称 单位符号 30国家选定的非国际单位制单位国家选定的非国际单位制单位国家选定的非国际单位制单位312.2.法定计量单位的使用方法法定计量单位的使用方法（1 1）法定计量单位一律用正体）法定计量单位一律用正体 例如：例如：例如：例如：mm mm mm mm 不能写成不能写成不能写成不能写成 mmmmmmmm；HzHzHzHz、W W W W、V V V V 不能写成：不能写成：不能写成：不能写成：HzHzHzHz、W W W W、V V V V量的符号用斜体，单位符号用正体量的符号用斜体，单位符号用正体量的符号用斜体，单位符号用正体量的符号用斜体，单位符号用正体 例如：长度例如：长度例如：长度例如：长度 L L L L=230 mm=230 mm=230 mm=230 mm 电压电压电压电压 U U U U=10 V=10 V=10 V=10 V 电流电流电流电流 I I I I=2.5A =2.5A =2.5A =2.5A 功率功率功率功率 P P P P=200 W=200 W=200 W=200 W 2.法定计量单位的使用方法（1）法定计量单位一律用正体322.2.法定计量单位的使用方法法定计量单位的使用方法（2 2）数字后面用单位符号，不用中文名称）数字后面用单位符号，不用中文名称 例如：例如：1010，不能写成，不能写成 1010欧姆。欧姆。2.法定计量单位的使用方法（2）数字后面用单位符号，不用中文332.2.法定计量单位的使用方法法定计量单位的使用方法（3 3 3 3）单单单单位位位位符符符符号号号号来来来来源源源源于于于于人人人人名名名名时时时时，一一一一个个个个字字字字母母母母时时时时为为为为大大大大写写写写；两个字母的，第一个字母大写，其余为小写。两个字母的，第一个字母大写，其余为小写。两个字母的，第一个字母大写，其余为小写。两个字母的，第一个字母大写，其余为小写。例如：例如：W W，N N，K K等均是大写字母；等均是大写字母；PaPa，不能写成，不能写成 pa pa 或或 PAPA；HzHz，不能写成，不能写成 hz hz 或或 HZHZ。2.法定计量单位的使用方法（3）单位符号来源于人名时，一个字342.2.法定计量单位的使用方法法定计量单位的使用方法（4 4 4 4）正确使用词头）正确使用词头）正确使用词头）正确使用词头 表表表表示示示示“千千千千”以以以以下下下下为为为为小小小小写写写写字字字字母母母母；“兆兆兆兆”以以以以上上上上为为为为大大大大写写写写字母字母字母字母例如：例如：例如：例如：kHzkHzkHzkHz；kWkWkWkW；kV kV kV kV 不能写成：不能写成：不能写成：不能写成：KHzKHzKHzKHz；KWKWKWKW；KV KV KV KV 例如：例如：例如：例如：GHzGHzGHzGHz；MHz MHz MHz MHz 不能写成：不能写成：不能写成：不能写成：gHzgHzgHzgHz；mHzmHzmHzmHz 2.法定计量单位的使用方法（4）正确使用词头352.2.法定计量单位的使用方法法定计量单位的使用方法（5 5 5 5）词词词词头头头头一一一一般般般般用用用用在在在在第第第第一一一一个个个个单单单单位位位位之之之之前前前前，除除除除质质质质量量量量之之之之外外外外，一般分母不用词头一般分母不用词头一般分母不用词头一般分母不用词头 例如：例如：kNkNm m，不不 用用 N Nkmkm；kV/mkV/m，不不 用用 V/mmV/mm 2.法定计量单位的使用方法（5）词头一般用在第一个单位之前，362.2.法定计量单位的使用方法法定计量单位的使用方法（6 6 6 6）组组组组合合合合单单单单位位位位中中中中包包包包含含含含两两两两个个个个以以以以上上上上单单单单位位位位相相相相乘乘乘乘时时时时，整整整整个个个个分分分分母母母母一一一一般般般般应应应应加加加加分分分分括括括括号号号号，表表表表示示示示除除除除号号号号的的的的斜斜斜斜线线线线“/”/”/”/”不不不不得得得得多多多多于一条。于一条。于一条。于一条。例例如如：比比热热容容单单位位：焦焦耳耳每每千千克克开开尔尔文文的的符号为：符号为：J/(kgJ/(kgK)K)，不能写成：，不能写成：J/kg/K J/kg/K 2.法定计量单位的使用方法（6）组合单位中包含两个以上单位相372.2.法定计量单位的使用方法法定计量单位的使用方法（7 7）词头与单位之间不能有间隔或加乘号）词头与单位之间不能有间隔或加乘号 例如：km2，平方千米，不能写成km2或km22.法定计量单位的使用方法（7）词头与单位之间不能有间隔或加383.3.量值的表示量值的表示（1 1 1 1）角角角角标标标标应应应应标标标标注注注注在在在在量量量量的的的的符符符符号号号号处处处处，不不不不写写写写在在在在单单单单位位位位符符符符号号号号处。处。处。处。例如：例如：U Umaxmax=500 V=500 V，不写成，不写成U U=500 V=500 Vmaxmax（2 2 2 2）相对量值表示相对量值表示相对量值表示相对量值表示 例如：例如：50%50%70%70%，不写成，不写成 505070%70%，也不写成也不写成 60%10%60%10%3.量值的表示（1）角标应标注在量的符号处，不写在单位符号处39常见法定计量单位使用错误常见法定计量单位使用错误常见法定计量单位使用错误40三三、通用术语及概念通用术语及概念 校准校准 calibrationcalibration：在在规规定定条条件件下下，为为确确定定测测量量仪仪器器或或测测量量系系统统所所指指示示的的量量值值，或或实实物物量量具具、标标准准物物质质所所代代表表的的量量值值，与与对对应应的的由由测测量量标标准准所所复复现现的量值之间关系的一组操作。的量值之间关系的一组操作。三、通用术语及概念 校准 calibration：41三三、通用术语及概念通用术语及概念 检定检定 verificationverification：查查明明和和确确认认计计量量器器具具是是否否符符合合法法定定要要求求的的程程序序，它它包包括括检检查查、加加标标记记和和（或或）出出具具检检定定证证书书。检检定定工工作作应应由由法法定定技技术术机机构构来来承承担。担。三、通用术语及概念 检定 verification：42检定和校准的区别检定和校准的区别检定和校准的区别43三三、通用术语及概念通用术语及概念测试、试验测试、试验 testing,testtesting,test：对对给给定定的的产产品品、材材料料、设设备备、生生物物体体、物物理理现现象象、过过程程或或服服务务，按按照照规规定定的的程程序序确确定一种或多种特性或性能的一组操作。定一种或多种特性或性能的一组操作。三、通用术语及概念测试、试验 testing,test：44检验检验 inspectioninspection：对产品的一个或多个特性进行测量、检对产品的一个或多个特性进行测量、检查、试验或度量，并将其结果与规定的要求查、试验或度量，并将其结果与规定的要求进行比较，以确定它们是否合格的活动。进行比较，以确定它们是否合格的活动。检验 inspection：45溯源性溯源性 measurement traceability measurement traceability：通通过过具具有有规规定定不不确确定定度度的的不不间间断断的的比比较较链链，使使测测量量结结果果或或测测量量标标准准的的量量值值能能够够与与规规定定的的参参照照标标准准、国国家家测测量量标标准准或或国国际际测测量量标标准准联联系系起起来的特性。来的特性。溯源性 measurement traceability：46量值传递量值传递 dissemination of dissemination of dissemination of dissemination of value of a quantityvalue of a quantityvalue of a quantityvalue of a quantity ：通通过过对对测测量量器器具具的的检检定定（校校准准）将将国国家家测测量量标标准准所所复复现现的的测测量量单单位位量量值值通通过过各各等等级级测测量量标标准准传传递递到到工工作作测测量量器器具具，以以保保证证被被测测对对象象量量值准确和一致。值准确和一致。量值传递 dissemination of value of47测量器具测量器具溯源等级图溯源等级图测量器具溯源等级图48 测测量量设设备备（测测量量标标准准及及工工作作测测量量器器具具）必必须须由由有有资资格格的的计计量量技技术术机机构构检检定定/校校准准。检定检定/校准证书应说明溯源情况。校准证书应说明溯源情况。溯源性证明文件：溯源性证明文件：测量设备（测量标准及工作测量器具）必须由有资49三三、通用术语及概念通用术语及概念测量不确定度测量不确定度测量不确定度测量不确定度 uncertainty of measurement uncertainty of measurement：与与与与测测测测量量量量结结结结果果果果关关关关联联联联的的的的参参参参数数数数，表表表表征征征征合合合合理理理理地地地地赋赋赋赋予予予予被被被被测测测测量量量量值值值值的的的的分分分分散散散散性性性性。即即即即，测测测测量量量量不不不不确确确确定定定定度度度度是是是是对对对对测测测测量量量量结结结结果果果果的的的的不可信程度或对测量结果有效性的怀疑程度。不可信程度或对测量结果有效性的怀疑程度。不可信程度或对测量结果有效性的怀疑程度。不可信程度或对测量结果有效性的怀疑程度。传传传传统统统统定定定定义义义义：(1)(1)(1)(1)由由由由测测测测量量量量结结结结果果果果给给给给出出出出的的的的被被被被测测测测量量量量的的的的估估估估计计计计值值值值中中中中可可可可能能能能误误误误差差差差的的的的度度度度量量量量；(2)(2)(2)(2)表表表表征征征征被被被被测测测测量量量量的的的的真真真真值值值值所所所所处的测量范围的估计。处的测量范围的估计。处的测量范围的估计。处的测量范围的估计。三、通用术语及概念测量不确定度 uncertainty of50 测量测量 误差误差 error of measurementerror of measurement：测测量量结结果果减减去去被被测测量量的的真真值值。但但是是，由由于于通通常常不不知知道道真真值值，因因此此，无无法法准准确确确确定定测测量误差的值。测量误差属于理想的概念。量误差的值。测量误差属于理想的概念。测量误差 error of measurement：51示值误差：示值误差：由于真值不能确定，实际上是用约定真由于真值不能确定，实际上是用约定真值。通常用高一级测量标准所复现的值作为值。通常用高一级测量标准所复现的值作为约定真值（校准值或标准值），此时被检测约定真值（校准值或标准值），此时被检测量器具的示值误差为：量器具的示值误差为：示值误差示值误差 =示值校准值示值校准值示值误差：示值误差=示值校准值52例例如如：标标标标称称称称值值值值为为为为100100100100的的的的标标标标准准准准电电电电阻阻阻阻器器器器，用用用用高高高高一一一一 级级级级 电电电电 阻阻阻阻 测测测测 量量量量 标标标标 准准准准 进进进进 行行行行 校校校校 准准准准，获获获获 得得得得 校校校校 准准准准 值值值值 为为为为100.02100.02100.02100.02，则，则，则，则:该标准电阻的示值误差该标准电阻的示值误差该标准电阻的示值误差该标准电阻的示值误差 =100=100=100=100-100.02-100.02-100.02-100.02 =-0.02 =-0.02 =-0.02 =-0.02相对示值误差相对示值误差相对示值误差相对示值误差 =-0.02=-0.02/100/100 =-0.02%=-0.02%=-0.02%=-0.02%例如：标称值为100的标准电阻器，用高一级电阻测量标准53四、数据处理四、数据处理 对对测测量量数数据据进进行行处处理理是是测测量量的的一一个个重重要要环节。环节。数数据据处处理理的的目目的的：通通过过对对测测量量所所得得的的一一系系列列测测量量值值进进行行适适当当的的数数学学运运算算，以以便便获获得得合合理理的测量结果。的测量结果。四、数据处理 对测量数据进行处理是测量的一个重要环节541.1.1.1.异常值的剔除异常值的剔除 在在对对被被测测量量的的一一系系列列观观测测值值中中，个个别别值值明明显显地地超超出出在在规规定定条条件件下下预预期期值的范围，称为异常值。值的范围，称为异常值。产产生生异异常常值值的的原原因因：疏疏忽忽、失失误误或或突突然然产产生生的的不不该该发发生生的的原原因因。如如读读错错记错、仪器指示值突然跳动、突然震动、操作失误等。记错、仪器指示值突然跳动、突然震动、操作失误等。1.异常值的剔除55如如果果一一系系列列测测量量值值中中混混有有异异常常值值，必必然然会会歪歪曲曲测量结果，因此应该将异常值剔除。测量结果，因此应该将异常值剔除。但但如如果果误误把把离离散散大大的的值值当当作作异异常常值值剔剔除除，也也会会造造成成测测量量结结果果不不符符合合客客观观情情况况。因因此此正正确确判判别别异异常常值是很重要的。值是很重要的。只只有有在在异异常常值值被被判判别别并并剔剔除除后后才才能能计计算算测测量量结结果。果。如果一系列测量值中混有异常值，必然会歪曲测量结果，因此56 对对异异常常值值剔剔除除不不是是把把数数据据涂涂掉掉或或把把该该页页记记录录撕撕掉掉，而而是是在在记记录录的的数据上作划改并作明显标注，该数据不再计入测量结果之内。数据上作划改并作明显标注，该数据不再计入测量结果之内。判别异常值的方法判别异常值的方法 （1 1）物理判别法物理判别法 对异常值剔除不是把数据涂掉或把该页记录撕掉，而是57 统统计计判判别别法法有有多多种种，基基本本方方法法是是给给定定一一个个置置信信水水平平，找找出出相相应应的的区区间，凡在这个区间以外的数据，就判定为异常值，并予以剔除。间，凡在这个区间以外的数据，就判定为异常值，并予以剔除。（2 2）统计判别法）统计判别法 统计判别法有多种，基本方法是给定一个置信水平，找58 对对被被测测量量x x进进行行n n次次独独立立重重复复测测量量，得得到到一一系系列数据：列数据：x x x x1 1 1 1，x x x x2 2 2 2，x x x xd d d d，x x x xn n n n（3 3）格拉布斯准则）格拉布斯准则a.a.a.a.计算平均值：计算平均值：计算平均值：计算平均值：b.b.b.b.计算实验标准偏差计算实验标准偏差计算实验标准偏差计算实验标准偏差s s s s(x x x x)：对被测量x进行n次独立重复测量，得到一系列数据：x59c.c.找出可疑的测量值找出可疑的测量值xd:通通常常将将测测量量值值从从小小到到大大排排列列后后，以以最最小值或最大值为可疑值。小值或最大值为可疑值。求可疑值的残差：求可疑值的残差：c.找出可疑的测量值xd:60d.d.若若vdgs(x)，则为异常值，予以剔除。则为异常值，予以剔除。式式中中，g值值由由格格拉拉布布斯斯准准则则表表中中查查得得。它它是测量次数是测量次数n及置信水平及置信水平p的函数。的函数。d.若vdgs(x)，则为异常值，予以剔除。61格拉布斯准则格拉布斯准则g g值表值表格拉布斯准则g值表62计算实例：计算实例：对对对对某某某某被被被被测测测测量量量量进进进进行行行行10101010次次次次测测测测量量量量，测测测测量量量量数数数数据据据据按按按按由由由由小小小小到到到到大大大大排排排排列列列列，分分分分别别别别为为为为：100.47100.47100.47100.47，100.54100.54100.54100.54，100.60100.60100.60100.60，100.65100.65100.65100.65，100.73100.73100.73100.73，100.77100.77100.77100.77，100.82100.82100.82100.82，100.90100.90100.90100.90，101.01101.01101.01101.01，101.40101.40101.40101.40。试问试问试问试问101.40101.40101.40101.40是否是异常值？是否是异常值？是否是异常值？是否是异常值？解：解：解：解：1 1）2 2）计算实例：解：1）2）63 4 4 4 4）n n=10=10，p p=95%=95%，查格拉布斯表查格拉布斯表查格拉布斯表查格拉布斯表,g g=2.18=2.18 5 5 5 5）g g s s(x)=2.180.27=0.59(x)=2.180.27=0.59 6 6 6 6）v vd d=0.61=0.61g g s s(x)=0.59(x)=0.59 所以所以所以所以101.40101.40101.40101.40是异常值，应予以剔除。是异常值，应予以剔除。是异常值，应予以剔除。是异常值，应予以剔除。3 3）4）n=10，p=95%，查格拉布斯表,g=2.18 642.2.有效数字有效数字一一一一个个个个量量量量值值值值从从从从其其其其第第第第一一一一个个个个不不不不是是是是零零零零的的的的数数数数字字字字起起起起到到到到最最最最末一位数的全部数字就称为有效数字。末一位数的全部数字就称为有效数字。末一位数的全部数字就称为有效数字。末一位数的全部数字就称为有效数字。数字左边的数字左边的数字左边的数字左边的“0”“0”“0”“0”不是有效数字；不是有效数字；不是有效数字；不是有效数字；数字右边的数字右边的数字右边的数字右边的“0”“0”“0”“0”是有效数字；是有效数字；是有效数字；是有效数字；例如：例如：例如：例如：3.14159 3.14159 3.14159 3.14159 是六位有效数字是六位有效数字是六位有效数字是六位有效数字 02352 02352 02352 02352是四位有效数字是四位有效数字是四位有效数字是四位有效数字 0.38600 0.38600 0.38600 0.38600是五位有效数字是五位有效数字是五位有效数字是五位有效数字 0.0039 0.0039 0.0039 0.0039是二位有效数字是二位有效数字是二位有效数字是二位有效数字 2.有效数字65 数字大于数字大于数字大于数字大于1000100010001000和小于和小于和小于和小于0.0010.0010.0010.001一般应采用科学记数法：一般应采用科学记数法：一般应采用科学记数法：一般应采用科学记数法：156000156000156000156000记为：记为：记为：记为：1.56101.56101.56101.56105 5 5 5；0.0001350.0001350.0001350.000135记为：记为：记为：记为：1.35101.35101.35101.3510-4-4-4-4有效数字有效数字 数字大于1000和小于0.001一般应采用科学记数663.3.数据修约数据修约 通用的修约规则：通用的修约规则：以保留数字的末位为单位。以保留数字的末位为单位。a.a.a.a.末位数后大于末位数后大于末位数后大于末位数后大于0.50.50.50.5，末位进，末位进，末位进，末位进1 1 1 1；b.b.b.b.末位数后小于末位数后小于末位数后小于末位数后小于0.50.50.50.5，末位不变；，末位不变；，末位不变；，末位不变；c.c.c.c.末位数后恰为末位数后恰为末位数后恰为末位数后恰为0.50.50.50.5，使末位变偶；，使末位变偶；，使末位变偶；，使末位变偶；(奇进偶不进奇进偶不进奇进偶不进奇进偶不进)3.数据修约67例如：例如：例如：例如：0.561 0.561 0.561 0.561 取二位有效数字为：取二位有效数字为：取二位有效数字为：取二位有效数字为：0.560.560.560.56 10.506 10.506 10.506 10.506 取四位有效数字为：取四位有效数字为：取四位有效数字为：取四位有效数字为：10.5110.5110.5110.51 12.65 12.65 12.65 12.65 取三位有效数字为：取三位有效数字为：取三位有效数字为：取三位有效数字为：12.612.612.612.6 32.55 32.55 32.55 32.55 取三位有效数字为：取三位有效数字为：取三位有效数字为：取三位有效数字为：32.632.632.632.6例如：0.561 取二位有效数字为：0.56684.4.计算过程中的有效数字计算过程中的有效数字 a.a.加减运算：加减运算：结果与小数点位数最少的项相同结果与小数点位数最少的项相同例如：例如：10.283810.283815.0115.018.69752=8.69752=33.3933.39 b.b.乘除运算：乘除运算：结果与有效数字位数最少的项相同结果与有效数字位数最少的项相同例如：例如：517.43517.430.2790.2794.082=4.082=35.435.4 4.计算过程中的有效数字 a.加减运算：694 4、计算过程中的有效数字、计算过程中的有效数字 c.c.乘方及开方运算：乘方及开方运算：结果比原数据有效数字位数多保留一位结果比原数据有效数字位数多保留一位 例如：例如：(25.8)(25.8)2 2=665.6=665.6 (99.9)(99.9)2 2=9980.01=9980=9980.01=9980 d d.对数运算：对数运算：结果与原数据有效数字位数相同结果与原数据有效数字位数相同4、计算过程中的有效数字 c.乘方及开方运算：70五、测量不确定度的表示及评定五、测量不确定度的表示及评定 1.1.测量不确定度的表示测量不确定度的表示 2.2.相关概念公式函数相关概念公式函数 3.3.测量不确定度的评定测量不确定度的评定 4.4.测量不确定度评定举例测量不确定度评定举例 五、测量不确定度的表示及评定 1.测量不确定度的表示71 与与测测量量结结果果关关联联的的参参数数，表表征征合合理理地地赋赋予予被被测测量量值值的的分分散散性性。即即测测量量不不确确定定度度是是对对测测量量结结果果的的不不可可信信程程度度或或对对测测量量结结果果有有效效性性的的怀怀疑疑程程度度。标标准准不不确确定定度度用用符符号号u表表示示。当当给给出出测测量量结结果果时时，一一般般应应报报告告其其测测量量不不确确定度。关于不确定度的说明应充分详细，使定度。关于不确定度的说明应充分详细，使测量不确定度概念测量不确定度概念 与测量结果关联的参数，表征合理地赋予被测72人们可以正确利用该测量结果。人们可以正确利用该测量结果。除除传传统统使使用用合合成成标标准准不不确确定定度度uC外外，通通常常测测量量结结果果的的不不确确定定度度都都用用扩扩展展不不确确定定度度表表示示，尤尤其其工工业业、商商业业及及涉涉及及健健康康和和安安全全方方面面的的测测量量都用扩展不确定度都用扩展不确定度U（U=k uC）。包包包包含含含含因因因因子子子子k k的的的的值值值值是是是是根根根根据据据据U U U U=kukukukuc c c c所所所所确确确确定定定定的的的的区区区区间间间间y y U U需需需需具具具具有有有有的的的的置置置置信信信信水水水水平平平平来来来来选选选选取取取取的的的的，k k k k的的的的典典典典型型型型值值值值在在在在2323范范范范围围围围内内内内。当当当当接接接接近近近近正正正正态态态态分分分分布布布布时时时时，由由由由U U=2=2u uC C(即即即即k k=2=2)所所所所确确确确定定定定的区间具有的置信水平约为的区间具有的置信水平约为的区间具有的置信水平约为的区间具有的置信水平约为95%95%95%95%。人们可以正确利用该测量结果。包含因子k的值是根据U=kuc所73测量结果的测量不确定度表示测量结果的测量不确定度表示 例例例例：标标标标准准准准砝砝砝砝码码码码的的的的质质质质量量量量mms s，测测测测量量量量结结结结果果果果为为为为100.02147g100.02147g，u uc c(mms s)为为为为0.35mg0.35mg。测量结果及其扩展不确定度的表述，推荐以下几种方式：测量结果及其扩展不确定度的表述，推荐以下几种方式：测量结果及其扩展不确定度的表述，推荐以下几种方式：测量结果及其扩展不确定度的表述，推荐以下几种方式：Y Y=y yU (k=U (k=?)?)a a.mms s=(100.021470.00070)g=(100.021470.00070)g，k k=2=2；b b.mms s=100.02147g=100.02147g，U U=0.70mg=0.70mg，k k=2=2；c c.mms s=100.02147g=100.02147g，u uc c=0.35mg=0.35mg；d d.mms s=100.02147(35)g=100.02147(35)g；括号中的数值是合成标括号中的数值是合成标括号中的数值是合成标括号中的数值是合成标 准不确定度的值，其末位与测量结果的末位对齐准不确定度的值，其末位与测量结果的末位对齐准不确定度的值，其末位与测量结果的末位对齐准不确定度的值，其末位与测量结果的末位对齐e e.mms s=100.02147(0.00035)g=100.02147(0.00035)g。测量不确定度取测量不确定度取测量不确定度取测量不确定度取1 1 1 12 2 2 2位有效数字位有效数字位有效数字位有效数字!测量结果的测量不确定度表示 例：标准砝码的质量ms，测741.1.测量不确定度的表示测量不确定度的表示错例：错例：某标准装置合成标准不确定度为：某标准装置合成标准不确定度为：某标准装置合成标准不确定度为：某标准装置合成标准不确定度为：U U U UC C C C=1.1510=1.1510=1.1510=1.1510-11-11-11-11 (k k=2)=2)=2)=2)正确正确正确正确:合成标准不确定度：合成标准不确定度：合成标准不确定度：合成标准不确定度：u uC C C C=1.210=1.210=1.210=1.210-11-11-11-111.测量不确定度的表示错例：752.2.相关概念公式函数相关概念公式函数测量不确定度测量不确定度 与测量结果关联的参数，表征合理地赋与测量结果关联的参数，表征合理地赋予被测量值的分散性。即，测量不确定度是予被测量值的分散性。即，测量不确定度是对测量结果的不可信程度或对测量结果有效对测量结果的不可信程度或对测量结果有效性的怀疑程度。性的怀疑程度。2.相关概念公式函数测量不确定度76合成标准不确定度合成标准不确定度由各不确定度分量合成的标准不确定度，符由各不确定度分量合成的标准不确定度，符号号uC。扩展不确定度扩展不确定度由合成标准不确定度的倍数表示的测量不确由合成标准不确定度的倍数表示的测量不确定度，符号定度，符号U。(示例：U=k uC,k=2)合成标准不确定度77标准正态分布标准正态分布正态分布时包含概率正态分布时包含概率正态分布时包含概率正态分布时包含概率P P 与置信因子与置信因子与置信因子与置信因子k k 的常用关系的常用关系的常用关系的常用关系标准正态分布正态分布时包含概率P 与置信因子k 的常用关系78 期望期望 对被测量进行无穷多次测量所得到的测量对被测量进行无穷多次测量所得到的测量值值xi的算术平均值的极限，通常用的算术平均值的极限，通常用表示期望。表示期望。（无穷多次测量的平均值作为测量结果时，测量（无穷多次测量的平均值作为测量结果时，测量值的期望与真值之差就是测量的系统误差。）值的期望与真值之差就是测量的系统误差。）期期 望望 期望 对被测量进行无穷多次测量所得到的测量值xi的79标准偏差标准偏差 由由“标标准准偏偏差差”表表征征测测量量的的分分散散性性，标标准准偏偏差是方差的正平方根，常用差是方差的正平方根，常用表示。表示。是无穷多次测量定义的，又称总体标准偏差。是无穷多次测量定义的，又称总体标准偏差。标准偏差 由“标准偏差”表征测量的分散性，803.3.测量不确定度的评定测量不确定度的评定A 类标准不确定度评定类标准不确定度评定B B 类标准不确定度评定类标准不确定度评定合成标准不确定度评定合成标准不确定度评定扩展不确定度评定及报告扩展不确定度评定及报告3.测量不确定度的评定A 类标准不确定度评定81 不不确确定定度度来来源源的的分分析析取取决决于于对对测测量量方方法法、测量设备及被测量的详细了解和认识。测量设备及被测量的详细了解和认识。根根据据实实际际情情况况分分析析对对测测量量结结果果有有明明显显影影响响的的不不确确定定度度来来源源。通通常常测测量量不不确确定定度度来来源源可可以从以下因素考虑：以从以下因素考虑：1.1.被测量的定义不完全被测量的定义不完全 2.2.被测量的定义值的复现不理想被测量的定义值的复现不理想不确定度的来源 不确定度来源的分析取决于对测量方法、测量823.3.被测量的样本可能不完全代表定义的被测量被测量的样本可能不完全代表定义的被测量4.4.对环境条件的影响认识不足或环境条件的测对环境条件的影响认识不足或环境条件的测量不完善量不完善5.5.读数误差读数误差6.6.测量仪器计量性能的局限性测量仪器计量性能的局限性7.7.测量标准包括标准装置、实物量具、标准物测量标准包括标准装置、实物量具、标准物质等给出值的不确定度质等给出值的不确定度不确定度的来源3.被测量的样本可能不完全代表定义的被测量不确定度的来源83不确定度的来源8.8.在数据处理时所引用的常数或其他参数的在数据处理时所引用的常数或其他参数的不确定度不确定度9.9.测量方法、测量系统和测量程序引入的不测量方法、测量系统和测量程序引入的不确定度确定度10.10.在相同条件下，被测量重复观测中的随机在相同条件下，被测量重复观测中的随机变化变化11.11.修正不完善引入的不确定度修正不完善引入的不确定度不确定度的来源8.在数据处理时所引用的常数或其他参数的不确定84A A类标准不确定度类标准不确定度用用对对测测量量样样本本统统计计分分析析进进行行评评定定得得到到测测量不确定度，符号量不确定度，符号uA。uA=s(x)标标准准不不确确定定度度的的A类类评评定定可可按按测测量量数数据据处处理的任何一种统计计算方法进行。理的任何一种统计计算方法进行。A类标准不确定度 A类标准不确定度 A类标准不确定度85实验标准偏差实验标准偏差（贝塞尔法计算公式）（贝塞尔法计算公式）表征同一被测量的多次测量结果分散性的参数。表征同一被测量的多次测量结果分散性的参数。实验标准偏差（贝塞尔法计算公式）86有多种方法计算实验标准偏差有多种方法计算实验标准偏差计算实验标准偏差除了贝塞尔公式法，计算实验标准偏差除了贝塞尔公式法，还有：还有：极差法极差法较差法较差法最小二乘法等最小二乘法等有多种方法计算实验标准偏差87算术平均值的实验标准偏差算术平均值的实验标准偏差 用算术平均值作为测量结果时，其用算术平均值作为测量结果时，其A类不确定度分量为：类不确定度分量为：式中，式中，n为获得测量结果的重复观测次数。为获得测量结果的重复观测次数。算术平均值的实验标准偏差式中，n为获得测量结果的重复观测次数88A A类不确定度评定举列类不确定度评定举列实例实例1 1：贝塞尔法计算实验标准偏差贝塞尔法计算实验标准偏差测量数据：测量数据：0.13mV,0.15mV,0.16mV，0.16mV,0.18mV,0.19mV,0.20mV,0.22mV,0.23mV,0.25mV。A类不确定度评定举列实例1：贝塞尔法计算实验标准偏差89A A类不确定度评定举列类不确定度评定举列列表计算：列表计算：A类不确定度评定举列列表计算：90计算计算平均值：平均值：xi/10=0.19mV 实验标准偏差实验标准偏差:贝塞尔公式计算得贝塞尔公式计算得 s(x)=0.04mV (与测量结果末位对齐与测量结果末位对齐)计算91用不同于对测量样本统计分析的其他方用不同于对测量样本统计分析的其他方法进行评定得到测量不确定度，符号法进行评定得到测量不确定度，符号uB。式中，式中，a被测量可能值区间的半宽度；被测量可能值区间的半宽度；k置信因子。置信因子。B B类标准不确定度类标准不确定度 用不同于对测量样本统计分析的其他方法92 区间半宽度区间半宽度a值根据有关的信息确定，值根据有关的信息确定，一般情况下，可利用的信息包括：一般情况下，可利用的信息包括：（1）制造厂的技术说明书；）制造厂的技术说明书；（2）校准证书、检定证书、测试报告或）校准证书、检定证书、测试报告或其他提供数据的文件；其他提供数据的文件；（3）引用的手册；）引用的手册；（4）以前测量的数据。）以前测量的数据。区间半宽度区间半宽度a的确定的确定 区间半宽度a值根据有关的信息确定，一般93 举例：举例：校准证书上给出标称值为校准证书上给出标称值为1000g1000g的不锈钢的不锈钢标准砝码质量的校准值为标准砝码质量的校准值为1000.000