计量基础知识培训教材(最新)
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——比较测量:将一个被测量与测量标准的同种量相比较而进行的测量。 如:测量工作用玻璃液体温度计的温度值 。 ——接触测量:与被测物体直接接触的测量。 如:用接触式干涉仪通过比对测量量块的中心长度。 ——绝对测量:通过对一些基本量的直接测量确定被测量值的测量,或者通过能表达物理或化学理论的物理常数和精确的数学公式,间接地同基本单位建立关系确定被测量值的测量 注:绝对测量有时又称为定义测量。如y=kx
需知:随机误差和系统误差是两个性质不同的量,随机误差用标准偏差表示,系统误差用可能产生的最大误差表示。
——偏差:某值与参考值之差值。 偏差=修正值=-误差 —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。 —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。 ——粗大误差:明显超出统计规律预期值的误差。(即异常因素引起的误差) 原因:错误读数、测量器具使用不当、环境突然干扰等(不包含仪器重复性本身影响)。
三、计量学专业划分发展情况
计量专业划为十大类。分别为: ——几何量计量 ——热学计量 ——力学计量 ——电磁学计量 ——无线电电子学计量 ——化学计量 ——时间频率计量 ——电离辐射计量 ——光学计量 ——声学计量
——现场测量:在研制、生产或使用的实际场地中对被测对象直接进行的测量。 ——在线测量:对在生产线上或位于主机原位中的被测对象进行的测量。 注:又称联机测量或原位测量。
二、有关误差的术语
——(测量)误差:测量结果与被测量的真值之差 1、(测量)误差=随机误差+系统误差 2、绝对误差=测量结果 -真值 (按约定真值) 3、相对误差=绝对误差/真值 如:三只0.1级电阻串联,合成电阻最大相对误差±0.1%。 4、误差分析中,考虑误差来源要求不遗漏、不重复、不混入不应有的成分。 5、给出某点的误差不应带正负号,不是一个区间。MPE为最大允许误差带“±”号。
#计量学约定真值:1m等于光在真空中走1/29 979 245 s所通过的距离。再如质量单位千克、时间单位1秒等都有约定量值。 #计量标准器相对真值:高一级标准为次级标准误差的1/3~1/10时,可认为前者是后者的相对真值。
三、掌握以下与测量器具特性有关的术语
——测量仪器(计量器具):单独的或连同辅助设备一起用以进行测量的器具 ——测量设备:测量仪器、测量标准、参考物质、辅助设备以及进行测量所必需的资料的总称。 ——实物量具:在使用时具有固定形态,用来复现或提供给定量的一个或多个已知值的测量器具。
——真值:指与给定的特定量的定义一致的量值。它通过完善的测量才能达到。真值按本性是不确定的,真值通常不能获得,常用约定真值代替。在不确定度评定中,常称“被测量之值”为“真值”。 真值通常是未知的,但下列三种情况除外: #理论真值:三角形内角和恒为180۫;理想电感和电容,电流与电压相位差恒为90۫;同一量减同一量为零;同一量自身比为1。
——准确度等级:符合一定的计量学要求,并使其误差保持在规定极限范围内的测量器具的等级。 ——测量仪器的准确度:测量仪器给出的接近于真值的响应能力。是定性的概念。可用准确度等级或测量仪器的示值误差定量表示。 1、所谓定性,可以说:准确度高低、准确度为1级、3等。 2、尽量不要定量表示:如准确度为0.25%,0.5mm,±0.5mm均不妥。 3、不少说明书上的准确度实际上指最大允许误差。 4、尽量不要用“仪器的测量不确定度”这种说法,只有测量结果才有不确定度。
——引用误差(仅对测量仪器而言)=测量仪器示值的绝对误差/仪器的特定值 注:1、该特定值一般为引用值。例如,可以是测量仪器的量程或标称范围的上限。 2、引用误差一般用在连续分度的仪器中。即仪表的准确度等级是依据引用误差 划分的。比如:指针式电压表、电流表、压力表等。 用电工仪表举例:0.1级的电工仪表,表示其引用误差不大于±0.1%,不能认为在每一个刻度点上的相对误差都小于±0.1%。
计量与测量的关系
计量理论、管理 与科研工作等
测量
计量
与计量无 关的测量
量值传递与溯源
二、计量的内容
概括地说,包含计量理论、计量技术和计量管理。 主要体现在下列几个方面: 1、计量单位和单位制; 2、计量器具; 注:测量器具按用途分为测量标准器具及工作计量器具。 3、量值传递、溯源、检定与校准; 4、物理常数及材料与物质特性的测定; 5、测量误差、测量不确定度、数据处理及计量人员专业技能; 6、计量管理。
5. 系统误差的来源: 1)测量仪器的误差 测量仪器的误差取决于测量仪器的制造水平。测量仪器的[示值]误差:测量仪器的示值与对应输入量的真值之差。 2)环境误差 环境因素产生的误差。 3)人员误差 人的心理和生理因素产生的误差。 4)方法误差 由于测量方法、计算方法不完善产生的误差.
3、有时为了区别相对误差和引用误差,表示引用误差时,在“%”后加“FS”。 4、对于用引用误差确定准确度级别的测量仪器,在使用时应加以注意,一般应在标尺的2/3~上限之间使用,以保证测量的准确。
——随机误差:测量结果与在重复性条件下,对一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差。 注:1、可通过增加测量次数的方法加以限制和减小。 服从统计规律。 2、随机误差等于误差减去系统误差。因为测量只能进行有限次数,故可能确定的只是随机误差的估计值。 3、 特点:单峰性、有界性、对称性、补偿性
第二讲 有关计量的术语
一、有关测量方法的术语
测量的分类 按测量方法分:直接测量和间接测量 按测量状态分:静态测量和动态测量 按操作方式分:手动测量和自动测量 按测量场所分:现场测量、在线测量、远距离测量 按测量器具是否接触测量对象分:接触测量、非接触测量
——直接测量法:不必测量与被测量有函数关系的其他量,而能直接得到被测量值的测量方法。 例: 用量筒测量液体体积; ——间接测量法:通过测量与被测量有函数关系的其他量,而得到被测量值的测量方法。 例:通过测量长度确定矩形面积;通过测量导体的电阻、长度和截面积确定电导率。
——测量器具的示值误差:测量器具的示值与对应输入量的真值之差值。 备注:同型号的不同仪器,示值误差一般不同。仪器的示值误差必须通过检定/校准得到。已知仪器的示值误差,可对测量结果进行修正。修正后的测量结果的不确定度与示值误差的测量不确定度有关(上级给出)。 ——测量器具的最大允许误差:技术规范、规程中规定的测量器具的允许误差极限值。
——(测量结果的)重复性:在相同的测量条件下,对同一被测量连续进行多次测量所得结果之间的一致性。 备注:重复性条件:相同的程序、观测者、相同地点、条件下使用相同测量器具短期内重复测量。 (测量结果的)复现性和重复性均可用测量结果的分散性定量地表示。
五、首次检定、后续检定、周期检定、使用中检验概念
备注: 测量器具的最大允许误差不是通过检定/校准得到的,它是制造厂对该型号仪器所规定的示值误差的允许范围,而不是一台仪器实际存在的误差,故不能做修正值使用。 测量器具的最大允许误差不是测量不确定度,它给出了仪器的示值误差区间,可作为评定测量不确定度的依据(半宽a)。当直接采用仪器的示值作为测量结果时,由测量仪器引入的不确定度分量可根据该型号仪器的最大允许误差按B类评定方法得到。
——首次检定:对未曾检定过的新计量器具进行的一种检定。 ——后续检定:计量器具首次检定后的任何一种检定。包括:强制性周期检定、修理后检定、周期检定有效期内进行的检定,不论它是由用户提出请求或由于某种理由,在有效期内封印不再有效。
——周期检定:按时间间隔和规定程序,对计量器具进行的一种后续检定。 ——使用中检验:为查明计量器具的检定标记或检定证书是否有效、保护标记是否损坏、检定后计量器具是否遭到明显改动,以及其误差是否超过使用中最大允许误差所进行的一种检查。 目的:1、检查测量器具的检定标记或检定证书是否有效。 2、保护标记是否损坏。
——标称范围:测量仪器的操纵器件调到特定位置时可得到的示值范围。通常用上下限表明。 ——量程:标称范围两极限差的模。有些知识领域,最大值和最小值之差称为范围。 ——测量(工作)范围:测量仪器的误差处在规定极限内的一组被测量值。 ——示值:由测量仪器所提供的量值。
——(测量器具的)重复性:在相同的测量条件下,测量器具对重复使用相同的被测量提供相近的示值的能力。 备注:重复性条件:相同的测量程序、观测者、相同地点、条件下使用相同测量器具短期内重复测量。 ——测量器具的稳定性:测量器具保持其计量特性持续恒定的能力。 备注:一般针对事件而言。又称为稳定度。
四、与测量结果有关的术语
——测量结果:由测量所得的赋予被测量的值。测量结果是被测量的最佳估计值,不是真值。在不确定度评定中,常称“被测量之值”为“真值”。 ——(测量结果的)复现性(再现性):在变化的测量条件下,同一被测量测量结果之间的一致性。 备注:变化的测量条件包括测量原理、方法、测量器具、参照标准、观测者、地点、时间、使用条件等。
计量基础知识培训教材
第一讲 计量技术概述 第二讲 计量有关术语 第三讲 我国的法定计量单位 第四讲 数字位数与数据修约 第五 计量管理知识
第一讲 计量技术概述
一、计量、计量学、测量的概念
计量:实现单位统一、量值准确可靠的活动。 计量的被测对象主要是测量仪器和测量标准。 不特指某个操作。 计量的本质特征是测量。是一种特殊测量。 计量学:关于测量的科学。 测量:以确定量值为目的的一组操作。
——系统误差 :对同一量进行多次测量过程中,对每个测得值的误差保持恒定或以可预知方式变化的测量误差。 注:1.在重复性条件下,对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。 2.如真值一样,系统误差及其原因不能完全获知; 3.对测量仪器而言,其系统误差也称为测量仪器的偏移。 4.系统误差与测量次数无关,不可通过增加测量次数的方法 使其消除和减小。
3、检定后的测量器具是否遭到明显改动。 4、误差是否超过使用中最大允许误差。 实施人员:具体操作人员或计量人员实施。 实施时机:测量器具在有效期内发生事故或 其他原因使检定状态明显变化。 检验方法:对已知准确度的试样重新测量,两次之差小于仪器允许误差值。
——非接触测量:不与被测物体接触而测出该物体特性的测量。 如:用红外测温仪测量物体表面温度。 ——静态测量:被测量的值在测量期间被认为是恒定的测量。 注:这里所说的“静态”是指在测量期间被测量值不随时间变化,而不是指测量方法。如:在恒定的状态下,测量一个砝码的质量。 ——动态测量:为确定被测量的瞬时值或被测量的值在测量期间随时间(或其他影响量)变化所进行的测量。
需知:随机误差和系统误差是两个性质不同的量,随机误差用标准偏差表示,系统误差用可能产生的最大误差表示。
——偏差:某值与参考值之差值。 偏差=修正值=-误差 —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。 —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。 ——粗大误差:明显超出统计规律预期值的误差。(即异常因素引起的误差) 原因:错误读数、测量器具使用不当、环境突然干扰等(不包含仪器重复性本身影响)。
三、计量学专业划分发展情况
计量专业划为十大类。分别为: ——几何量计量 ——热学计量 ——力学计量 ——电磁学计量 ——无线电电子学计量 ——化学计量 ——时间频率计量 ——电离辐射计量 ——光学计量 ——声学计量
——现场测量:在研制、生产或使用的实际场地中对被测对象直接进行的测量。 ——在线测量:对在生产线上或位于主机原位中的被测对象进行的测量。 注:又称联机测量或原位测量。
二、有关误差的术语
——(测量)误差:测量结果与被测量的真值之差 1、(测量)误差=随机误差+系统误差 2、绝对误差=测量结果 -真值 (按约定真值) 3、相对误差=绝对误差/真值 如:三只0.1级电阻串联,合成电阻最大相对误差±0.1%。 4、误差分析中,考虑误差来源要求不遗漏、不重复、不混入不应有的成分。 5、给出某点的误差不应带正负号,不是一个区间。MPE为最大允许误差带“±”号。
#计量学约定真值:1m等于光在真空中走1/29 979 245 s所通过的距离。再如质量单位千克、时间单位1秒等都有约定量值。 #计量标准器相对真值:高一级标准为次级标准误差的1/3~1/10时,可认为前者是后者的相对真值。
三、掌握以下与测量器具特性有关的术语
——测量仪器(计量器具):单独的或连同辅助设备一起用以进行测量的器具 ——测量设备:测量仪器、测量标准、参考物质、辅助设备以及进行测量所必需的资料的总称。 ——实物量具:在使用时具有固定形态,用来复现或提供给定量的一个或多个已知值的测量器具。
——真值:指与给定的特定量的定义一致的量值。它通过完善的测量才能达到。真值按本性是不确定的,真值通常不能获得,常用约定真值代替。在不确定度评定中,常称“被测量之值”为“真值”。 真值通常是未知的,但下列三种情况除外: #理论真值:三角形内角和恒为180۫;理想电感和电容,电流与电压相位差恒为90۫;同一量减同一量为零;同一量自身比为1。
——准确度等级:符合一定的计量学要求,并使其误差保持在规定极限范围内的测量器具的等级。 ——测量仪器的准确度:测量仪器给出的接近于真值的响应能力。是定性的概念。可用准确度等级或测量仪器的示值误差定量表示。 1、所谓定性,可以说:准确度高低、准确度为1级、3等。 2、尽量不要定量表示:如准确度为0.25%,0.5mm,±0.5mm均不妥。 3、不少说明书上的准确度实际上指最大允许误差。 4、尽量不要用“仪器的测量不确定度”这种说法,只有测量结果才有不确定度。
——引用误差(仅对测量仪器而言)=测量仪器示值的绝对误差/仪器的特定值 注:1、该特定值一般为引用值。例如,可以是测量仪器的量程或标称范围的上限。 2、引用误差一般用在连续分度的仪器中。即仪表的准确度等级是依据引用误差 划分的。比如:指针式电压表、电流表、压力表等。 用电工仪表举例:0.1级的电工仪表,表示其引用误差不大于±0.1%,不能认为在每一个刻度点上的相对误差都小于±0.1%。
计量与测量的关系
计量理论、管理 与科研工作等
测量
计量
与计量无 关的测量
量值传递与溯源
二、计量的内容
概括地说,包含计量理论、计量技术和计量管理。 主要体现在下列几个方面: 1、计量单位和单位制; 2、计量器具; 注:测量器具按用途分为测量标准器具及工作计量器具。 3、量值传递、溯源、检定与校准; 4、物理常数及材料与物质特性的测定; 5、测量误差、测量不确定度、数据处理及计量人员专业技能; 6、计量管理。
5. 系统误差的来源: 1)测量仪器的误差 测量仪器的误差取决于测量仪器的制造水平。测量仪器的[示值]误差:测量仪器的示值与对应输入量的真值之差。 2)环境误差 环境因素产生的误差。 3)人员误差 人的心理和生理因素产生的误差。 4)方法误差 由于测量方法、计算方法不完善产生的误差.
3、有时为了区别相对误差和引用误差,表示引用误差时,在“%”后加“FS”。 4、对于用引用误差确定准确度级别的测量仪器,在使用时应加以注意,一般应在标尺的2/3~上限之间使用,以保证测量的准确。
——随机误差:测量结果与在重复性条件下,对一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差。 注:1、可通过增加测量次数的方法加以限制和减小。 服从统计规律。 2、随机误差等于误差减去系统误差。因为测量只能进行有限次数,故可能确定的只是随机误差的估计值。 3、 特点:单峰性、有界性、对称性、补偿性
第二讲 有关计量的术语
一、有关测量方法的术语
测量的分类 按测量方法分:直接测量和间接测量 按测量状态分:静态测量和动态测量 按操作方式分:手动测量和自动测量 按测量场所分:现场测量、在线测量、远距离测量 按测量器具是否接触测量对象分:接触测量、非接触测量
——直接测量法:不必测量与被测量有函数关系的其他量,而能直接得到被测量值的测量方法。 例: 用量筒测量液体体积; ——间接测量法:通过测量与被测量有函数关系的其他量,而得到被测量值的测量方法。 例:通过测量长度确定矩形面积;通过测量导体的电阻、长度和截面积确定电导率。
——测量器具的示值误差:测量器具的示值与对应输入量的真值之差值。 备注:同型号的不同仪器,示值误差一般不同。仪器的示值误差必须通过检定/校准得到。已知仪器的示值误差,可对测量结果进行修正。修正后的测量结果的不确定度与示值误差的测量不确定度有关(上级给出)。 ——测量器具的最大允许误差:技术规范、规程中规定的测量器具的允许误差极限值。
——(测量结果的)重复性:在相同的测量条件下,对同一被测量连续进行多次测量所得结果之间的一致性。 备注:重复性条件:相同的程序、观测者、相同地点、条件下使用相同测量器具短期内重复测量。 (测量结果的)复现性和重复性均可用测量结果的分散性定量地表示。
五、首次检定、后续检定、周期检定、使用中检验概念
备注: 测量器具的最大允许误差不是通过检定/校准得到的,它是制造厂对该型号仪器所规定的示值误差的允许范围,而不是一台仪器实际存在的误差,故不能做修正值使用。 测量器具的最大允许误差不是测量不确定度,它给出了仪器的示值误差区间,可作为评定测量不确定度的依据(半宽a)。当直接采用仪器的示值作为测量结果时,由测量仪器引入的不确定度分量可根据该型号仪器的最大允许误差按B类评定方法得到。
——首次检定:对未曾检定过的新计量器具进行的一种检定。 ——后续检定:计量器具首次检定后的任何一种检定。包括:强制性周期检定、修理后检定、周期检定有效期内进行的检定,不论它是由用户提出请求或由于某种理由,在有效期内封印不再有效。
——周期检定:按时间间隔和规定程序,对计量器具进行的一种后续检定。 ——使用中检验:为查明计量器具的检定标记或检定证书是否有效、保护标记是否损坏、检定后计量器具是否遭到明显改动,以及其误差是否超过使用中最大允许误差所进行的一种检查。 目的:1、检查测量器具的检定标记或检定证书是否有效。 2、保护标记是否损坏。
——标称范围:测量仪器的操纵器件调到特定位置时可得到的示值范围。通常用上下限表明。 ——量程:标称范围两极限差的模。有些知识领域,最大值和最小值之差称为范围。 ——测量(工作)范围:测量仪器的误差处在规定极限内的一组被测量值。 ——示值:由测量仪器所提供的量值。
——(测量器具的)重复性:在相同的测量条件下,测量器具对重复使用相同的被测量提供相近的示值的能力。 备注:重复性条件:相同的测量程序、观测者、相同地点、条件下使用相同测量器具短期内重复测量。 ——测量器具的稳定性:测量器具保持其计量特性持续恒定的能力。 备注:一般针对事件而言。又称为稳定度。
四、与测量结果有关的术语
——测量结果:由测量所得的赋予被测量的值。测量结果是被测量的最佳估计值,不是真值。在不确定度评定中,常称“被测量之值”为“真值”。 ——(测量结果的)复现性(再现性):在变化的测量条件下,同一被测量测量结果之间的一致性。 备注:变化的测量条件包括测量原理、方法、测量器具、参照标准、观测者、地点、时间、使用条件等。
计量基础知识培训教材
第一讲 计量技术概述 第二讲 计量有关术语 第三讲 我国的法定计量单位 第四讲 数字位数与数据修约 第五 计量管理知识
第一讲 计量技术概述
一、计量、计量学、测量的概念
计量:实现单位统一、量值准确可靠的活动。 计量的被测对象主要是测量仪器和测量标准。 不特指某个操作。 计量的本质特征是测量。是一种特殊测量。 计量学:关于测量的科学。 测量:以确定量值为目的的一组操作。
——系统误差 :对同一量进行多次测量过程中,对每个测得值的误差保持恒定或以可预知方式变化的测量误差。 注:1.在重复性条件下,对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。 2.如真值一样,系统误差及其原因不能完全获知; 3.对测量仪器而言,其系统误差也称为测量仪器的偏移。 4.系统误差与测量次数无关,不可通过增加测量次数的方法 使其消除和减小。
3、检定后的测量器具是否遭到明显改动。 4、误差是否超过使用中最大允许误差。 实施人员:具体操作人员或计量人员实施。 实施时机:测量器具在有效期内发生事故或 其他原因使检定状态明显变化。 检验方法:对已知准确度的试样重新测量,两次之差小于仪器允许误差值。
——非接触测量:不与被测物体接触而测出该物体特性的测量。 如:用红外测温仪测量物体表面温度。 ——静态测量:被测量的值在测量期间被认为是恒定的测量。 注:这里所说的“静态”是指在测量期间被测量值不随时间变化,而不是指测量方法。如:在恒定的状态下,测量一个砝码的质量。 ——动态测量:为确定被测量的瞬时值或被测量的值在测量期间随时间(或其他影响量)变化所进行的测量。