计量基础知识与计量管理20150209

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,Page,*,单击此处编辑母版标题样式,计量基础知识与计量质量保证,计量基础知识与企业计量管理,-,谢文鸿,201,5,.0,5,.,22,量和单位,2,数据处理,3,测量仪器及其特征,4,计量质量保证,5,计量概述,1,计量概述,第一章,计量概述,1.1,计量的定义,*,JJF1001-2011,通用计量术语及定义,计量是实现,单位统一和量值准确可靠,的活动。计量的被测对象主要是测量仪器和测量标准。,从定义上讲计量是一种特殊的测量，是一门科学,计量学,。计量学是关于测量的科学。包括检定、校准、 定值、 定度、比对及（对测量仪器）测试等活动。,测量是通过实验获得并可合理赋予某量一个或多个量值的过程；,测量不适用于标称特性（不以大小区分的现象、物体或物质的特性）；,测量意味着量的比较并包括实体计数。,。,两根绳子比长短；,人的性别区分；油漆,的颜色；化学中斑点测试的颜色。,是非、合格判定,的测试,。,什么不是测量？,什么是,测量？,计量概述,1.2,计量的历史,古代：基本内容是“度量衡”。,“度”是“尺”，计量长短。,“量”是“斗”，计量容 积。,“衡”是 “秤”，称量测量。,计量概述,计量概述,新中国成立后,1953,年采用“计量”一词,1985,年,中华人民共和国计量法,颁布,秦朝,“度量衡”,计量概述,原始阶段,经典阶段,现代阶段,原始阶段：,以经验和权力为主，大多利用人、动物或自然物作为计量基准,相传我国古代大禹治水时，曾用自己的身体长度作为长度标准，进行治水工程的测量。,唐太宗李世民（,599,年,649,年 ）规定，以他的双步，也就是左 右脚各走一步作为长度单位，叫做步，并规定一步为五尺，三百步为一里。后来又规定把人手中指的当中的一节定为,1,寸。,英尺：公元,8,世纪，罗马帝国的查理曼大帝把他一只脚长定为,1,英尺。（,1,英尺,米）,码：,9,世纪，撒克逊王朝亨利一世规定，他的手臂,向前平伸，从鼻尖到指尖的距离定为,1,码。,（,1,码,米）,计量概述,经典阶段:,以宏观现象与人工实物为科学基础的阶段。,在,1875,年米制公约会议之后，用含铂,90%,、铱,10%,的合金制成千克原器，目前保存在巴黎的国际计量局总部，所有质量的计量都应溯源到该千克原器。,最初的千克质量单位是由,18,世纪末法国采用的长度单位米推导出来的。,1,立方分米纯水在最大密度,(,温度约为,4,摄氏度,),时的质量，就定为,1,千克。,计量概述,现代阶段：,以量子理论为基础，由宏观实物基准过渡到微观量子基准。,1983,年，光速取代了保存在巴黎国际计量局的铂制米原器被选作定义“,米,”的标准，并且约定光速严格等于,299,792,458,米,/,秒，此数值与当时的米的定义和秒的定义一致。后来，随着实验,精度,的不断提高，光速的数值有所改变，米被定义为,1/299792458,秒内光通过的路程。,计量概述,1.3,计量学研究的内容,4.研究计量的不确定度、测量理论和结果处理方法,8.基本物理常数标准物质及材料特性等的准确测定等,计量概述,1.4,计量学分类,按工作分类：科学计量、工程计量、法制计量,计量学分类,代表方面,内容,科学计量,计量基础,指基础性、探索性、先行性的计量科学研究。 通常是国家计量研究机构的主要任务。,工程计量,计量应用,指各种工程、工业、企业中的实用计量。又称工业计量。例如：有关能源或材料的消耗、工艺流程的监控以及产品质量与性能的测试等。,法制计量,政府起主导作用的社会事业,指与法定计量机构工作有关的计量，涉及对计量单位、计量器具、测量方法及测量实验室的法定要求。法制计量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来保证贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测等测量工作的公正性和可靠性。,计量概述,按专业分类：几何量、热学、力学、电磁学、电子,学、时间频率、电离辐射、声学、光学、化学。,计量概述,几何量,人类认识客观物体存在的重要组成部分之一，用以描述物体大小、长短、形状和位置。,温 度,表征物体冷热程度的物理量，单位名称为,开尔文，国际单位制中七个基本单位之一。,力学,物体力学的计量与测试。内容广泛，通常分为质量、密度、粘度、重力、力值、硬度、转速、振动、冲击、压力、流量、真空,13,个项目。,电 磁,电学计量和磁学计量。包括电压、电流、电阻、电容、电感等。,无线电,无线电电子技术的宏观方面。包括功率、阻抗、相位、脉冲、调制度、失真度等。,时间频率,时间是国际单位制中七个基本单位之一。频率是单位时间内周期性过程重复、循环或振动的次数。,计量概述,光 学,光波是电磁波的一部分，光学计量的波长范围大致在（,10,-4,10,-9,）,m,内。,声 学,研究声学基本参量（声压、声强等）和主观评价参量（响度、听力损失等）的测量。,电离辐射,过去常称为放射性计量，关于微观致电离离子的计量。,化 学,物理化学,分析化学,研究物理化学特性参量。,研究化学成分标准物质和标准分析方法。,计量概述,1.5,计量的特点,计 量,准确性,（,目的）,统一性,（本质的特征）,法制性,（保障）,溯源性,（量值传递）,计量概述,高速铁路两根铁轨之间的标准距离一般为,1435,毫米，允许的范围为,1434-1436,毫米，,超出,这个范围，都可能造成列车运行的不平稳，甚至带来脱轨的安全隐患,准确性,计量概述,溯源性,计量概述,1.6,计量的地位和作用,体温,航天测控,科学研究,计量涉及到工农业生产、国防建设、科学试验、国内外贸易、人民生活等各方面，是国民经济的一项重要的技术基础。,计量概述,保证生产、科研和生活的正常进行，促进国民经济和国防建设的发展，为社会现代化建设提供计量保证；保护广大消费者免受不准确或不诚实测量所造成的危害；保护人民群众的健康和生命、财产的安全，保护国家的权益不受侵犯。,计量概述,计量检测 产品质量,计量检测手段的高低在某种程度上反映了一个企业产品质量的水平，产品标准要靠计量检测才能制定出来，产品是否能达到标准的要求，同样要靠计量检测、检验。在生产过程中，产品在每道工序的质量如何，也要靠计量检测来进行判断。从原材料的检验到产品的检验，都离不开计量。可以说，没有先进、科学的计量检测手段，就没有优质的产品质量。,“,5.20,世界计量日,”的主题上体现计量的重要作用。,计量概述,第一届,2001,年 计量保证质量第二届,2002,年 计量与科技第三届,2003,年 计量与节能、计量在你身边第四届,2004,年 计量与节能第五届,2005,年 计量与能源第六届,2006,年 计量与节约能源第七届,2007,年 能源计量与节能降耗和污染减排第八届,2008,年 计量与能源、计量与体育第九届,2009,年 质量安全,第十届,2010,年 计量,科学发展,第十一届,2011,年 计量检测,健康生活,第十二届,2012,年 计量与安全,第十三届,2013,年 计量与生活,计量概述,1.7,计量科技的十一大领域,几何量：长度、角度、工程参量等,力学：质量、密度、力、功、能、流量、转速、振动,热工：热力学温度、热量、热容、热导率,电磁：电流、电势、电压、电容、磁通、磁导,电子：噪声、功率、调制、脉冲、失真、衰减、阻抗、场强等,时间频率：时间、频率、波长、振幅、阻尼系数,声学：声压、声速、声功率、声强,光学：发光强度、光通量、照度、辐射强度辐射通量辐射照度等,化学：标准物质、物质的量、阿伏伽德罗常数摩尔质量渗透压等,电离辐射：粒子能量、密度能通量、密度活度、吸收剂量等,气象：气温、气压、风速、相对湿度等,计量概述,中华人民共和国计量法,中华人民共和国计量法第八条,企业事业单位根据需要可以建立本单位使用的计量标准器具，其各项最高计量标准器具经有关人民政府计量行政部门主持考核合格后使用。,中华人民共和国计量法第九条,县级以上人民政府计量行政部门对,社会公用计量标准器具，部门和企业事业单位使用的最高计量标准器具，以及用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测方面的列入强制检定目录的工作计量器具，实行强制检定。,对前款规定以外其他计量标准器具和工作计量器具，使用单位应当自行定期检定或者送其他计量检定机构检定，县级以上人民政府计量行政部门应当进行监督检查。,计量概述,中华人民共和国计量法第十条,计量检定必须按照国家计量检定系统表进行，计量检定必须执行计量检定规程,中华人民共和国计量法第十一条,计量检定工作应当按照经济合理的原则就地就近进行。,中华人民共和国计量法实施细则第七条,计量标准器具的使用必须具备下列条件：,中华人民共和国计量法实施细则第十三条,计量检定工作应当按照经济合理的原则，不受行政区域和部门管辖的限制。,计量概述,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,（ 国家质量技术监督局,1999,年第,6,号）,为落实国务院办公厅关于印发国家质量技术监督局职能配置内设机构和人员编制规定通知规定,(,国办发,199884,号,),国家质量技术监督局决定对企业使用的非强制检定计量器具的检定周期和检定对企业依法自方管理的有关事项,公告如下,:,一、企业使用的非强制检定计量器具,是指除企业最高计量标准器具以及用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测方面的列人强制检定目录以外的其他计量标准器具和工作计量器具,计量概述,非强制检定计量器具的检定周期由企业根据计量器具的实际使用情况本着科学经济和量值准确的原则自行确定。,二、非强制检定计量器具的检定方式由企业根据生产和科研的需要可以自行决定在本单位检定或者送其他计量检定机构检定测试任何单位不得干涉。,三、企业使用的最高计量标准器具以及用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测方面列人强制检定目录的工作计量器具应当进行强制检定。,未按照规定申请检定或者检定不合格的企业不得使用。,特此公告,国家质量技术监督局,(,印,),一九九九年三月十九日,广东省实施中华人民共和国计量法办法,第十六条 计量器具的计量性能评定方式包括,计量检定、计量校准,两种,。,第十七条 非强制检定的计量器具，由建立了相应计量标准的使用者自行定期检定或者校准；未建立计量标准的，使用者可以自行送计量技术机构检定或者校准。,第二十三条 对社会开展计量校准服务的，应当建立相关的经国家或者本省计量行政主管部门考核合格的最高计量标准，并向省计量行政主管部门备案，由省计量行政主管部门向社会公布。,计量概述,计量概述,有关的计量法规,中华人民共和国计量法,中华人民共和国计量法实施细则,中华人民共和国强制检定的工作计量,器具检定管理办法,中华人民共和国强制检定的工作计量器具目录等,计量概述,计量工作的发展趋势,1、科学计量向高度发展。,2、法制计量向广度发展。,3、工业计量向深度发展。,4、社会主义市场经济的建立和发展，要求不断完善与之相适应的计量法规体系。,5、深化量传体制的改革，建立健全量值溯源体系，适应国家经济建设和全球贸易的发展需要。,物理量和,计量单位,第二章,量和单位,2.1,基本概念,2.1.1,量、量制与量纲,量,：现象、物体或物质的特性，其大小可用一个数和一个参照对象表示。,量和单位,认识自然、利用和改造自然,参照对象可以是一个测量单位、测量程序、标准物质或 其组合，“量”从一般概念上分为物理量、化学量、生物量。,标准要求,量和单位,量制,：彼此间由非矛盾方程联系起来的一组量，即在特定科学领域中的基本量和相应导出量的特定组合。一个量制可以有不同的单位制。,量纲,：给定量或量制中各基本量的一种依存关系，它用与基本量相应的因子的幂的乘积去掉所有数字因子后的部分表示。,dimQ= L,M,T,I,N,J,长度的量纲为,L,，速度为,LT,-1,，压力为,L,-1,MT,-2,，动能和功都为,L,2,MT,-2,。,同种量的量纲一定相同，相同量纲的量却不一定是同种量,量和单位,2.1.2,计量单位和单位制,计量单位,：根据约定定义和采用的标量，任何其它同类量可与其比较,使两个量之比用一个数表示。,单位制,：对于给定量制一组基本单位、导出单位其倍数单位和分数单,位及使用这些单位的规则。,量和单位,2.2,国际单位制,国际单位制是1960年第十一届国际计量大会CGPM 通过，并用符号“SI” 表示。国际单位制的构成：,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,量和单位,量的单位,长度,质量,时间,电流,热力学温 度,物质的量,发光强度,单位名称,米,千克 (公斤),秒,安(培),开(尔文),摩(尔),坎(德拉),单位符号,m,kg,s,A,K,mol,cd,量和单位,SI导出单位,1.用SI基本单位表示的导出单位，速度单位；,2.包括辅助单位在内的具有专门名称的导出单位，力的单位；,3.用具有专门名称的导出单位表示的导出单位，功、热单位焦耳；,4.上述三类单位组合而成的单位，电容的单位法拉为库/伏。,SI单位的倍数单位,一般应使量的数值在1000范围内,写成写成,量和单位,量的名称,单位名称,单位符号,用SI基本单位和SI导出单位表示,【平面】角,弧度,rad,1 rad = 1m/m = 1,量纲为1,立体角,球面度,sr,1 sr = 1m,2,/m,2,= 1,量纲为1,频率,赫（兹）,Hz,1 Hz = 1S,-1,力,牛（顿）,N,1 N = 1kgm/s,2,压力、压强、应力,帕（斯卡）,Pa,1 Pa = 1N/m,2,能【量】、功、热量,焦（耳）,J,1 J = 1Nm,功率、辐【射能】通量,瓦（特）,W,1 W = 1J/s,包括,SI,辅助单位在内的具有专门名称的,SI,导出单位,量的名称,单位名称,单位符号,用SI基本单位和SI导出单位表示,电荷（量）,库（仑）,C,1 C = 1 As,电压、电动势、电位、（电势）,伏（特）,V,1 V = 1 W/A,电容,法（拉）,F,1 F = 1 C/V,电阻,欧（姆）,1 = 1 V/A,电导,西（门子）,S,1 S = 1 ,-1,磁通（量）,韦（伯）,Wb,1 Wb = 1Vs,磁通（量）密度、磁感应强度,特（斯拉）,T,1 T = 1Wb/m,2,包括SI辅助单位在内的具有专门名称的SI导出单位,量的名称,单位名称,单位符号,用SI基本单位和SI导出单位表示,电感,亨（利）,H,1 H = 1 Wb/A,摄氏温度,摄氏度,1 = 1 K,光通量,流明,lm,1 lm = 1 cdsr,【光】照度,勒（克斯）,lx,1 lx = 1 lm/m,2,【放射性】活度,贝克（勒尔）,Bq,1 Bq = 1 s,-1,剂量当量,希（沃特）,Sv,1 Sv = 1J/kg,吸收剂量、比授（予）能、比释功能,戈（瑞）,Gy,1 Gy = 1J/kg,包括,SI,辅助单位在内的具有专门名称的,SI,导出单位,2.3,我国的法定计量单位,我国的法定计量是以国际单位制为基础，根据我国,的实际情况，适当地增加了一些其它单位而构成的。,法定计量单位制的基本单位包括,国际单位制单位,国家选定的非国际单位制单位,由以上单位构成组合形式的单位,量和单位,2.4,法定计量单位的使用规则,2.4.1,法定计量单位的名称符号,法定计量单位44个单位名称,国际单位制的基本单位7个，,国际单位制的导出单位21个，,国家选定的非国际单位制单位16个,量和单位,量和单位,量和单位,所表示的因数,词头名称,词头符号,所表示的因数,词头名称,词头符号,10,24,尧它,Y,10,-1,分,d,10,21,泽它,Z,10,-2,厘,c,10,18,艾可萨,E,10,-3,毫,m,10,15,拍它,P,10,-6,微,10,12,太拉,T,10,-9,纳诺,n,10,9,吉咖,G,10,-12,皮可,p,10,6,兆,M,10,-15,飞母托,f,10,3,千,k,10,-18,阿托,a,10,2,百,h,10,-21,仄普托,z,10,1,十,da,10,-24,幺科托,y,2.4.2,法定计量单位词头符号,:,由词头和以上单位构成的十进倍数和分数单位，,SI,词头共,20,个,量和单位,2.4.3 法定计量单位使用场合,1、制发公文、公报、统计报表；,2、编播广播、电视节目，传输信息；,3、制作、发布广告和网页；,4、制定标准、规程等技术文件；,5、出版发行出版物；,6、印制票据、票证、帐册；,7、出具计量、检测数据；,8、生产、销售商品，标注商品标识，编制产品使用说明书；,9、国家规定应当使用国家法定计量单位的其他活动。,量和单位,计量单位使用注意事项,*,2,名称：千克米每平方秒，“,千克米/平方秒”错,比热容单位J/(kgK)读作：焦耳每千克开尔文,m,2,读作：平方米 ,-1,读作：每摄氏度,km,2,读作：平方千米,*,力矩单位：kNm不宜写成Nkm，也不能写成mKn,*,3（千秒）,-1,读作:三每千秒,三千每秒应写成3000秒,-1,或3千（秒）,-1,量和单位,*,5点45,，“点”不是计量单位，是口头习惯，“”是角度单位，确切的是“5时45分”；,*,速度“1Km/,h,”,“,K”小写，,“,h,”不能斜体；,*,时间“40,60s”应该为“40s60s”或“（4060)s ”；,*,“摄氏20度”应该为20摄氏度，,“,”可作为中文使用；,*,110KWh/吨应该为110kWh/t；,*,体积13.310,4,立方米应表示为13.310,4,m,3,*,允许误差：0.5%，应表示为（0.2%0.5%）。,量和单位,误差和数据处理,第三章,JJF 1001-1998,JJF 1001-2011,通用计量术语及定义,误差和数据处理,误差和数据处理,测量误差,3.1.1 测量误差的定义,测量误差指测,得的量值减去参考量,值。这是绝对误差， 表示为：,= X - X,0,式中 X - 测,得量值,;,X,0,-,参考量,值,绝对误差有大小（值）和符号（,），表示测量结果偏离真值的程度。,例：用级精密压力表校准一块级压力表压力值，级精密压力表对准1MPa，读取被校压力表压力值为，求该压力值的绝对误差。,解 = X-X,0,= 0.96 1.00,（MPa）,误差和数据处理,相对误差的定义：,绝对误差与参考量值之比,r 一般用百分数（%）表示,例：有一,标称范围为0300V的电压表，在示值为100V处，其实际值为,，则该电压表示值100处的相对,误差为r = ,= - 0.5% （或- 510,-3,）,误差和数据处理,100.OOV-100.50V,100.50V,100V,100.00V-100.50V,引用误差的定义：,绝对误差与其量程之比,r 一般用百分数（%）表示,：可以是计量器具的量程或标称范围的最高值,例：某台标称范围为0150V的电压表，当其示值为时，测得电压的实际值为，则该电压表在示值为处引用误差为：,r =, = = +0.004 = +0.4%,误差和数据处理,150,N,误差和数据处理,？,= X - X,0,公,式中 X - 测,得量值,;,X,0,-,参考量,值,公式的理解，这个公式涵盖了我们所做的计量工作的内容。你能说出几条？,、,测量误差的分类,一般将误差分为两类即系统误差和随机误差。,1,）系统误差：是指在重复测量中保持不变或按可预见方式变化的测量误差的分量。系统误差决定测量结果的正确程度。,2,）系统误差的产生：装置误差、环境误差、方法误差、人员误差。,3,）,减小,系统误差的方法：,a.,采用修正的方法,例：用数字温度计测量某液体温度结果为,30.0,，用计量标准测量是,30.1,，则已知系统误差的估计值为,-0.1,，修正值为,+0.1,，则修正的测量结果为,30.1,。,误差和数据处理,例：仪器使用的对中、水平、垂直或平行等，又如将数字显示仪器替换模拟式仪器，减少不同人员的读数误差。,c.选择适当的测量方法：,异号法：带有螺旋副读数装置的测量仪器从两个方向读数，消除间隙带来的空行程误差，如投影仪、读数显微镜等。,交换法：如用等臂天平称重,替代法:用精密电桥测量某个电阻，然后用一个标准电阻箱代替,误差和数据处理,误差和数据处理,对称法：质量比较仪作指示，用E2级砝码检F1级5g砝码采用“标准-被校-被校-标准”四次读数为、，最终被校砝码的修正值为,-（）,半周期偶数法,周期性系统误差：,相隔T/2半周期的两个测量结果中的误差是大小相等符号相反，所以相隔T/2半周期的两个测量结果的均值不含有此项系统误差。测角仪上应用。,4,）随机误差：是指在重复测量中按不可预见的方式变化的测量误差分量。随机误差决定计量结果的精密程度。,对于某一次测量而言，随机误差的大小以不可预知的方式变化，但就整体而言，却服从一定的统计规律。因此,可以以数理统计的方法估计随机误差对测量结果的影响。,误差和数据处理,随机误差的产生是许多独立因素综合作用的结果，如温度、气流、震动、机械间隙和摩擦力的变化等,随机 误差,残差,系统误差,测得值,y,真值,k,测得值,总体均值,样本均值,测得值概率分布曲线,k,t,y,i,图,1.1,测量误差示意图,误差,误差和数据处理,3.2,测量结果的精密度和准确度,精密度:表示各测量结果的一致程度(Precision) 。,您的,选择?,哪,组,精密度高,？,误差和数据处理,A team : 10 16 13 20 19,B team : 15 13 14 16 15,正,确度：表明测量结果与真值之间的一致程度(accurace)。,设,一工件的,实际,尺寸,为,cm,。使用,两件,量具,的测,量值。,A team: 15.0 15.1,基准,值,测量,的平均值,误差和数据处理,正确,不,正确,精密,不精密,误差和数据处理,正确+精密=准确,3.3,测量误差的计算基础：,误差和数据处理,3.3.1,平均值,3.3.2,残余误差,3.3.3,实验标准,偏差,3.3.4,算术平均值标准偏差,3.3.5,最小二乘法：,在一系列等精度计量的计量值中，最佳值是使所有计量值的残差的平方和最小的值。,对于不等精度计量的一系列计量值来说，它们的算术平均值即为最佳值。,误差和数据处理,3.4,数据处理：异常值的判定和剔除,：,拉依达准则,3,准则,误差和数据处理,误差和数据处理,：格拉布斯（Grubbs）准则,误差和数据处理,按 p=95%=0.95,=1-0.95=0.05,n=6,查G分布表得,G(,n，1.891.82,可以判定xd为异常值，剔除。,剩下5个数据再按上述方法重新计算判定不是异常值。,残差最大的为：,0.10,则：,试验标准偏差：,算术平均值：,案例：使用格拉布斯准则判定以下重复测量值中是否存在异常值,误差和数据处理,狄克逊（Dixon）准则：,在,n=8,10,情况下,在,n=3,7,情况下,在,n=11,13,情况下,在,n14,情况下,当,ij,1,ij,，,ij,D(,n),则,x,n,为异常值,当,ij,1,ij,，,ij,D(,n),则,x,1,为异常值,误差和数据处理,误差和数据处理,案例：,误差和数据处理,小结,有效数字的运算规则,1）当几个数作加减运算时，在各数中以,小数位数最少,的为准，其余各数均凑成比该数多一位小数，所保留的多一位数字常称为安全数字。,2）当几个数作乘法除法运算时，在各数中以,有效数字位数最少,的为准，其余各数均凑成比该数多一个数字，而与小数点位置无关。,3）将数平方或开方后，结果可比,有效数字位数最少,的数多保留一位或相同。,4）对于复合运算，中间运算所得数字的位数应比单一运算所得数字的位数至少多取一位。,5）若有效数字的第一位数为 8 或 9， 则有效位数可增计一位。,误差和数据处理,有效数字的运算规则,例：用二等玻璃线纹尺校准一台分度值为1m的投影仪100mm点，投影仪读数为，上级证书给出玻璃尺100mm的实测偏差为，则投影仪示值误差,（）,=1.5m,注：名义值不在运算规则考虑范围,误差和数据处理,3.5,数字舍入规则,数字舍入规则,1） 若舍去部分的数值首位大于5,则保留末位加 1，如,2） 若舍去部分的数值首位小于5,则保留末位不变，如,3 ）若舍去部分的数值等于5，而5之后的数字不都是0时，则保留末位加 1，如,若舍去部分的数值等于5，而5之后的数字都是0时，则保留末位变成偶数， 即当末位为偶数时，则末位不变；当末位为奇数时则加 1。如,，,误差和数据处理,3.5,数字舍入规则,注意分度值和估读在四舍六入规则的特殊性,案例：,校准一台分度值为1N的数显拉力机的100N点，三次读数平均值为：（100N+101N+101N)/3100.7N 101N;,校准一台分度值为2N的数显拉力机的100N点，三次读数平均值为：（100N+102N+100N)/3100.7N 101N.,误差和数据处理,案例：,校准一台分度值为1N的指针式拉力机的100N点，按5分之1估读，三次读数平均值为：（,100.1(N);,校准一台分度值为1N的指针式拉力机的100N点，按2分之1,三次读数平均值为：（100.5N+100.0N+100.5N)/3100.33N 100.3(N).,误差和数据处理,测量仪器及其特性,第四章,测量仪器及其特性,4.1,测量仪器（计量器具）,测量仪器,(measuring imstrument)又称计量器具，定义为 “,单独或与一个或多个辅助设备组合，用于进行测量的装置,”。,测量仪器可分为实物量具、标准物质、测量系统和测量设备。,测量仪器一般有下列特性：,一、有关范围的特性：,1）,示值区间,（示值范围）：极限示值界限内的一组量值。如三个量程的材料试验机 ，就有02kN, 05kN, 010kN三个示值区间。,2,）,标称示值区间,（标称范围）：当测量仪器或测量系统调节到特定位置时获得并用于指明该位置的、化整或近似的极限示值所界定的一组量值。如一台万用表，调到,10V,档，标尺上下限为,0,5,，其标称范围为多少？,测量仪器及其特性,3）,测量区间,（测量范围）：在规定的条件下，由具有一定的仪器不确定度的测量仪器或测量系统能够测量出的一组同类量的量值。如立式光学计示值范围为-100m100m，测量范围为0 150mm,5,）,标称值,：测量仪器或测量系统特征量的经化整的值或近似值，以便为适当使用提供指导。,案例：一支带有,01,示值，刻度范围为,250,300,的二等水银温度计的示值区间？标称示值区间？测量区间？标称示值区间的量程？,4,）,标称示值区间的量程,：标称示值区间的两极限量值之差的绝对值。,测量仪器及其特性,1）灵敏度,2）鉴别力（阈）,3）分辨力,4）稳定性,5）漂移,6）响应特性,7）响应时间,8）死区,9）准确度,测量仪器及其特性,二、测量仪器的,计量特性,10）准确度等级,11）示值误差,12）最大允许误差,13）基值误差,14）零值误差,15）固有误差,16）偏移,17）重复性,18）引用误差,三、测量仪器的使用条件,测量仪器及其特性,1.,参考条件,标准工作条件,要求最严,2.,额定操作条件,正常工作条件,要求较宽,3.,极限条件,极端条件,范围和额定值最大,使 用,条 件,计 量,特 性,影响,4.2,计量标准,计量标准：是指为了定义、实现、保存或复现量的单位或一个,或多个量值，用作参考的实物量具、测量仪器、标准物质或测,量系统。,4.2.1,计量标准的分类,按计量特性分：原级标准（计量基准）、次级标准、 参考标,准、工作标准。,按溯源性分：国际测量标准、国家测量标准、参考标准、工作,标准。,测量仪器及其特性,计量质,量保证,第六章,计量质量保证,5.1,量值传递,量值传递：将国家计量基准所复现的计量单位的量值，通过检定或其它传递方式传递给下一等级的计量标准，并依次逐级传递到工作计量器具，以保证被计量的对象的量值准确一致。,量值传递的法定要求：,1）必须依据国家计量检定系统表,2）必须按照计量检定规程进行,3）计量检定人员必须经计量考核合格，取得计量检定员证书,4）计量标准必须经计量考核合格，取得计量标准合格证书,5）计量检定机构必须是政府设立或授权的法定计量技术机构,量值溯源,量值溯源是量值传递逆过程，是通过连续的比较链，使计量器具测得的量值能够与国家测量标准和国际测量标准联系起来。,溯源性证明文件：检定证书或校准证书,溯源图举例,计量质量保证,5.3,国家计量检定系统图,国家计量检定系统（过去曾称为量值传递系统）是由国务院计量行政部门组织制定的全国性技术法规，其中用图表结合文字的形式，明确地规定由国家计量基准到各级计量标准直到普通计量器具的量值传递程序，包括名称、计量范围、准确度、不确定度、允许误差和传递方法等。,计量质量保证,计量质量保证,溯源图,量值传递的基本方法,量值传递的方法通常可分为直接传递和间接传递。凡可直接进行传递者，如电压计量中的源和表，用直接传递法。凡不能直接进行传递，如电压计量中的源和源或表和表，则只好用间接传递法。所谓间接是指传者与被传者不能直接进行量值传递，而必须通过一个过渡指示器，通常将其称为过渡标准、传递标准或比对标准。对过渡指示器的技术特性，在量值传递的具体技术文件中应有明确的规定。,计量质量保证,5.5,计量溯源方式,5.5.1,有关概念,1）检定,计量质量保证,2）校准,计量质量保证,3）检测,计量质量保证,项目,检定,校准,区,别,目的,是否符合规定要求 评定示值误差和可信度,对象,强检器具 除强检以外的器具,性质,强制,自愿,依据,检定规程,校准规范,方式,送检,内校、外校,周期,按规定要求,可自行确定,内容,全面评定,按实际使用要求,结论,判断是否合格,给出测量结果及其不确定度,法律效力,有，可用于仲裁,无,计量质量保证,检定和校准区别,计量质量保证,符合性判定规则：,检定：误差法,校准：约定值混合法,计量质量保证,合格,判定,规则,判定条件,示值误差与最大允许误差绝对值MPEV,报告结果,U,95,1/3MPEV,|MPEV,合格,| MPEV,不合格,U,95,1/3MPEV,|MPEV-,U,95,合格,| MPEV+,U,95,不合格,MPEV+,U,95,| MPEV-,U,95,待定。须提高,检测能力，在满足,U951/3MPEV,条件下再行判定,军工产品的判定条件：,U,95,1/4MPEV,仲裁鉴定与型式评价：,U,95,1/5MPEV（或用被测对象的允许范围）,测量不确定度在合格评定中的应用见 ，但由于目前国际上还处于争论中，以下为建议意见：,计量质量保证,约定值混合法：,第一步，用更高等级的标准对测量标准进行校准，得到的测得值的平均值称的约定值，它与真值之差为系统误差，但因真值未知，因此系统误差为未知，高一等级标准给出的约定值是具有不确定度的。,计量质量保证,约定值混合法：,第二步，用上述测量标准第二次去测量（或校准）,低等级的,计量器具时，在第二步中可用约定值来评定误差，被校准过的测量标准的示值的测得值与约定值之差是可以知道的，这种误差可用数字表示，其实此时约定值代表其真值，它是被校准测量标准的系统误差中的己知部分。测得值的误差由系统误差中的未知部分、系统误差中的己知部分及随机误差三部分组成。,当约定值的不确定度相对被测量（或校准）低等级的计量器具的不确定度小很多时，问题可简化。即被评定的低等级的计量器具的示值误差在其最大允许误差限内时，即可判定为合格。,计量质量保证,约定值混合法：,实例：用标准砝码校准一个秤，砝码为经过高等级标准校准过的测量标准，秤为低等级的计量器具。秤的示值可和标准砝码的约定值比较，即示值约定值（即标准值）示值误差，可知误差和法律法规最大允许误差比较，就可决定秤是否符合要求。,5.6,比对,在规定的条件下，对相同准确度等级的同类计量基准、计量标准或工作计量器具的值进行相互比较，称为比对。,比对往往是在缺少更高准确度计量标准的情况下，使计量结果趋向一致的一种手段。比对时，必须通过传递标准作为媒介。,比对方式：,计量质量保证,符合性判定的依据：,两家比对时,计量质量保证,多家比对时,计量质量保证,5.7 建标和实验室认可,5.7.1 企事业单位计量标准的考核,5.7.2 计量标准的日常管理,5.7.3 计量标准的复查,5.7.4 计量认证,5.7.5 实验室认可,5.8,仪器设备的分级管理,仪器设备的分级管理是根据仪器设备在生产经营中的作用和国家对其管理的要求，以及仪器设备本身的可靠性，对企业不同用途和不同类别的器具实行保证重点、兼顾普遍、区别管理、全面监督的管理方法使企业所有的仪器设备都纳入科学管理的范围，以保证生产科研和经营、管理中使用的各种仪器设备的单位统一和量值准确。,计量质量保证,仪器设备的分级管理指的是实施ABC三级管理。,A 类仪器设备是,a) 用于量值溯源的企业最高测量标准器及配套设备；,b) 用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测方面的强检测量设备；,c) 用于产品最终质量检验和试验的测量设备。,管理办法：,- 计量确认间隔不得超过国家规定的最长确认间隔；,- 严格按国家检定规程或校准规范进行检定/校准。,计量质量保证,B 类仪器设备是,a) 生产过程中用于关键的工艺控制、质量检测的测量设备；,b) 各部门用于内部能源、物料结算的测量设备；,c) 科研、技术试验中，用作提供判定试验结论所需数据的测量设备；,d) 专用测量设备，限定适用范围的测量设备。,管理办法：,- 按组织规定的计量确认间隔进行计量检定或校准。,计量质量保证,C 类仪器设备是,a) 生产经营过程中，仅用作定性监测的测量设备；,b) 国家允许一次性使用或在有效期内使用的测量设备；,c) 仅作一般指示、属于低值易耗品的测量设备；,d) 设备上配套固定安装，不易拆卸，或拆卸后会造成设备正常使用功能损坏，又无严格的准确度要求的指示用测量设备。,管理办法：,- 作一次性检定（首检）和计量确认。,计量质量保证,5.9,周期校验和周期内的核查,由于测量仪器其状态和技术指标会随时间的推移而变化，为了保证测量的数据准确、可靠，保证产品质量，周期校验是必须的。如不进行周期校验，很可能使用的测量设备超出允许误差而没有发现。,如何进行周期校验呢？首先是制定好仪器设备周期校验计划，按国家标准和国家检定规程的规定、仪器的种类、性能、使用条件等因素制定出校验周期。一般仪器设备的校验周期为一年，某些设备的校验周期是6个月甚至3个月。,计量质量保证,第二是自觉依据周期校验计划，按时将仪器设备送校。,第三是根据校验结果，调整校验周期，以便在周期内仪器设备指标变,化在可接受范围。调整后的周期不得长于国标和国家计量检定规程规,定的周期。,周期内的核查也是非常重要的，其目的是为了保证仪器设备,一直工作在正常状态，一旦出现偏离也能及时发现。,核查的方法有多种：例如在测量工作中观察有无异常数据和现象,出现；用不同的测量仪器去测同一量（比对测量）：用被核查的仪,器测已知值的量（验证测量）等。,计量质量保证,谢 谢！,