某省计量检定员培训课件

我国电工仪表、压力表的准确度等级 （accuracy class）就是按照引用误差进行分级 的当一。个仪表的等级s选定后，用此表测量某一被 测量时，所产生的最大绝对误差为
（公式1） xm xm s%
最大相对误差为
（公式2）
rx
xm x
xm x
s%
选定仪表后，被测量的值越接近于标 称范围（或量程）上限，测量的相对 误差越小，测量越准确
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修正
correction
对估计的系统误差的补偿
注1：补偿可取不同形式，诸如加一个修正值或乘一 个修正因子，或从修正值表或修正曲线上得到。
注2：修正值是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。修正值等于负的系统误差估 计值。
注3：修正因子是为补偿系统误差而与未修正测量结 果相乘的数字因子。
注3：随机误差等于测量误差减系统测量误差。
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粗大误差（gross error）
定义
指明显超出统计规律预期值的误差。又 简称粗差。
产生原因 某些偶尔突发性的异常因素或疏忽所致。
▪测量方法不当或错误，测量操作疏忽和失误（如未 按规程操作、读错读数或单位、记录或计算错误等）
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四、误差的分类
表示形式
误差
性质特点
绝对 误差
相对 误差
系统 误差
随机 误差
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1 按表现形式分类
绝对误差（absolute error）
定义
x x x0
被测量的真 值，常用约 定真值代替
测得值 绝对误差
特点
① 绝对误差是一个具 有确定的大小、符号 及单位的量。单位给 出了被测量的量纲， 其单位与测得值相同。
测量人 员误差
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测量设备误差
以固定形式复现标准量值的器具， 测量装置在制造过程中由于设计、制
如标准电阻、标准量块、标准砝 造、装配、检定等的不完善，以及在
码等等，他们本身体现的量值， 使用过程中，由于元器件的老化、机
不可避免地存在误差。一般要求 械部件磨损和疲劳等因素而使设备所
标准器件的误差占总误差的
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一 、计量基础知识
误差基本概念
不确定度基本概念
计量标准有关内容
数据处理基本内容
计量单位基本内容
二、计量法的有关内容
计量检定系统表
计量检定规程
强制检定，
计量检定人员的职责和违法行为
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第一部分：计量基础知识
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一、误差基本概念
计量学是关于测量的科学，计量科学是研究测 量、保证测量统一和准确的科学，它从事计量单 位及其基准、标准的建立、保存和使用，因此涉 及领域非常广泛，有长度、温度、力学等各方面， 其最突出之点就是准字，所以误差理论是计量工 作者必须很好掌握的一门知识，它可以帮助我们 分析各项数据的可靠程度，探索如何使用最经济、 最简便的手段获得可靠的测量结果。误差理论已 经成为计量科学和实验测量科学的主要理论基础 之一。
在重复测量中保持不变或按可预见方式 变化的测量误差的分量。
注1：系统测量误差的参考量值是真值，或是测量不 确定度可忽略不计的测量标准的测量值，或是约定量 值。
注2：系统测量误差及其来源可以是已知或未知的， 对于已知的系统测量误差可采用修正补偿。
注3：系统测量误差等于测量误差减随机测量误差。
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绝对误差的最大值与 该仪表的标称范围 （或量程）上限xm之 比
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仪表准确度等级选择原则
① 不应单纯追求测量仪表准确度越高越好，而应根
据被测量的大小，兼顾仪表的级别和标称范围（或量
程）上限合理进行选择。
② 选择被测量的值应大于均匀刻度测量仪表量程上
限的三分之二，即
x
2 3
xm
测量的最大相对误差不超过
真值（true value） 是指一个特定的物理量 在一定条件下所定义的 客观量值，又称为理论 值或定义值。理论真值 一般只存在于纯理论之 中。
三角形内角之 和恒为180º
一个整圆周角 为360º
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1001-2011通用计量术语及定义
测量误差（measuement error) 测得的量值减去参考量值
测量人员的工作责任心、技术熟练 程度、生理感官与心理因素、测量习 惯等的不同而引起的误差。
为了减小测量人员误差，就要求测 量人员要认真了解测量仪器的特性和 测量原理，熟练掌握计量规程，精心 进行测量操作，并正确处理测量结果。
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三、测量误差的定义
测量误差（error of measurement） 测量误差 ＝ 测得值 － 真值
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引用误差
测量仪器或测量系统的误差除以仪器的 特定值。
注：该特定值一般称为引用值，例如，可以是测量仪 器的量程或标称范围的上限。
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准确度等级：
在规定工作条件下，符合规定的计量要 求，使测量误差或仪器不确定度保持在 规定极限内的测量仪器或测量系统的等 别或级别。
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电工仪表、压力表的准确度等级
5
.
科学从测量开始，对自然界所发生的量变现 象的研究，需要借助于各式各样的的实验与 测量来完成。
例如：用一只尺子去测量门的高度是 211.3cm，如果用一个更好的钢卷尺去测量 高度，就会得到更精密的结果，用一台激光 干涉仪去测量，会得到差异更小的结果，但 仍然不能知道门口的准确高度。因为当需要 更准确的高度测量时，在测量过程中，温度、 湿度在变化，薄薄的灰尘也有影响。
参考值可以是被测量的真值,也可以是约定量 值
注：测量误差不应与出现的错误或过失相混 淆。
measurement error
error of measurement
error
measured quantity value minus a reference
quantity value
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约定真值(conventional true value）
0.5%
1.5%
当用1.0级、量程为100伏的电表测量时，有
r2
xm2 x
s2 %
150 100
1.0%
1.5%
可见，如果量程选择适当，用1.0级电压表进行测量与用0.5级
一样准确。考虑到仪表等级越高，成本越高，故应选择1.0级电
压表进行测量。 28
2 按性质分类
系统误差（systematic error）
简称约定值（ conventional value ）
对于给定目的，由协议赋予某量的量值。 例： 1 标准自由落体加速度（以前称标准重力加速度）
注1：有时将术语“约定真值”用于此概念，但不提 倡这种用法。 注2：有时约定量值是真值的一个估计值。 注3：约定量值通常被认为具有适当小（可能为零） 的测量不确定度。
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随机误差的性质
随机误差的大小、方向均随机不定，不可预见， 不可修正。
虽然一次测量的随机误差没有规律，不可预定， 也不能用实验的方法加以消除。但是，经过大量 的重复测量可以发现，它是遵循某种统计规律的。 因此，可以用概率统计的方法处理含有随机误差 的数据，对随机误差的总体大小及分布做出估计， 并采取适当措施减小随机误差对测量结果的影响。
误差是针对真值而言的，真值一般都是
指约定真值。 15
量的真值 true quantity value 简称真值 true value
与量的定义一致的量值。
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约定量值 conventional quantity value 又称量的约定值（ conventional value of a quantity )
是指对于给定用途具有适当不确定度的、赋 予特定量的值。这个术语在计量学中常用。
亦称
指定值、最佳 估计值、约定 值或参考值
由国家建立的实物标准 （或基准）所指定的千 克副原器质量的约定真 值为1kg，其复现的不确 定度为0.008mg。
当今保存在国 际计量局的铂 铱合金千克原 器的最小不确 定度为 0.004mg
随机误差的减小
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随机测量误差（简称随机误差） random measurement error
在重复测量中按不可预见方式变化的测 量误差的分量。
注1：随机测量误差的参考量值是对同一被测量由无 穷多次重复测量得到的平均值。
注2：一组重复测量的随机测量误差形成一种分布， 该分布可用期望和方差描述，其期望通常可假设为零。
注4：由于系统误差不能完全知道，因此这种补偿并 不完全。
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相对误差
相对误差（relative error）
x
定义
r x0
绝对误差
被测量的真值，常用约定 真值代替，也可以近似用
x 测量值 来代替 x0
相对误差
特点
①相对误差只有 ② 相对误差 大小和符号，而 常用来衡量 无量纲，一般用 测量的相对 百分数来表示。 准确程度。
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误差公理：测量结果都具有误差，误差 自始至终存在于一切科学实验和测量的 过程之中。
一个没有标明误差的测量结果，几乎是 没有用的数据
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二、误差的来源
为了减小测量误差，提高测量准确度，就必须了解误差 来源。而误差来源是多方面的，在测量过程中，几乎所有 因素都将引入测量误差。
主要来源
测量设 测量方 测量环 备误差 法误差 境误差
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测量环境误差
指各种环境因素与要求条件不一致而 造成的误差。
▪对于电子测量，环境误差主要来源于环境 温度、电源电压和电磁干扰等 ▪激光光波比长测量中，空气的温度、湿度、 尘埃、大气压力等会影响到空气折射率， 因而影响激光波长，产生测量误差。高精 度的准直测量中，气流、振动也有一定的 影响
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测量人员误差
定义
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。
特征
在相同条件下，多次测量同一量值时，该 误差的绝对值和符号保持不变。
相同测量程序 、相同观测者、使用相同的测量仪器、相
同地点、在短时间内进行的重复测量。
系统误差产生的原因：
系统误差的减小：
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系统测量误差（简称系统误差）
产生的误差。
1/3～1/10。
测量仪器所
带附件和附
标准器误差
装置误差 附件误差 属工具所带
来的误差。
设计测量装置 时，由于采用 近似原理所带 来的工作原理
误差
组成设备的 主要零部件 的制造误差 与设备的装 配误差
设备出厂 时校准与 定度所带 来的误差
读数分辨 数字式仪 元器件老化、
力有限而 器所特有 磨损、疲劳
rx
xm
2 3
xm
s%
1.5s%
即测量误差不会 超过测量仪表引 用误差的的1.5倍。
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【例1- 】
某被测电压为100伏左右，现有0.5级、量程为300伏和1.0
级、量程为150伏两块电压表，问选用哪一块合适？【解 由公式2，当用0源自5级、量程为300伏的电压表测量时，
有
r1
xm1 x
s1 %
300 100
随机误差（random error）
定义 特征
测量结果与在重复性条件下，对同一被 测量进行无限多次测量结果的平均值之 差。
在相同测量条件下，多次测量同一量 值时，绝对值和符号以不可预定方式 变化的误差。
产生原因 实验条件的偶然性微小变化，如温 度波动、噪声干扰、电磁场微变、 电源电压的随机起伏、地面振动等。
标准 器及配套设备
标准的 主要计量特性
人员
测量能力的确认
环境条
件及设施
文件集
1
计量检定员考核内容： 一是计量理论知识：
1) 计量基础及法律知识 2) 计量专业项目知识(相应计量标准的工作原 理和使用维护，相应的国家计量检定系统，计 量检定规程或计量技术规范) 二是计量检定实际操作技能： 相应计量器具全过程检定操作；检定结果处理； 出具检定证书、标注检定印等。
造成的读 的量化误 所造成的误
数误差 差
差
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测量方法误差
指使用的测量方法不完善，或采用近似 的计算公式等原因所引起的误差 ，又称 为理论误差
▪如用均值电压表测量交流电压时，其读数是 按照正弦波的有效值进行刻度，由于计算公式 KFU U / 2 2 中出现无理数 和 2，故 取近似公式 1.11U ，由此产生的误差即为理 论误差。
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引用误差（fiducial error of a measuring instrument）
定义
rm
xm xm
仪器某标称范围（或量程） 内的最大绝对误差
该标称范围（或量程）上限
引用误差
引用误差是一种相对误差，而且该相对误差是引 用了特定值，即标称范围上限（或量程）得到的， 故该误差又称为引用相对误差。
② 绝对误差 不能完全说 明测量的准 确度。
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修正值
修正值(correction) 与误差绝对值相等、符号相反 的值，一般用c表示。
c x x0 x
在测量仪器中，修正值常以表格、曲线或公 式的形式给出。
在自动测量仪器中，可将修正值编成程序存储 在仪器中，仪器输出的是经过修正的测量结果。 修正结果（correction result）是将测得值加上 修正值后的测量结果，这样可提高测量准确度。