质量工程师考试理论与事务第五章计量基础考试要点

第五章 计量基础计量基础zhangwu shuxi liaojie Pxxxyema第一节基本概念一、 内容、分类和特点 1.计量定义:从广义上说，计量是对“量”的定性分析和定量确认的过程。是实现单位统一、量值准确可靠的活动。从狭义上说，计量是与测量结果致信度有关的、与测量不确定度联系在一起的一种规范化的测量。2.计量内容包括6个方面:计量单位与单位制；计量器具(或测量仪器)、测量仪器、实现复现计量单位的计量基准、计量标准与计量器具；量值传递与溯源，包括检定、校准、测试、检验、检测；物理常量、材料与物质特性的测定；测量不确定度、数据处理与测量理论及其方法；计量管理，包括计量保证与计量监督等。计量的分类:科学计量 工程计量 法制计量；分别代表基础性、应用性和公益性三个方面。计量的特点:准确性、一致性、溯源性、法制性。二、 计量的法律和法规 1.构成:1986年7月1日起实施的中华人民共和国计量法2.中华人民共和国计量法基本内容：计量立法宗旨、调整范围、计量单位制、计量器具管理、计量监督、计量授权、计量认证、计量纠纷的处理、计量法律责任等。3.中华人民共和国计量法目的：保证单位制的统一和量值的准确可靠。4.中华人民共和国计量法对象：包括中华人民共和国境内的。P205（不包括家庭自用、教学示范用）三、量值的溯源、校准和检定1. 溯源定义: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（国家计量基准或国际计量基准）联系起来的特性。2.校准和检定校准检定定义在规定条件下，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。查明和确认测量一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。含义确定示值误差；通过比较链，溯源到测量标准所复现的量值上法制性强制/非强制目的/作用实现定量确认中的单位统一和量值准确可靠的方式依据校准规范、校准方法、特殊情况自行制定按法定程序审批公布的计量检定规程（不可自行制定）结果校准证书；校准报告合格/不合格结论，出具证书，加盖公章，检定人员人员具有资格第二节计量单位 1.定义：数值*测量单位（计量单位）表示被测量的量值，因此所谓的计量单位，是指为定量表示同种量的大小而约定的定义和采用的特定量。为给定量值按给定规则确定的一组基本单位导出单位，称为计量单位制。包括国际单位、国家选定的非国际单位（与国际单位相同地位）、非国际单位（国家未选定） 2.构成：SI基本单位7个；包括SI辅助单位在内的导出单位21个；SI基本单位和专门名称的SI导出单位组合形式单位；SI倍数单位20个；国家选定的非SI单位16个；以上组合形式单位； 3.SI基本单位7个：见下扫描表P209-212Eg.全部都是重点SI导出单位Eg.单位名称为“微米”单位符号可写成um词头与仅随单位应视做一个整体，组成一个新单位；我国法定非SI导出单位可并用 3.法定计量单位的基本使用方法：名称：一般指中文名称， 原则上与其符号表示的顺序一致。Eg.N.m 读做“牛顿米或牛米”；（/）读为“每”，相除（/）分母前出现一次，Eg.J/KG.K 读做“焦耳每千克开尔文”；幂的读法读“N次幂或“N次方”，特例长度的2次幂和3次幂表示面积和体积读平方和立方，如单位符号表示粘度的单位名称为“二次方米每秒”，表示覆盖速度单位名称为“平方米每秒”；负幂含义为除，可用幂的名称，也可用“每”，如的单位名称为“每摄氏度”或“负一次方（摄氏度）”书写：单位符号一般用小写字母书写，人名单位符号为大写字母或简写，只有“升”单位符号大写L；词头10的六次幂及六次幂以上用大写，以下用小写，如10的六次幂“兆”单位符号M；单位符号是英语缩写，但没有复数形式，不加标点符号；两个以上单位相乘，单位中文符号必须用点；单位英文符号可用可不用。相除可用（/）也可用幂的形式，如或，分子为一只能写成负幂数；相除只能用一次（/），分母多个单位正确写法为应用括号（）澄清其含义，W/(Km).使用规则：单位名称与单位符号作为一个整体使用，不能分开，例 20，读成“20摄氏度”用词头构成倍数关系不能使用重叠字头；例 纳米（）/毫微米（）；词头通常加在组合单位中的第一个单位之前，例 kNm（）/纳米Nkm（）；三、 测量仪器1.定义：单独地或连同辅助设备一起用以进行测量的器具，成为测量仪器；其中，使用时以（固定形态复现）或提供给定的一个或多个（已知值）的测量仪器称做-量具量具如：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。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、标准物质及辅助设备的组合；定义区别，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等；测量设备是对测量所包括的硬件、软件的的总称。 2.测量仪器的分类：显示式（压力表、千分尺）、比较式（光度计、测量电桥）、积分式（皮革面积测量仪）、累计式（电子轨道衡）按照计量学用途可分：测量基准、测量标准、工作用3.测量仪器的计量特征： 测量仪器控制：（确定测量仪器的特征），并签发其（法定地位）的官方文件。包括形式批准、检定、检验 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的示值范围称为标称范围，如万用表数字0-10，调到10档，标称范围为（0-100）V或100V；量程=| 标称范围上限-标称范围上限 |=|100-0|100V测量范围是能确保测量仪器规定的准确度的被测量值的范围（测量范围保证示值误差范围误差），测量范围标称范围；如体温计测量范围=标称范围，地秤测量范围标称范围。示值范围：测量一起显示装置的所能（指示）的范围。 4.额定操作条件、极限条件和参考条件：额定操作条件-即-额定值,正常使用；极限操作条件-即满足要求的超载率，仪器不损坏，不降低精度准确度的极端条件。参考条件-即标准文件，为确定测量仪器本身的计量性能标准文件。 5.示值误差和最大允差：示值误差=显示示值-输入量真值（实际值、校准值、标准值）；事实上反映准确度。最大允差mpe=规范或规定（标准、检定规程、校准规范）所能允许的最大误差极限值 6灵敏度=响应变化激励变化，反映变化程度 7.分辨力：分辨力=有效辨别的最小示值差，用语降低读数误差。8.稳定性：保持、计量特性随（时间）恒定的能力（变化量）；可用规定量变化时间或规定时间变化量9.漂移：计量特性的慢变化，较长时间保持计量特性的恒定能力 10.测量仪器的选用规则：技术性（满足3-9条要求或其它要求）、经济性四、 测量结果与测量准确度1测量结果:测量结果测量误差结果修正定义规定测量程序获得的量值（直接观测值或观测值计算测量结果与真值的差；按其特性可分成随机误差与系统误差；测量误差=两部分代数和对系统误差进行修正后的测量结果例子气体体积按照标准温度和压力进行的修正随机误差不能修正系统误差可以修正修正值=0.1示值=14.7测量修正结果=147-0.1=14.62测量准确度:准确度重复性再现性定义测量结果与真值之间的一致程度；包括正确度（样本平均值与真值的一致程度）和精密度（规定条件下，样本独立测量结果之间的一致程度）在重复条件的精密度在现条件的精密度；对同一测量对象，同程序方法，其他条件改变获得测量结果例子注意准确度精密度 精确度重复标准差，重复方差，重复性变异系数，重复性临界差，重复性限再现标准差，再现方差，再现性变异系数，再现性临界差，再现性限五、 测量不确定度1定义及内容测量不确定度标准不确定度扩展不确定度定义广义上意味着对测量结果的可信性、有效性的怀疑程度或不肯定程度；狭义上意味着（）对测量结果质量（即品质）定量表征合理地赋予被测量值的分散性、与测量结果相联系的参数标准差表示不确定度符号u标准差倍数或置信区间的半宽符号U特点测量结果=测量值（考虑误差修正后）+不确定度表示测量结果的分散性U=kucK=2或3比较误差=测量结果与真值的差；不确定度=对测量过程进行分析得出的赋予被测量值的分散性误差经过修正可接近真实值（即误差较小），但由于认识不足，可能落在一个较大区间内（即测量不确定度大）A类表示ua用对观测列用统计分析方法；B类表示ub用不同于对观测列用统计分析方法合成类表示uc=-若干方差和协方差的和的正平方根来源测量定义不完整，方法不理想，取样的样本性不够环境影响，人位误差，分辨力不够，标准物质不准，用于计算的常量和参量不准程序方法近似性和假定性，重复观测的变化 2评价A类不确定度（统计分析类）：相同测量条件，N次测量，求标准不确定度利用组内方差平均值开平方除以n(1组内测量次数)B类不确定度（其他知识或信息类）：其他类信息包括:以前的观测数据对材料、设备理解及经验技术说明文件校准证书、检定证书手册参考值不确定度国家标准或类似技术文件中给出的重复性限或再现性限eg.eg.eg.C类不确定度（若干其它量彼此独立或互不相关类）：扩展不确定度（倍数半宽类）： 2报告eg.eg.六、 侧量控制体系1定义及内容测量控制体系设备的计量确认测量过程的实施控制定义为实现测量过程的连续控制和计量确认所需的一组相关的或相互作用的要素是指为确保测量设备满足于其使用要求（技术要求或工艺要求质量标准测量）而进行的一组操作及时发现问题，及时改进，避免偏离预期要求作用控制测量过程中不正确的结果及其影响保证测量有效性控制主要包括:最大允许误差测量不确定度稳定性重复性再现性组成测量设备的计量确认测量过程实施的控制输入：顾客要