第五章 计量基础(中级)

（二）校准
1．校准—— 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。 2．校准的主要含义
3．校准目的 —— 确定示值误差
—— 得出标称值偏差，进行调整、修正 —— 赋值 —— 实现溯源性
第五节 测量误差和测量不确定度 一、测量误差和测量结果修正 （一）测量误差 1．测量误差（误差）—— 测量结果减去被测 量的真值 真值本质上不能确定，实际用约定真值
约定真值可以是：校准或检定的值，由更 高准确度等级的测量仪器测得的值、多次 测量结果所确定的值
误差=测量结果-真值 =（测量结果-总体均值）+（总体均值-真值） =随机误差+系统误差 2．随机误差—— 测量结果与在重复条件下，对 同一被测量进行无限多次测量所得结果的平 均值之差 3．系统误差—— 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均值与被测 量的真值之差
真值—— 与被测量定义一致的值 由于真值不能确定，实际用约定真值（常 称实际值、校准值或标准值） 对指示式仪器—— 示值误差=示值-实际值 对实物量值—— 示值误差=标称值-实际值
最大允许误差—— 对给定的测量仪器，由 规范、规程等所允许的误差极限值 （四）灵敏度—— 测量仪器响应的变化除以对 应的激励变化
2．溯源等级图（量值溯源体系表）
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（省级）
部门最高计量标准
社会公用计量标准（市级）
社会公用计量标准 （国家专业计量分站）
部门计量标准 社会公用计量标准（县级）
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）测量结果修正 未修正结果 已修正结果 修正值—— 用代数方法与未修正结果相 加，以补偿其系统误差的值 修正值=负的系统误差 真值=测量结果+修正值=测量结果-误差
二、测量不确定度
（一）基本概念
测量不确定度—— 表征合理地赋予被测 量之值的分散性，与测量结果相联系的 参数 1．标准不确定度—— 以标准差表示的测量 不确定度
2. 一致性—— 在统一计量单位的基础上，无 论在何时何地采用何种方法， 使用何种测量仪器，及由何人 测量，只要符合有关要求，其 测量结果应在给定区间内有一 致性。
3. 溯源性—— 任何测量结果或测量标准的值， 都能通过一条具有规定不确定度 的不间断的比较链，与测量基准 联系起来的特性。 4. 法制性—— 计量必需的法制保障方面的特性。
计量管理（计量保证、监督）
（二）计量的分类 ① 科学计量—— 基础性、探索性、先行性的 计量科研 ② 工程计量（工业计量）—— 工程、工业、 企业中的实用 计量
③ 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
管理的一种社会公用事业
（三）计量的特点 1. 准确性—— 测量结果与被测量真值的一致 程度。
不确定度的A类评定—— 用对观测列进行统 计分析的方法来评定标准不确定度 符号：u A
不确定度的B类评定—— 用不同于对观测列 进行统计分析的方法评定标准不确定度
电 容 电 阻 电 导 磁[通量] 磁通[量]密度，磁感应强度 电 感 摄氏温度 光通量 [光]照度 [放射性]活度 吸收剂量 剂量当量
法[拉] 欧[姆] 西[门子] 韦[伯] 特[斯拉] 亨[利] 摄氏度 流[明] 勒[克斯] 贝可[勒尔] 戈[瑞] 希[沃特]

F

1F=1C/V 1 =1V/A
校准依据—— 校准规范或校准方法，通常统一 规定，特殊情况下也可自行制定。 校准结果—— 记在校准证书（报告）中，也可 用校准因数（或曲线）表示。
（三）检定 检定—— 查明和确认测量仪器是否符合法 定要求的程序，其包括检查、加 标记和（或）出具检定证书。 检定分强制检定和非强制检定

（四）可与SI单位并用的我国法定计量单位
三、法定计量单位的基本使用方法
1. 法定单位名称 全称与简称：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）每千克开（尔文） 5kg/m2 5千克每平方米
2. 词头与符号
词头通常加在组合单位的第一个单位之前 （正：kN· m 误：N· km）
由相除构成的组合单位中，分母不用词头 （正：kJ/mol 误：J/mmol）
词头与单位应视为一体
1S
1
1S 1 1 MHz

第三节 一、概述
测量仪器
（一）测量仪器的分类 1．测量仪器（计量器具）—— 单独地或连 同辅助设备用以进行测量的器具 2．测量仪器按结构、功能特点分为： 显示式测量仪器 积分式测量仪器 测量基准 工作用测量仪器 比较式测量仪器 累积式测量仪器 测量标准

S Wb T H ℃ lm lx Bq Gy Sv
1S=1
-1
1Wb=1V·s 1T=1Wb/m2 1H=Wb/A 1℃=1K 1lm=1cd·sr 1lx=1lm/m2 1Bq=s-1 1Gy=1J/kg 1Sv=1J/kg
（三）SI单位的倍数单位 SI词头（倍数单位的词头）（常见）
因 数 109 106 103 10-1 10-2 10-3 10-6 10-9 10-12 词 头 名 称 英 文 giga mega kilo deci centi milli micro nano pico 中 文 吉[咖] 兆 千 分 厘 毫 微 纳[诺] 皮[可] 词 头 符 号 G M k d c m n p
包括SI辅助单位在内的具有专门名称的 SI导出单位
SI 导出单位 量的名称 [平面]角 立体角 频 率 力 压力，压强，应力 能[量]，功，热量 功率，辐[射能]通量 电荷[量] 电压，电动势，电位， （电势） 名称 弧度 球面度 赫[兹] 牛[顿] 帕[斯卡] 焦[耳] 瓦[特] 库[仑] 伏[特] 符号 rad sr Hz N Pa J W C V 用 SI 基本单位和 SI 导 出单位表示 1rad=1m/m=1 1sr=1m2/m2=1 1Hz=1s-1 1N=1kg·m/s2 1Pa=1N/m2 1J=1N·m 1W=1J/s 1C=1A·s 1V=1W/A
检定依据—— 计量检定规程
随着经济发展，对大量非强检测量仪器，为达 到统一量值的目的，应以校准为主。
第二节 一、概述
计量单位
计量单位（定义）：定量表示同种量的大小 而约定地定义和采用的 特定量。
计量单位制：为给定量值按给定规则确定的 一组基本单位和导出单位。 一贯单位：由比例因数为1的基本单位幂的乘 积表示的导出单位。 如：牛顿（N） kg· m/s2 焦尔（J） N· m
（五）分辨力—— 显示装置能有效辨别的最小 示值差 模拟式显示装置的分辨力：
标尺分度值的1/2
数字式显示装置的分辨力：
末位数字的一个数码
（六）稳定性和漂移 稳定性—— 测量仪器保持其计量特性随 时间恒定的能力 漂移—— 测量仪器计量特性的慢变化
三、测量仪器的选用原则 （一）技术性
二、法定计量单位的构成
1. 法定计量单位—— 由国家法律承认、具有 法定地位的计量单位。 2. 我国法定计量单位的构成—— 以国际单位制 （SI）为主体，包括国际单位制单位和国家选 定的其他计量单位。
中华人民共和国法定计量单位构成的示意图
SI 基本单位（共 7 个） 包括 SI 辅助单位在内的具有 中华人民 共和国法 定计量单 位 国际单位 SI 单位 制（SI） 的单位 SI 导出 专门名称的 SI 导出单位（共 21 单位 个） 组合形式 SI 导出单位 SI 单位的倍数单位（包括 SI 单位的十进倍数单 位和十进分数单位） ， （共 20 个） 国家选定的作为法定计量单位的非 SI 单位共 16 个。 由以上单位构成的组合形式的单位
词头 符号 用正体字体 ≤103 时，小写 一般小写 ＞103 时，大写 源于人名时，首字母大写 L 例外 单位分子为 1 ，只用负数幂（如 m-3） （注意：kg/m3 正确）
3. 词头使用规则 词头不得重叠使用 （正：nm； 误：mμm）
选用词头，一般应使量的数值处于0.1~1000 范围内 （正：0.1μF，误：100000pF）
（一）标称范围、量程和测量范围 标称范围—— 操纵器件调到特定位置时 可得到的示值范围 量程—— 标称范围的上、下限之差的绝 对值 测量范围（或工作范围）—— 误差处于规 定极限范围内的被测量的示值范围
示值范围—— 测量仪器的标尺或显示装 所能指示的范围
（二）额定操作条件、极限条件和参考条件
二、计量法律和法规 1．计量法的基本内容 计量立法宗旨
计量单位制
计量监督 计量认证 计量法律责任 调整范围 计量器具管理 计量授权
计量纠纷处理
2．计量法规体系 计量法
计量行政法规和规范性文件
规章和规范性文件
三、量值的溯源、校准和检定 （一）量值溯源体系 1．量值溯源性—— 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 标准联系起来的特性。 实现量值溯源的主要技术手段是校准和检定
第五章
计量基础（中级）
第一节
基本概念
一、计量的内容、分类和特点 （一）计量的内容 1．计量与测量
计量—— 实现单位统一、保障量值准确 可靠的活动。
测量—— 以确定量值为目的的一组操作。
2. 计量的对象与内容 （1）计量对象 物理量 工程量 心理量 化学量 生理量
（2）计量内容 计量单位与单位制 计量器具（测量仪器） 量值传递与溯源 物理常量、材料和物质特性的测定 测量不确定度、数据处理、测量理论及其方法