计量学基础——量值的传递与溯源

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第二节 量值传递和溯源的方式
二、 发布有证标准物质(CRM)进行传递
1、用有证标准物质进行传递的特点 标准物质又称“参考物质”,是一种或多
种足够均匀和很好地确定了性质的、用以校准 测量装置(计量器具)、评价测量方法或给材 料赋值的一种材料或物质。
标准物质必须由国家计量部门或由它授权 的单位进行制造,并附有合格证书才有效。
下一 级计 量机 构实 验室
计量标准 检定方法 操作人员 环境条件
数据反馈
MAP是“闭环” 的,有数据反馈, 而传统量值传递 方式是“开环” 的,无数据反馈。
检定或测量
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第三节 计量检定
一、 检定在计量工作中的地位
计量检定(简称检定)的目的在于查明和确 认计量器具是否符合法定要求的程序,它包括 检查、加标记和(或)出具检定证书。
行考核
这种计量标准专门用于核查本 实验室的检计测量标准。
稳定 将标准寄出
传递标准
传递标准--在计量标准相
重新校准
不稳定
互比较中用作媒介的计量标准。
具体说是指一个或一组计量性
将传递标准寄回NBS
能稳定的、特制的、可携带
(或运输)的计量标准。
MAP实施18 的方框图
第一,NBS将传递标准在计量基准上进行校准,并考察传递标准的长期稳定性,当确 认传递标准稳定可靠时才能使用; 第二,NBS只将该传递标准、测量条件和方法寄给参加实验室,而该传递标准的校准 结果则不寄出; 第三,参加实验室收到传递标准后,作为“未知标准”,在本单位的计量标准上进行 校准; 第四,用该室内部的核查标准,对本单位的计量标准进行周期性的反复核查; 第五,参加实验室将传递标准以及上述的校准与核查的数据均寄到NBS; 第六,NBS收到传递标准后,再进行复校,得出数据。如能证明传递标准稳定性符合 要求,则有效; 第七,在有效的前提下,NBS对全部数据用电子计算机进行分析处理,写出检测报告; 最后,将检测报告寄到参加实验室,该室根据报告,决定本单位的计量标准是否需要 修正,NBS对此负责技术指导和咨询。
+0.5%
示值误差
0 -0.5%
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
分度示值
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第三节 计量检定
三、 检定的步骤、记录及对检定人员的要求
2、检定记录 1)计量器具的名称、型号、额定特性和参数。 2)检定条件,包括检定室或介质的温度。 3)检定Hale Waihona Puke Baidu所用的计量标准的名称、型号及编号。 4)检定时间(年、月、日)。
《计量学基础》教学课件
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第五章 量值的传递与溯源
量值传递与溯源是计量工作的最主要任务之一,是 保证量值准确一致的重要手段,它为工农业生产、国防 建设、科学实验、国内外贸易、环境保护以及人民生活 等各个领域提供了计量保证。
量值传递体系大体上由3部分构成:从能复现量值的 国家基准开始,通过各级(省、市、县、区)计量标准 器具逐级传递,最后传递给工作器具。为解决量值传递 体系的问题,就必须建立量值溯源体系。
器具
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第三节 计量检定
二、 检定方法
整体检定法的优点是:简便、可靠,并能求 得修正值。
整体检定法的缺点是:当受检计量器具不合 格时,难以确定误差由计量器具的哪一部分或 哪几部分所引起的。
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第三节 计量检定
二、 检定方法
2、单元检定法 步骤如下: 1)分析影响受检计量器具准确度的各项因素 2)分别测量各项因素造成的误差 3)列出各分项误差对总误差的关系式 4)综合总误差或总不确定度,判断是否合格
四、 检定的分类
1、按计量器具的管理形式分类 可分为强制检定和非强制检定
2、按检定性质分类 1)首次检定 2)后续检定 3)临时检定 4)监督检定 5)仲裁检定
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第三节 计量检定
四、 检定的分类
我国计量法规定了下列六类计量器具必须执行国 家强制检定。
1)社会公用计量标准; 2)部门和企业、事业单位使用的最高计量标准; 3)用于贸易结算的工作计量器具;
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第一节 概述
一、 量值传递与溯源的概念
量值传递:是将国家计量基准所复现的计量单 位量值,通过检定(或其它传递)方式传递给下一 等级的计量标准,并依次逐级传递到工作计量器 具,以保证被测量的量值准确一致。
量值准确一致的前提:测量结果必须具有溯源 性,具有溯源性的被测量的量值必须具有能与国家 计量基准或国际计量基准相联系的特性。
标准
各州 政府 卷尺
标准
海岸 及大 地计 量标

产品 卷尺
API量规
角度标准 其他长度标准
钻机螺纹 电缆联接螺纹
管线管螺纹 套管螺纹
抽油杆螺纹 等
角度块规 多面棱体
刻度盘 同步感应
器 光楔

螺纹 球
光面塞规 光面环规 圆度标准 齿轮齿形
平晶 等
用户
美国国家长度计量系统图
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第二节 量值传递和溯源的方式
1、科学基础:计量学理论、计量单位制等; 2、技术基础:计量器具的检定体系等; 3、法律基础:计量法及有关法规体系等;
4、组织基础:国家计量部门及其计量研究 机构等。
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第一节 概述
四、 量值传递及溯源体系
国家计量基准 计量标准
工作计量器具
(a)
(b)
量值传递或溯源体系的形式 : (a)三角形 (b)树枝形
二、 发布有证标准物质(CRM)进行传递
2、用CRM进行传递的一般环节 第五环节为“二级CRM”,它是用来研究
和评价现场方法及用于一般计量器具的校准 。
第六环节为“现场方法”,即大量应用于 工厂、矿山、实验室和监测单位的各种测量 方法。
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CR M 量 值 传 递 示 意 图
第二节 量值传递和溯源的方式
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第二节 量值传递和溯源的方式
四、 用计量保证方案(MAP)进行传递或溯
源 2、 MAP与传统的量值传递方式的比较
传统量值传递方式
MAP
检定或测量
NBS
将计量标准送 NBS进行检定
下一 级计 量机 构实 验室
计量标准 检定方法 操作人员 环境条件
NBS
由NBS将不附 证书的传递标 准寄给下一级
计量机构
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第二节 量值传递和溯源的方式
二、 发布有证标准物质(CRM)进行传递
2、用CRM进行传递的一般环节 第一环节为“基本单位”,它说明CRM均
可溯源到国家计量基准。 第二环节为“公认的定义测量法”,也称
“权威性方法”,它是指有正确的理论基础, 量值可直接由基本单位计算,方法的系统误 差可以基本上消除。
NBS
参加MAP的实验室
将核查的和校准的数据均寄到NBS
数据分析 处理
检测报告
将检测报告 核查标准
寄到参加
核查的 数据
的实验室
核查反标复检 准测--也是一种计
+ 量标本准单,位的它要求随机误差小、
长期计稳量定标准性好,并经久耐用。
将传递标准(一 个或一组)在 NBS的计量基 准上进行校准
对传 递标准的 稳定性进
随着卫星技术的发展,出现了利用卫星发 播标准时间频率信号的方式。卫星电视发播 标准时间频率信号原理图如下页所示。
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第二节 量值传递和溯源的方式
同步卫星
地面站 (二)
地面站 (一)
电视台 (二)
微波站
电视 中心
地面站
电视台 (一)
TV
校频仪 标准时间 频率源
时间频率 计量器具
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第二节 量值传递和溯源的方式
1、检定必须执行计量检定规程。 2、计量器具的准确度等级、最大允许误差 、测量不确定度都应当在规定的正常工作条件 下来判定。
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第三节 计量检定
一、 检定在计量工作中的地位
3、计量器具的稳定性,是指在规定工作条 件下计量器具保持其计量特性恒定的能力。
4、受检的计量器具应当由哪一等级的计量 标准对它进行检定,可以从该计量器具的检定 系统中查出。
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第三节 计量检定
三、 检定的步骤、记录及对检定人员的要求
2、检定记录 5)检定过程中所进行的每一次独立测量的结果。 6)对记录进行分析,并做出是否合格的结论。 7)有效期。 8)检定员及核验员签字。
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第三节 计量检定
三、 检定的步骤、记录及对检定人员的要求
3、对检定人员的要求 1)热爱计量事业,有良好的职业道德,有强烈的责 任感; 2)精通业务,通晓计量法规,操作技术熟练,熟悉 所使用的计量标准和受检计量器具的原理、结构及性 能;
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第一节 概述
二、 量值传递及溯源的必要性
1、任何计量器具都具有不同程度的误差,如 果没有国家计量基准、计量标准及进行量值传递 或溯源,计量工作将无法进行。
2、对于新制的、修理后的和使用中的计量器 具,必须用适当等级的计量标准来确认其示值和 其他计量性能。
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第一节 概述
三、 量值传递、溯源及保证量值准确一致的基础
四、 用计量保证方案(MAP)进行传递或溯 源 MAP是一种测量过程的品质保证方案,
它使参加MAP活动的计量技术机构的量值能 更好地溯源到国家计量基准。
MAP用数理统计的方法,对参加的计量 技术机构的校准质量进行控制,定量地确定 校准的总不确定度,使总不确定度小到足以 满足用户的要求的程度。
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1、实施MAP的一般步骤
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第三节 计量检定
二、 检定方法
单元检定法适用于下列几种情况: 1)按定义法建立的计量标准 2)只用整体检定法还不能完全满足的计量器具 3)一般比较仪的检定 4)误差因素比较简单的计量器具 5)对于需要确定哪一个部件超差。
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第三节 计量检定
二、 检定方法
单元检定法的优点是:可以弥补整体检定法 的不足。
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氦氖激光器长度基准
ISO
国家工业部门和军工部门的 文字标准
NBS 国家长度基准
光速c的测定 PTB、NPL、NRC
弧度
NBS端度标准
量块
各级 量块
小量块
国防部 门主量

大量块
工业部 门主量

产品 量块
仪表 工业 部门
NBS线纹标准
线纹尺 标准
工业 部门 线纹 尺标

产品 线纹

基线尺 标准
工业 部门 卷尺
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第三节 计量检定
二、 检定方法
整体检定法――这种方法是直接用计量基准、 计量标准来检定计量器具的计量特性。
单元检定法――它分别测量影响受检计量器具 准确度的各项因素所产生的误差,然后通过 计算求出总误差或总不确定度,以确定受检 计量器具是否合格。
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第三节 计量检定
二、 检定方法
1、整体检定法 a、用标准量具检定计量器具 b、用计量基准或标准仪器检定计量器具 c、用标准物质检定(或校准)计量器具 d、用标准时间频率信号检定时间频率计量
基本单位
研究和评价 现场方法 一般计量器 具的校准
公认的定义测量法
一级 CRM
标准方法
二级 CRM
现场方法
研究和评价标准方法; 控制二级CRM的研制 和生产;高精度计量器 具的校准
用户
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第二节 量值传递和溯源的方式
三、 用发播标准信号进行传递
通过发播标准信号进行量值传递是一种简 便、迅速和准确的方式,但目前只限于时间频 率计量。
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第三节 计量检定
三、 检定的步骤、记录及对检定人员的要求
3)具有细致、踏实的工作作风,养成良好的井井有 条的习惯,记录认真、字迹清晰端正;
4)善于保养维护所使用的计量标准,能够及时判断 它们是否处于正常状态;
5)善于分析问题,对检定中出现的异常现象能及时 发现并做出正确的判断。
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第三节 计量检定
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第一节 概述
一、 量值传递与溯源的概念
溯源性:通过一条具有规定不确定度的不间断 的比较链,使测量结果或计量标准的值,能够与规 定的参考标准,通常是与国家计量标准或国际计量 标准联系起来的特性。
任何一项测量业务,其结果都可以按照这条 溯源链一直追溯到国家基准上去,若需要,则可溯 源到国际基准上去。
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第二节 量值传递和溯源的方式
二、 发布有证标准物质(CRM)进行传递
2、用CRM进行传递的一般环节 第三环节为“一级CRM”,它是用来研究和
评价标准方法,控制二级CRM的研制和生产 ,用于高精度计量器具的校准。
第四环节为“标准方法”,它是指具有良 好的测量重复性和再现性的方法。
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第二节 量值传递和溯源的方式
单元检定法的缺点是:测量及计算均很繁琐 ,有时还会因遗漏而不能保证受检计量器具的 准确度。
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第三节 计量检定
三、 检定的步骤、记录及对检定人员的要求
1、检定的步骤 1)外观检查 2)正常性检查 3)计量特性的检定 4)检定结果的处理
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第三节 计量检定
例如,某一个受检计量器具,允许误差为 ±0.5%,示值为100个分度,分10个点均匀检 定,进程和回程的误差曲线见图。
一、 用计量基准及计量标准进行逐级传递
这是传统的量值传递方式,即把受检计量器具送 到具有高一等级计量标准的计量技术机构检定。
大型、笨重或安装在线的计量器具不便于送检, 这时可将能搬运的计量标准包括辅助设备,组装成检 定车,到现场对受检计量器具进行检定。有时检定车 本身就是一个计量标准,如用检衡车检定轨道衡。
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