第五章 计量基础

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置 所能指示的范围
（二）额定操作条件、极限条件和参考条件
额定操作条件—— 测量仪器的正常工作条件
极限条件—— 计量特性不受损、不降低，其 后仍可在额定操作条件下运行 所能承受的极端条件
（二）精密度—— 在规定条件下获得的各个独 立观测值之间的一致程度
二、测量重复性和复现性
（一）测量重复性—— 在相同测量条件下，对 同一被测量进行连续多次测量所得结果 之间的一致性 （常用实验标准差表示）
（二）测量复现性—— 在改变了的测量条件下， 对同一被测量的测量结果之间的一致性 （常用组间标准差表示）
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 （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
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 SI 导出 专门名称的SI 导出单位（共21
制（SI）
单位 个）
的单位
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。
符号 出单位表示
rad
ห้องสมุดไป่ตู้
1rad=1m/m=1
sr
1sr=1m2/m2=1
Hz
1Hz=1s-1
N
1N=1kg·m/s2
Pa
1Pa=1N/m2
J
1J=1N·m
W
1W=1J/s
C
1C=1A·s
V
1V=1W/A
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
（正：0.1μF，误：100000pF）
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
1 S 1 1 S 1 1 MHz
第三节 测量仪器
定 检定周期
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 计量单位
一、概述 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
计量单位制：为给定量值按给定规则确定的
特定量。
一组基本单位
和 导一出贯单单位位。：由比例因数为1的基本单位幂的乘
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]
F

S Wb T H ℃ lm lx Bq Gy
希[沃特]
Sv
1F=1C/V 1 =1V/A
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
（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 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 ③ 法制计量—— 由政府或授权机构根据法制、 计量
技术和行政 的需要进行强制
管理的一种
（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。
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。
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
（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
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
2. 词头与符号
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
防护、医疗卫生、环境监测且列入《强检
目
录》的测量仪器；社会公用计量标准，部 门、强检特点—— 计量行政部门统管，法定/授权
企（事）业单位的最高计量标机准构。进行，定点 送检，检定周
期由执行机构按
检定规程并结
合实际确定。
非强制检定—— 强制检定以外的，使用单位 依法自主管理，自由送检，自求溯源，自
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）经济性
第四节 测量结果
一、测量准确度和精密度
（一）测量准确度—— 测量结果与被测量真值 之间的一致性
词头符号
G M k d c
m
n p
（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（5k尔g/文m2） 5千克每平方米
积表示的导出单位。
如：牛顿（N） kg·m/s2 焦尔（J） N·m
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
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
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
参考（标准）条件—— 在性能试验或进行检 定、校准、对比时的 使用条件
（三）示值误差和最大允许误差
示值—— 由测量仪器所指示的被测量值
示值误差—— 测量仪器示值与对应的输入 量的真值之差（简称测量仪 器的误差）
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）
表示：UkuC
辅助设备及它们 的组合
辅助设备—— 本身不能给出量值而没有它 又不能进行
测量的设备及作 为检验手段
用的工具、工装、 定位器等
二、测量仪器的计量特性 测量仪器的控制 （型式批准、检定、检验）
（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
一、概述
（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 比较式测量仪器 积分式测量仪器 累积式测量仪器
3．测量仪器按计量学用途分为：
测量基准
测量标准
工作用测量仪器
（二）测量设备
测量设备—— 测量仪器、软件、测量标准、 参考物质、
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
符号：u B
合成标准不确定度—— 当测量结果是由若干 个其他量的值求得时，测量结果的标准不确 定度，等于这些其他量的方差与协方差适当 和的正平方根
符号：uC
2．扩展不确定度 用标准差的倍数或说明了置信水平的区间的 半宽表示的测量不确定度
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
中文
giga
吉[咖]
mega
兆
kilo
千
deci
分
centi
厘
milli
毫
micro nano
微 纳[诺]