计量基础知识---测量设备精度要求

1、L/O/G/O-测量设备精度要求测量设备精度要求计量基础知识计量基础知识计量基础知识计量基础知识12计量要求导出方法计量要求导出方法3计量确认及验证计量确认及验证4测量设备精度要求测量设备精度要求1.1 计量发展计量发展原原 始始阶阶 段段经经 典典阶阶 段段现现 代代阶阶 段段 以经验和以经验和权力为主权力为主 18751875年国际年国际上上签订签订米制米制公约公约 19551955年年签订签订国际法制计量国际法制计量组织公约组织公约和国和国际计量单位制开际计量单位制开始统一始统一 兴建于广州市北京路步行兴建于广州市北京路步行街上的铜壶滴漏街上的铜壶滴漏 存放于北京中国科技馆的存放于北京中

2、国科技馆的记里鼓车记里鼓车 东汉铜卡尺东汉铜卡尺温温 度度 计计 量量几何量计量几何量计量声声 学学 计计 量量无线电计量无线电计量光光 学学 计计 量量力力 学学 计计 量量化化 学学 计计 量量电离辐射计量电离辐射计量时时 间间 计计 量量电电 磁磁 计计 量量十十专专业业计量计量大大1.2 设备分类设备分类测测 量量 设设 备备 实现测量过程所必须的测量仪器、软件、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或它们的组测量标准、标准物质及辅助设备或它们的组合。合。B B计计 量量实现单位统一和量值准确可靠的实现单位统一和量值准确可靠的。 A A1.3 常用术语常用术语

3、2 2、标标准物质准物质3 3、工作工作计量器具计量器具4 4、辅助、辅助设备软件设备软件1 1、计量、计量标准装置标准装置测测 量量设设 备备测量设备的范围及特点测量设备的范围及特点 测测 量量用用 途途 确定被测确定被测对象的量值。对象的量值。目目 的的 本身是一本身是一种技术装置。种技术装置。特特 点点 计量确认：为确保测量设备符合计量确认：为确保测量设备符合预期使用要求所需的一组操作。预期使用要求所需的一组操作。 计计 量量 确确 认认C C 是测量人员以确定被测对象量值为目是测量人员以确定被测对象量值为目的的一组操作。测量的本身是一个过程的的一组操作。测量的本身是一个过程 。 测测

4、量量 过过 程程 D D计量管理计量管理2 2个个核心过程核心过程测量控制过程测量控制过程（7.27.2） 包括测量过程的识包括测量过程的识别、设计、实施和监控别、设计、实施和监控四个方面。四个方面。测量设备计量确认过程测量设备计量确认过程（7.17.1） : :包括测量设备包括测量设备校准和测量设备验证校准和测量设备验证。1.4 计量管理计量管理核心过程核心过程计量基础知识计量基础知识12计量要求导出方法计量要求导出方法3计量确认及验证计量确认及验证4测量设备精度要求测量设备精度要求2.1 2.1 计量要求参数计量要求参数测量测量范围范围测量测量误差误差重复重复性性系统系统误差误差不确不确定

5、度定度随机随机误差误差分辨分辨力力可靠可靠性性稳定稳定性性允许允许误差误差操作操作技能技能环境环境条件条件测测 量量设设 备备测测 量量过过 程程计算分析计算分析检定检定/校准校准 包括外包括外部和内部部和内部 顾客顾客合合 同同要要 求求技技 术术要要 求求顾顾 客客要要 求求产产 品品要要 求求导出导出计计 量量要要 求求 把顾客、组把顾客、组织和法律法规织和法律法规的要求找出来。的要求找出来。检验标准检验标准工艺规范工艺规范2.2 2.2 计量要求导出步骤计量要求导出步骤能能 源源计计 量量物物 料料交交 接接导出导出过过 程程监监 控控计计 量量要要 求求贸贸 易易结结 算算环环 境境

6、监监 测测安安 全全生生 产产法法 律律要要 求求规规 范范要要 求求组组 织织要要 求求 将产品定性将产品定性原则要求转化原则要求转化为定量要求为定量要求 将定量指将定量指标要求转化标要求转化为测量要求为测量要求 通过合同、通过合同、协议、会议纪协议、会议纪要、信函等信要、信函等信息由各责任部息由各责任部门了解顾客的门了解顾客的要求后，把这要求后，把这些要求进行分些要求进行分解。解。顾客要求顾客要求技术部门技术部门质量部门质量部门材料部门材料部门安全环保安全环保责任部门责任部门技术工艺指标技术工艺指标质量检测指标质量检测指标规格成分指标规格成分指标控制范围指标控制范围指标 定量要求定量要求分

7、分 解解转化转化 确定并量化计量要求的计量特性确定并量化计量要求的计量特性测量范围测量范围定定 量量最大允差最大允差温湿度控制温湿度控制稳稳 定定 性性分分 辨辨 力力定定 性性准准 确确 度度环境条件环境条件操作者技能操作者技能允许测量允许测量不确定度不确定度最大允许最大允许测量误差测量误差测量方法测量方法测量对象测量对象测量过程测量过程计量要求计量要求环境条件环境条件操作技能操作技能重重 复复 性性复复 现现 性性测量设备测量设备计量要求计量要求测量范围测量范围标称范围标称范围最大允许最大允许误误 差差准准 确确 度度等等 级级示值误差示值误差引用误差引用误差分分 辨辨 力力稳稳 定定 性

8、性 将测量要将测量要求转化为计求转化为计量要求量要求 将过程要将过程要求转化为设求转化为设备要求备要求2.3 2.3 计量要求的导出计量要求的导出举例举例 例：例：某关键测量过程，要求压力控制在（某关键测量过程，要求压力控制在（200200250250）kPakPa之间，选配适宜的测量设备。之间，选配适宜的测量设备。 明确过程要求，对某测量过程的压力进行控制。明确过程要求，对某测量过程的压力进行控制。 A A 明确需控的参数指标要求，将定性的原则要求转明确需控的参数指标要求，将定性的原则要求转化为定量的要求：将压力控制在化为定量的要求：将压力控制在(200(200250)kPa250)kPa之

9、间之间这是顾客、组织和法律法规要求，而非计量要求。这是顾客、组织和法律法规要求，而非计量要求。B B 明确测量要求，明确测量要求，将定量要求转化为测量要求：本将定量要求转化为测量要求：本例要求提供满足例要求提供满足(200(200250)kPa250)kPa之间的测量要求，之间的测量要求，C C 某些计量要求既不是实际测量出来的，也不是根某些计量要求既不是实际测量出来的，也不是根据公式计算出来的，而是组织的计量人员和生产控据公式计算出来的，而是组织的计量人员和生产控制人员根据生产控制经验和计量学知识从控制要求制人员根据生产控制经验和计量学知识从控制要求中导出的。原则是能够中导出的。原则是能够满

10、足控制要求即可。满足控制要求即可。 将上述要求转化为计量要求，确定并量化计量要将上述要求转化为计量要求，确定并量化计量要求的计量特性。当测量求的计量特性。当测量(200(200250)kPa250)kPa压力时，应压力时，应该对测量也提出相应的要求，如：最大允许误差该对测量也提出相应的要求，如：最大允许误差2kPa2kPa，测量不确定度，测量不确定度0.3kPa0.3kPa，漂移，漂移0.1kPa0.1kPa。 D D 将上述计量要求转化为对测量设备的计量要求。将上述计量要求转化为对测量设备的计量要求。与设备标明的测量性能指标进行比较选择，可选一与设备标明的测量性能指标进行比较选择，可选一个准

11、确度个准确度0.5%0.5%级、量程为级、量程为(0(0400)kPa400)kPa的气压计。的气压计。 E E2.4 2.4 计量要求的导出计量要求的导出举例举例2.5 2.5 计量要求的导出思路计量要求的导出思路kPakPakPakPa0 0400400200200100100300300250250200200技技 术术 要要 求求计计 量量要要 求求5 5200200250250最大允差最大允差=2kPa=2kPa(195(195255)kPa255)kPa1.1.导出允许误差导出允许误差比值比值1/51/5范范 围围允允 差差惯惯 例例(1(13 31 110)10)0 040040

12、0200200100100300300150150300300kPakPa5 50 0200200250250(150(150250)kPa250)kPa(200(200300)kPa300)kPa(0(0400)kPa400)kPa(150(150300)kPa300)kPa2.2.导导出出量量程程量程需大于全量程需大于全量程的量程的1/3,1/3,一一般处于全量程般处于全量程的的2/32/3为最佳。为最佳。级别级别ABCDE检验与检检验与检测测Mcp35231.5211.52测量测量Mcp1.31.5 1.11.3 0.91.1 0.70.90.7能力评价能力评价足够足够基本满足基本满足一

13、般一般不足不足低低检测能力要求检测能力要求检测能力指数检测能力指数Mcp=T/3UMcp=T/3U1 1公式公式 测量极限误差同公差的比值测量极限误差同公差的比值通常要保持在通常要保持在1/31/101/31/10范围内。范围内。惯惯 例例 其中其中: : C CP P 为为过程能力指数过程能力指数; ; T T为允差；为允差；为为标准偏差（测标准偏差（测量不确定度）。量不确定度）。 T=2kPa T=2kPa、取、取测量过程能力测量过程能力指数指数C CP P=1.1=1.1，则则:=T/6:=T/6C CP P =2/6=2/61.1 1.1 =0.3 kPa =0.3 kPa 用用“过程

14、能过程能力分析力分析”的方的方法导出法导出。 根据公式根据公式: : C CP P = T/6 = T/6不确定度的导出不确定度的导出思路思路3.3.导出不确定度导出不确定度计量基础知识计量基础知识12计量要求导出方法计量要求导出方法3计量确认及验证计量确认及验证4测量设备精度要求测量设备精度要求3.13.1 定定 义义 一组一组操作操作 预期预期要求要求 测测量量设设备备 计量计量确认确认确确 保保满满 足足过过 程程定定义义计量确认计量确认计量校准计量校准计量验证计量验证3.2 计量确认过程计量确认过程计量确认记录计量确认记录决决 定定 和和 行行 动动计计 量量 验验 证证测量设备的校准

15、测量设备的校准计量确认设计计量确认设计计量计量确认确认过程过程A A计量确认过程流程图计量确认过程流程图是是是否存在是否存在计量要求计量要求证书证书/ /报告报告校校 准准校准状态标识校准状态标识否否是是确认状态标识确认状态标识返回顾客（结束）返回顾客（结束）识别要求开始识别要求开始校校准准过过程程验验证证过过程程决决定定和和措措施施否否否否不能不能验证验证是是设备是否设备是否符合要求符合要求能否调整能否调整或维修或维修调整或维修调整或维修评审确认间隔评审确认间隔状态标识状态标识测试报告测试报告验证失败验证失败再再校校准准循循环环验证或确验证或确认文件认文件 测测量量设设备备的的计计量量确确认

16、认B B3.3 3.3 计计 量量 验验 证证 规规定定要要求求客客 观观 证证 据据得得到到满满足足认认定定对对是是否否概概念念A AB B计计量量验验证证确认确认结论结论设备计设备计量特性量特性溯源值溯源值测量过测量过程的计程的计量要求量要求输入输入输出输出 3.4 3.4 量值溯源传递框图量值溯源传递框图量量值值溯溯源源路路线线 工作计量器具工作计量器具量量值值传传递递路路线线 各级计量标准各级计量标准国家计量基准国家计量基准校校准准检检定定依依法法自自愿愿计量基础知识计量基础知识12计量要求导出计量要求导出3计量确认及验证计量确认及验证4测量设备精度要求测量设备精度要求4.1.1 4.

17、1.1 长度计量基本原则长度计量基本原则4.1 4.1 长长 度度 类类最小变形原则：热变形、弹性变形。最小变形原则：热变形、弹性变形。阿贝原则：仪器标尺在被测件测量中心阿贝原则：仪器标尺在被测件测量中心 线的延长线上。线的延长线上。封闭原则：即闭合原则，角度计量的基封闭原则：即闭合原则，角度计量的基 本原则。本原则。4.1.2 4.1.2 通用卡尺通用卡尺 根据卡尺校准点所在范围对应的允许示值偏差，根据卡尺校准点所在范围对应的允许示值偏差，判定卡尺是否合格，判定合格后由计量专员粘贴合判定卡尺是否合格，判定合格后由计量专员粘贴合格标签，如不合格可粘贴限用标识，并注明限用条格标签，如不合格可粘贴

18、限用标识，并注明限用条件。件。设备名称设备名称规格型号规格型号项目项目/测量范围测量范围允许偏差允许偏差卡尺卡尺0150/0200/0300/0500/010000150mm0.02mm150200mm0.03mm200300mm0.04mm300500mm0.05mm5001000mm0.07mm4.1.3 4.1.3 千分尺千分尺 根据千分尺校准点所在范围对应的允许示值偏差，判定根据千分尺校准点所在范围对应的允许示值偏差，判定千分尺是否合格，判定合格后由计量专员粘贴合格标签，如千分尺是否合格，判定合格后由计量专员粘贴合格标签，如不合格可粘贴限用标识，并注明限用条件。不合格可粘贴限用标识，并

19、注明限用条件。设备名称设备名称规格型号规格型号项目项目/测量范围测量范围允许偏差允许偏差千分尺千分尺025/2550025/2550mm4um5075/751005075/75100mm5um100125/125150100125/125150mm6um4.2.1 4.2.1 万用表万用表 根据万用表校准点所在量程对应的允许示值偏根据万用表校准点所在量程对应的允许示值偏差，判定是否合格，判定合格后由计量专员粘贴合差，判定是否合格，判定合格后由计量专员粘贴合格标签，如不合格可粘贴限用标识，并注明限用条格标签，如不合格可粘贴限用标识，并注明限用条件。件。4.2 4.2 电电 磁磁 类类设备名称设备

20、名称规格型号规格型号项目项目/测量范围测量范围允许偏差允许偏差数显万用表数显万用表9807系列系列/UT系列系列DC200mV200V(0.1%+5d)DC1000V(0.2%+5d)AC2V200V(0.8%+25d)AC700V(1.0%+25d)DC200A20mA(0.5%+4d)DC200mA(0.8%+6d)DC20A(2.0%+15d)AC200mA(1.5%+25d)AC20A(2.5%+35d)200(0.5%+15d)2k2M(0.5%+10d)20M(1.0%+35d)20nF200uF(4.0%+50d)d d表示该量程表示该量程显示的分辨力，显示的分辨力，即最小显示量

21、。即最小显示量。4.2.2 4.2.2 电参数测量仪电参数测量仪设备名称设备名称规格型号规格型号项目项目/测量范测量范围围允许偏差允许偏差电参数测量仪电参数测量仪PF9800/PF9802/9830电压电压(0.4%+0.1%FS +1d)电流电流功率功率功率因数功率因数(0.004+0.001/ RD +1d)频率频率(0.1%+1d)d：该量程显示的分辨力，即最小显示量。：该量程显示的分辨力，即最小显示量。FS：量程；：量程；RD：示值：示值4.2.3 4.2.3 耐压测试仪、兆欧表及接地电阻测试仪耐压测试仪、兆欧表及接地电阻测试仪设备名称设备名称规格型号规格型号项目项目/测量范测量范围围

22、允许偏差允许偏差耐压测试耐压测试仪仪CC2670A/WB5050电压电压5%接地电阻接地电阻测试仪测试仪YD9830/SH2302电阻电阻5%兆欧表兆欧表VC60B/VC60B+/BM500/1520/3001B绝缘电阻绝缘电阻5%允许偏差为示值的允许偏差为示值的5%4.2.4 4.2.4 钳形表、电子负载及钳形表、电子负载及LCRLCR数字电桥数字电桥设备名称设备名称规格型号规格型号项目项目/测量范围测量范围允许偏差允许偏差交直流钳形表交直流钳形表PROVA11电压电压3.0%电流电流2.0%电子负载电子负载IT8512018V(0.05%+0.02%FS)0120V / 500V(0.05

23、%+0.025%FS)03A/6A(0.1%+0.2%FS)030A / 15A/60A(0.15%+0.2%FS)LCR数字电桥数字电桥YD2810D/TH2812A电阻电阻0.5%电容电容0.5%电感电感0.5%设备名称设备名称规格型号规格型号项目项目/测量范围测量范围允许偏差允许偏差数显温度表数显温度表TES 1310-501200 (0.5%+1)烙铁温度测试烙铁温度测试仪仪TPK 191A040054005008数显温湿度计数显温湿度计HUMIDITY/TH03/HTC-1湿度湿度7%温度温度24.3 4.3 热热 学学 类类设备名称设备名称规格型号规格型号项目项目/测量范围测量范围允许偏差允许偏差电子秤电子秤3kg01000g1.0g10003000g2.0g电子秤电子秤15kg050kg0.05kg