计量校准基础知识

1、计量校准基础知识 深圳市霍达尔仪器有限公司姚力简介 概述 量值溯源等级图 计量校准规范 计量标准 数据处理与测量误差 校准证书与校准报告 计量校准的定义计量检定量值溯源与量值传递校准与检定的区别概述计量校准的定义 校准 calibration 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，与对应的由标准所复现的量值之间关系的一组操作。 注： 1校准结果既可给出被测量的示值，又可确定示值的修正值。 2校准也可确定其它计量特性，如影响量的作用。 3校准结果可以记录在校准证书或校准报告中。概述计量校准的定义计量校准的特征： 在规定条件下，用一个可参考的标准，对

2、包括标准物质在内的测量仪器的特性赋值，并确定其示值误差。 将测量仪器所指示或代表的量值，按校准链，将其溯源到标准所复现的量值。概述计量校准的定义计量校准的目的： 确定示值误差，并可确定是否在预期的允差范围内。 得出标称值偏差的报告值，可对测量仪器调整或对示值加以修正。 给任何标尺标记赋值或确定其它特性值，或给参考物质特性赋值。 实现量值溯源。 概述计量检定 检定verifcation 查明和确认计量器具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。 概述计量检定计量检定具有法制性。 在中华人民共和国计量法第十条中明确规定“计量检定必须按照国家计量检定系统表进行”，“计量检定必

3、须执行计量检定规程”。 对检定结果必须作出合格与否的结论，并出具证书可加盖印记。 概述量值溯源与量值传递 量值溯源是指自下而上通过不间断的校准而构成的溯源体系 量值传递指自上而下通过逐级检定而构成的检定系统。概述量值溯源与量值传递量值溯源量值传递途径自下而上自上而下级别不间断逐级方式校准检定概述校准和检定的区别校准 检定 法制性 不具有（自愿） 具有（法律规定）工作 主要确定计量特性全面进行评定 依据 校准规范及其它方法（包括自定） 计量检定规程 结论 一般不判断，需要时可作出符合性结论 应判定合格与否 证书和报告 校准证书或校准报告 检定证书和不合格通知书 量值溯源等级图 定义检定系统表溯源

4、等级图的绘制概述量值溯源等级图定义 溯源等级图一种代表等级顺序的框图，用以表明计量器具的计量特性与给定量的基准之间的关系。 注：溯源等级图是对给定量或给定型号计量器所用的比较链的一种说明，以此作为基溯源性的证据。 概述量值溯源等级图定义 国家溯源等级图 在一个国家内，对给定量的计量器具有效的一种溯源等级图，它包括推荐（或允许）的比较方法和手段。 注：有时也称国家计量检定系统表 国际溯源等级图 由国际组织采纳，用作某一区域溯源性基础的溯源等级图。2.1 概述量值溯源等级图定义建立溯源等级图的目的是要对所进行的测量在其溯源到计量基准的途径中，尽可能减少环节和降低测量不确定度，能给出最大的可信度。

5、概述量值溯源等级图检定系统表 国家计量检定系统表是一种法定技术文件，由国务院计量行政部门组织制定并批准发布。这种系统表通常用图表结合文字的形式表达。我国规定：一项国家基准对应一种检定系统表，并由该项基准的保存单位负责编制，经一定的审批手续，由国家计量行政部门批准发布。概述量值溯源等级图检定系统表 国家检定系统表具有一定的法律地位，它规定了我国量值传递（也就是量值溯源的逆过程）体系，按检定系统表进行检定，既可确保被检仪器的准确度，又可避免用过高准确度的计量标准检定低准确度的计量器具，也可指导企业、事业单位实现计量仪器的溯源。 概述量值溯源等级图溯源等级图的绘制 绘制量值溯源等级框图一般也分三大部

6、分上级计量基(标)准器具、本单位计量标准器具、工作计量器具（被检仪器），本单位计量标准器具由最高计量标准器具和工作计量标准器具组成 。水泥净浆搅拌机(62285)r/min、(0255)s(510)r/min、(13)s水泥胶砂搅拌机(62285)r/min、(0210)s(510)r/min、1s转速检定装置(160000)r/min1*10-4(江苏省计量科学研究院)电子秒表24h0.5s/d(江苏省计量科学研究院)比对比对水泥软练设备测量仪（30.05000.0）r/min、(1999.9)s0.5%0.1r/min、0.1s直接测量砂浆搅拌机(6080)r/min、2min(24)r/

7、min、1s上级计量标准器具本单位计量标准器具工作计量器具计量校准规范 计量校准的依据 计量校准规范的结构 计量校准规范的编写 计量校准规范 计量校准的依据 计量校准的依据计量校准规范 选用计量检定规程中相应的方法 计量校准规范 计量校准的依据 选用国际规定校准方法； 选用国际标准、国家标准或行业标准中规定的检验方法； 选用国际技术组织或国内技术组织或国内外知名科技文献或杂志公布的方法； 选用经协商确认的国内外先进企业或生产商提供的方法。 以上四种方法应编制成为企业内部的校准方法，并经一定程序审查确认。计量校准规范 计量校准规范的结构 封面、扉页、目录、范围、引用文献、术语和计量单位、概述、计

8、量特性、校准条件、校准项目和校准方法、校准结果表达、复校时间间隔、附录、附加说明 计量校准规范 计量校准规范的编写 一般原则 符合国家有关法律、法规的规定； 适用范围按校准实际需要规定，力求完整； 充分考虑采用先进技术和为采用最新技术留有空间。计量校准规范 计量校准规范的编写 基本要求 文字表述应做到结构严谨、层次分明、用词确切、叙述清楚，不致产生不同的理解； 所用术语、符号、代号要统一，并始终表达同一概念； 按国家规定表述计量单位名称与符号、物理量的名称与符号、计量名词、术语以及缩略语、技术制图、图形符号、尺寸和公差的标准等； 公式、图样、表格、数据应准确无误地按要求表述； 相关规范有关内容

9、的表述均应协调一致，不能矛盾。计量校准规范 计量校准规范的编写 层次划分校准规范内容的层次一般可按章、条、段划分，必须有“条”的编号。计量校准规范 计量校准规范的编写 编辑细则按JJF10021998国家计量检定规范编写规则第七章要求。 计量标准基本定义最高计量标准的建立 建立计量标准的准备 计量标准的考核 计量标准 基本定义 计量标准（测量标准）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、参考（标准）物质或测量系统。 注： 1一组相似的实物量具或测量仪器，通过它们的组合使用所构成的标准你为集合标准。 2一组其值经过选择的标准，它们可单个使用或组合使用，从

10、而提供一系列同种量的值，称为标准组。 3计量标准一般约定由计量标准器及主要配套设备组成。计量标准 基本定义最高计量标准（参考标准） 在给定地区或在给定组织内，通常具有最高计量学特性的测量标准，在该处所做的测量均从它导出。工作标准 用于日常检定/校准或核查实物量具、测量仪器或参考（标准）物质的测量标准。 注： 1工作标准通常用参考标准检定/校准。 2用于确保日常测量工作正确进行的工作标准你为核查标准。中华人民共和国计量法第九条规定：部门和企业、事业单位使用的最高计量标准，实行强制检定。 计量标准 最高计量标准的建立 国务院有关主管部门和省、自治区、直辖市人民政府有关主管部门，根据本部门的特殊需要

11、，可以建立本部门使用的计量标准器具，其各级最高计量标准器具经同级人民政府计量行政部门主持考核合格后使用。 企业、事业单位需要，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七条和第八条规定计量标准 建立计量标准的准备 选用的计量标准，其计量技术指标应当满足相应的国家计量检定系统表和计量检定规程（或计量技术规范）的要求，并具有有效检定证书。 计量标准器和配套设备，应当试运行足够的时间。 完成相应的计量标准技术报告，进行不确定度评定、验证及重复性、稳定性考核。 实验室环境条件必须符合开展检定/校准工作的要求，并按要求配

12、备对环境条件进行有效监测、控制的设施。 配备至少2名持本项目计量检定员证的人员（校准要配备具有校准资格的人员）。 具有完善的管理制度（或程序文件）。 建立计量标准技术档案。 计量标准 计量标准的考核 计量标准考核的依据：JJF1033-2001计量标准技术考核规范计量标准 计量标准的考核申请 计量标准考核（复查）申请书原件一式两份； 计量标准技术报告一份； 计量标准测量重复性考核记录复印件一份； 计量标准稳定性考核记录复印件一份； 计量标准器及主要配套设备有效检定证书复印件一份； 符合开展检定/校准项目的原始记录及相应的模拟检定/校准证书复印件两份； 计量检定人员检定证件或者校准人员资质证明复

13、印件一份。 计量标准 计量标准的考核 考核内容 计量标准考核内容为计量标准器及配套设备、环境条件、人员、管理制度四个方面。计量标准考核证书 计量标准考核证书有效期4年。 数据处理与测量误差 有效数字 数据修约 近似数的运算 测量误差和相对误差 随机误差和系统误差 修正值与修正因子 数据处理与测量误差 有效数字 （末）的概念 所谓（末），指的是任何一个数最末一位数字所对应的单位量值。有效数字的概念 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即是近似数。 数据处理与测量误差 数据修约 对某一似修约数，根据保留数位的要求，将其多余位数

14、的数字进行舍取，按一定规则，选取一个其值为修约间隔整数倍的数（称为修约数）来代替似修约数，这一过程你为数值修约。为了简化计算，准确表达测量结果，必须对有关数据进行修约。数据处理与测量误差 数据修约根据GB81701987数值修约规则进行修约 拟修约（舍弃）数字的最左一位小于5时，则舍去，即保留的各位数字不变。 拟修约（舍弃）数字的最左一位大于5（包括5后面有并非全部为0的数字）时，则进1，即保留的末位数字加1。 拟修约（舍弃）数字的最左一位等于5（5后面全0或没有数字）时，保留的末位数字为奇数（1，3，5，7，9）则进1，为偶数（2，4，6，8，0）则舍去。 数据处理与测量误差 近似数的运算

15、加、减运算 以参与运算的各数中（末）最大的数为准（也就是说以小数点后面位数最少的为准），其余数均比它多保留一位，多余位数应舍去。计算结果与（末）最大的数相同（小数点后面位数最少的数位数相同）。乘、除运算 以有效数字位数最少的数为准，其余数的有效数字位数均比它多保留一位，多余位数应舍去。计算结果与有效数字位数最少的数相同。数据处理与测量误差 测量误差和相对误差 测量误差 测量结果减去被测量的真值所得的差，称为测量误差，简称误差。相对误差 测量误差除以被测量的真值所得的商，称为相对误差。数据处理与测量误差 随机误差和系统误差 随机误差 测量结果在重复条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平

16、均值之差，称为随机误差。系统误差 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与被测量的真值之差，称为系统误差。 数据处理与测量误差 修正值与修正因子 修正值 用代数方法与未修正测量结果相加，以补偿其系统误差的值，称为修正值。真值=测量结果+修正值=测量结果-误差修正因子 为补偿系统误差而与未修正测量结果相乘的数字因子，称为修正因子。偏差 一个值减去参考值，称为偏差。常见EMC类测试仪器的计量校准 1.静电枪 2.工频磁场 3.浪涌 4.脉冲群 5.电压跌落，中断静电放电 静电的产生： 人在合成纤维的毛毯上行走，通过鞋子与毛毯之间的摩擦就可以达到10-6库仑，在这样一个系统里面

17、（人，地毯，大地的平均电容可以达到几十到上百皮法），可能产生的电压达到15KV，静电可能导致半导体元器件被击穿静电放电 接触放电：接触放电都是模拟人手可以接触到的地方，对于我们常用的电脑，譬如讲机箱外壳，控制键盘，显示屏，指示灯 空气放电：空气放电一般都是对于孔，缝隙，绝缘面静电枪计量测试设备静电枪 高压表关键内阻要高于1G静电高压测试设备，一般静电枪的测试误差为5%，此高压表误差为1%满足不确定性度的要求静电枪计量测试设备输入端是一个 2的低阻抗，能吸收大部分的静电脉冲电流，输出端的阻抗为 50，能与示波器保持良好的阻抗匹配，为保证静电脉冲波形不失真，同轴适配器必须有特定的频率特性。v 静电

18、放电电流的典型波形静电放电电流的典型波形关键指标：关键指标：开路电压（空气放电）开路电压（空气放电）放电时的第一个电流放电时的第一个电流30nS30nS时的电流时的电流60nS60nS时的电流时的电流放电电流上升时间放电电流上升时间工频磁场有些设备,像计算机的监视器、电子显微镜等一类设备在工频磁场作用下会产生电子束的抖动;对电度表等一类设备,在工频磁场作用下程序会产生紊乱、内存数据丢失和计度误差;对内部有霍尔元件等一类对磁场敏感器件所构成的设备,在磁场作用下会出现误动作(以电感式接近开关为例,可能出现定位的不准确)。因此,用工频磁场发生器对上述设备进行磁场骚扰的抗扰度试验具有特殊意义 线圈工频磁场线圈计量重要指标：电流 A磁场强度 A/m线圈因数 coil factor exp：1.15 1151.15=100A/m3dB区域 10lg2=3dB 表征场均匀性的参数工频磁场计量测试设备电流钳表 场强探头计量测试报告浪涌 评价被测设备遭受电力线路和