质量培训-计量基础

计量基础（中级）第一节基基本概概念一、计量量的内容容、分类类和特点点1．计量与与测量计量——实现单位位统一、、保障量量值准确确可靠的活活动。测量——以确定量量值为目目的的一一组操作作。（一）计计量的内内容2.计量的对对象与内内容（1）计量对对象物理量工程量心理量化学量生理量（2）计量内内容计量单位位与单位位制计量器具具（测量量仪器））量值传递递与溯源源物理常量量、材料料和物质质特性的的测定测量不确确定度、、数据处处理、测测量理论论及其方方法计量管理理（计量量保证、、监督））（二）计计量的分分类①科学计量量——基础性、、探索性性、先行行性的计量科研研②工程计量量（工业业计量））——工程、工工业、企业中的的实用计量③法制计量量——由政府或或授权机机构根据据法制、、技术和行行政的需需要进行行强制管理的一一种社会会公用事事业（三）计计量的特特点1.准确性——测量结果果与被测测量真值值的一致致程度。2.一致性——在统一计计量单位位的基础础上，无无论在何时时何地采采用何种种方法，，使用何种种测量仪仪器，及及由何人人测量，只只要符合合有关要要求，其其测量结果果应在给给定区间间内有一一致性。3.溯源性——任何测量量结果或或测量标标准的值值，都能通过过一条具具有规定定不确定定度的不间断断的比较较链，与与测量基基准联系起来来的特性性。4.法制性——计量必需需的法制制保障方方面的特特性。二、计量量法律和和法规1．计量法法的基本本内容计量立法法宗旨计量单位位制计量监督督计量认证证计量法律律责任调整范围围计量器具具管理计量授权权计量纠纷纷处理2．计量法法规体系系计量法计量行政政法规和和规范性性文件规章和规规范性文文件三、量值值的溯源源、校准准和检定定（一）量量值溯源源体系1．量值溯溯源性——通过一条条具有规规定不确确定度的不不间断的的比较链链，使测量结结果或测测量标准准的值能够够与规定定的参考考标准联系系起来的的特性。。实现量值值溯源的的主要技技术手段段是校准准和检定定2．溯源等等级图（（量值溯溯源体系系表）国家计量基准副计量基准工作计量基准社会公用计量标准（国家专业计量站）社会公用计量标准（国家专业计量分站）社会公用计量标准（省级）社会公用计量标准（市级）社会公用计量标准（县级）部门最高计量标准部门计量标准企业、事业单位最高计量标准企业、事业单位计量标准工作计量器具（企业、事业、市场等）（二）校校准1．校准——在规定条条件下，，为确定定测量仪仪器（或测量量系统））所指示示的量值值，或实实物量具具（或参考考物质））所代表表的量值值，与对对应的由由其测量标标准所复复现的量量值之间间关系的的一组操作。2．校准的的主要含含义3．校准目目的——确定示值值误差——得出标称称值偏差差，进行行调整、、修正——赋值——实现溯源源性校准依据据——校准规范范或校准准方法，，通常统统一规定，特特殊情况况下也可可自行制制定。校准结果果——记在校准准证书（（报告））中，也也可用校准因因数（或或曲线））表示。。（三）检检定检定——查明和确确认测量量仪器是是否符合合法定要求的的程序，，其包括括检查、、加标记和（（或）出出具检定定证书。。检定分强强制检定定和非强强制检定定强制检定定（范围围）——用于贸易易结算、、安全防护、医医疗卫生生、环境境监测且且列入《强检目录》的测量仪仪器；社社会公用用计量标标准，部部门、企（事））业单位位的最高高计量标标准。强检特点点——计量行政政部门统统管，法法定/授权机构进行行，定点点送检，，检定周周期由执行行机构按按检定规规程并结结合实际确确定。非强制检检定——强制检定定以外的的，使用用单位依法自主主管理，，自由送送检，自自求溯源源，自定定检定周期期检定依据据——计量检定定规程随着经济济发展，，对大量量非强检检测量仪仪器，为为达到统一量量值的目目的，应应以校准准为主。。第二节计计量单单位一、概述述计量单位位（定义义）：定定量表示示同种量量的大小小而约定地地定义和和采用的的特定量。。计量单位位制：为为给定量量值按给给定规则则确定的的一组基本本单位和和导出单单位。一贯单位位：由比比例因数数为1的基本单单位幂的的乘积表示的的导出单单位。如：牛顿顿（N）kg·m/s2焦尔（J）N·m二、法定定计量单单位的构构成1.法定计量量单位——由国家法法律承认认、具有有法定地位位的计量量单位。。2.我国法定定计量单单位的构构成——以国际单单位制（SI）为主体体，包括括国际单单位制单单位和国国家选定的其他他计量单单位。中华人民民共和国国法定计计量单位位构成的的示意图图3．SI单位组成成——SI基本单位位、SI导出单位位、SI单位的倍倍数单位位（一）SI基本单位位（二）SI导出单位位包括SI辅助单位位在内的的具有专专门名称称的SI导出单位位（三）SI单位的倍倍数单位位SI词头（倍倍数单位位的词头头）（常常见）（四）可与SI单位并用用的我国国法定计计量单位位三、法定定计量单单位的基基本使用用方法1.法定单位位名称全称与简简称：牛牛（顿））、焦（（尔）、、瓦（特））、伏（（特）符号乘/除读法：：N·m牛（顿））米r/min转每分J/kg·K焦（耳））每千克克开（尔尔文）5kg//m25千克每平平方米2.词头与符符号3.词头使用用规则词头不得得重叠使使用（正：nm；误：：mμm）选用词头头，一般般应使量量的数值值处于0.1~~1000范围内（正：0.1μμF，误：100000pF）词头通常常加在组组合单位位的第一一个单位位之前（正：kN·m误：N·km）由相除构构成的组组合单位位中，分分母不用用词头（正：kJ/mol误：J/mmol）词头与单单位应视视为一体体第三节测测量量仪器一、概述述（一）测测量仪器器的分类类1．测量仪仪器（计计量器具具）——单独地或或连同辅助设设备用以以进行测测量的器器具2．测量仪仪器按结结构、功功能特点点分为：：显示式测测量仪器器比较式测测量仪器器积分式测测量仪器器累积式测测量仪器器3．测量仪仪器按计计量学用用途分为为：测量基准准测量标准准工作用测测量仪器器（二）测测量设备备测量设备备——测量仪器器、软件件、测量量标准、、参考物质质、辅助助设备及及它们的组合辅助设备备——本身不能能给出量量值而没没有它又不能进进行测量量的设备备及作为检验手手段用的的工具、、工装、、定位器等等二、测量量仪器的的计量特特性测量仪器器的控制制（型式批批准、检检定、检检验）（一）标标称范围围、量程程和测量量范围标称范围围——操纵器件件调到特特定位置置时可得到的的示值范范围量程——标称范围围的上、、下限之之差的绝绝对值测量范围围（或工工作范围围）——误差处于于规定极限范范围内的的被测量量的示值值范围示值范围围——测量仪器器的标尺尺或显示示装置所能指示示的范围围（二）额额定操作作条件、、极限条条件和参参考条件件额定操作作条件——测量仪器器的正常常工作条条件极限条件件——计量特性性不受损损、不降降低，其其后仍可在在额定操操作条件件下运行行所能承受受的极端端条件参考（标标准）条条件——在性能试试验或进进行检定、校准准、对比比时的使用条件件（三）示示值误差差和最大大允许误误差示值——由测量仪仪器所指指示的被被测量值值示值误差差——测量仪器器示值与与对应的的输入量的真值值之差（（简称测测量仪器的误差差）真值——与被测量量定义一一致的值值由于真值值不能确确定，实实际用约约定真值值（常称称实际值值、校准准值或标标准值））对指示式式仪器——示值误差差=示值-实际值对实物量量值——示值误差差=标称值-实际值最大允许许误差——对给定的的测量仪仪器，由由规范、规规程等所所允许的的误差极极限值（四）灵灵敏度——测量仪器器响应的的变化除除以对应的激励励变化（五）分分辨力——显示装置置能有效效辨别的的最小示值差模拟式显显示装置置的分辨辨力：标尺分度度值的1/2数字式显显示装置置的分辨辨力：末位数字字的一个个数码（六）稳稳定性和和漂移稳定性——测量仪器器保持其其计量特特性随时间恒定定的能力力漂移——测量仪器器计量特特性的慢慢变化三、测量量仪器的的选用原原则（一）技技术性（二）经经济性第四节测测量结果果一、测量量准确度度和精密密度（一）测测量准确确度——测量结果果与被测测量真值值之间的一一致性（二）精精密度——在规定条条件下获获得的各各个独立观测值值之间的的一致程程度二、测量量重复性性和复现现性（一）测测量重复复性——在相同测测量条件件下，对对同一被测测量进行行连续多多次测量量所得结结果之间的一一致性（常用实实验标准准差表示示）（二）测测量复现现性——在改变了了的测量量条件下下，对同一被被测量的的测量结结果之间间的一致致性（常用组组间标准准差表示示）实际中，，测量条条件改变变只限于于操作者者第五节测测量误差差和测量量不确定定度一、测量量误差和和测量结结果修正正（一）测测量误差差1．测量误误差（误误差）——测量结果果减去被被测量的真值值真值本质质上不能能确定，，实际用用约定真真值约定真值值可以是是：校准准或检定定的值，，由更高准确度度等级的的测量仪仪器测得得的值、、多次测量结果果所确定定的值误差=测量结果果-真值=（测量结结果-总体均值值）+（总体均均值-真值）=随机误差差+系统误差差2．随机误误差——测量结果果与在重重复条件件下，对对同一被测测量进行行无限多多次测量量所得结结果的平平均值之差差3．系统误误差——在重复条条件下，，对同一一被测量量进行无限限多次测测量所得得结果的的平均值值与被测测量的真值值之差（二）测测量结果果修正未修正结结果已修正结结果修正值——用代数方方法与未未修正结结果相加，以补补偿其系系统误差差的值修正值=负的系统统误差真值=测量结果果+修正值=测量结果果-误差二、测量量不确定定度（一）基基本概念念测量不确确定度——表征合理理地赋予予被测量之值的的分散性性，与测测量结果果相联系系的参数1．标准不不确定度度——以标准差差表示的的测量不确定度度不确定度度的A类评定——用对观测测列进行行统计分析的的方法来来评定标标准不确确定度符号：不确定度度的B类评定——用不同于于对观测测列进行统计计分析的的方法评评定标准准不确定定度符号：合成标准准不确定定度——当测量结结果是由由若干个其他量量的值求求得时，，测量结结果的标标准不确确定度，等等于这些些其他量量的方差差与协方方差适当当和的正平平方根符号：2．扩展不不确定度度用标准差差的倍数数或说明明了置信信水平的的区间的的半宽表示示的测量量不确定定度表示：（二）测测量不确确定度的的来源1．对被测测量的定定义不完完整或不不完善2．实现被被测量定定义的方方法不理理想3．取样的的代表性性不够，，即被测测量样本本不能代表所定定义的被被测量4．对不测测量过程程受环境境影响的的认识不不周全，，或对环境境条件的的测量与与控制不不完善5．对模拟拟仪器的的读数存存在人为为偏差（（偏移））6．测量仪仪器的分分辨力或或鉴别力力不够7．赋予测测量标准准和标准准物质的的值不准准8．用于数数据计算算的常量量和其他他参量不不准9．测量方方法和测测量程序序的近似似性和假假定性10．在表面面看来完完全相同同的条件件下，被被测量重重复观测值的的变化（三）测测量不确确定度的的评定1．测量模模型的建建立被测量由N个其他量确定Y的估计值y由的估计值确定2．输入估估计值测测量不确确定度的的评定（1）采用A类或B类评定（2）A类评定[例5.5--1]最佳估计值：实验标准差：L的标准不确定度：[例5.5--2]对在统计计稳定状状态下的的测量过过程（3）B类评定①已知扩展展不确定定度和包包含因子子（5.5-10）[例5.5--3]相对不确确定度②已知扩展展不确定定度和置置信水平平的正态态分布（5.5-11）置信水平平p与包含因因子的关关系[例5.5--4]校准证书书给出：：10Ω标准电组组RS在23℃时R（23℃）=（10.00074±0.00013）Ω置信水平平P=99%标准不确确定度：：u(RS)=0..13mΩ/2.58=50μΩ（3）其它几几种常见见的分布布t分布、均均匀分布布、反正正弦分布布、三角角分布、、梯形分布布对均匀分分布[例5.5--5]

手册给出：纯铜20℃时的线膨胀系数的变化范围±0.40×10-6℃-1,设在此范围为均匀分布,标准不确定度：（4）由重复复性限r和再现性性限R求不确定定度标准不确定定度：（置信水水平为95%）（置信水平为95%）3．输出估估计值标标准不确确定度的的计算（1）输入量量不相关关：（2）输入量量相关：：其中：为灵敏系数若则：若则：输入量相相互独立立/有一个可可作常量量/无相关性性迹象，可可视为Ci=04．扩展不不确定度度的评定定5．测量不不确定度度的报告告（1）用合成成标准不不确定度度表达（2）用扩展展不确定定度表达达6．测量不不确定度度的分类类和评定定流程（1）分类测量不确定度扩展不确定度U（k=2，3）Up（p为置信概率或置信水平）标准不确定度A类标准不确定度B类标准不确定度合成标准不确定度（2）测量不不确定度度评定流流程（四）测测量不确确定度实实