计量学基础课程课件08详解
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《计量学基础》课件
测量误差及校准
• 测量误差的概念 • 常见的测量误差类型 • 校准方法和步骤
实验设计与数据分析
• 实验设计的原则 • 数据收集和处理 • 常用的数据分析方法
形成评价
• 学习成果评价
《计量学基础》PPT课件
感谢大家来参加今天的课程。本课程将帮助您了解计量学的基础知识，并掌 握实际应用技能。让我们一 课程内容 • 教学方法
计量学概述
• 什么是计量学 • 计量学的重要性 • 计量学的应用领域
计量单位
• 重要的计量单位 • 计量单位的转换 • 计量单位的使用方法
《计量基础知识讲座》PPT课件
2、量的真值：与给定的特定量的定义一致的值 注：真值是一个理想概念，按其本性是不会最终被确定
第六采油厂工程技术大队
3、测量方法：进行测量时所用的，按类别叙述的一组操作 逻辑次序 注：测量方法可按不同方式分类，如替代法、微差法
4、测量程序：进行特定测量时所用的，根据给定的测量方法 具体叙述的一组操作 注：测量程序（也称测量方法）通常记录在文件中，并且
第六采油厂工程技术大队
(一) 主要内容
1、研究计量单位、计量基准和标准的建立、复现、保存和 使用
2、计量与测量器具的性能评定、校准、检定和使用 3、测量误差、测量不确定度的理论和数理统计方法的实际
应用 4、基本物理常数有关理论的标准物质特征的测量 5、计量管理、计量法律、法规的制定、宣传与执行 6、现代计量学以量子物理学和测量误差为基础，利用激
6、时间频率计量 7、光学计量：主要是光度、光通量、亮度、照度、色
度、辐射度、激光、材料光学、 成像光学计量等 8、声学计量：声压、声强、声功率、听力计量等 9、电离辐射（放射性）计量：主要是放射性核元素计量
（活度计量）、x、γ射线及电子束计量、中子计量等。 10、化学计量：主要是酸碱度、粘度、气体分析、电解质
实物量具、计量仪器（仪表）、计量装置 1）实物量具一般没有指示器，在测量过程中没有附带运
动的测量元件，如砝码、量块、标准电阻等 2）计量仪器（仪表）是将被测量值换成可直接观察的示
值或等效信息的计量器具，如电流表、水表、温度计等 3）组装起来以进行特定测量的全套测量仪器和其它设备
称为测量系统，又称为计量装置。如温度计检定装置、智能 指示仪校准装置等
计量技术工作和进行量值传递
第六采油厂工程技术大队
c.国家直接授权的专业计量站，如：国家原油大流量计量 站（大庆）、国家海洋计量站（天津）、国家气象仪器检定 站、国家通信计量检定站以及军工口各专业计量站
第六采油厂工程技术大队
3、测量方法：进行测量时所用的，按类别叙述的一组操作 逻辑次序 注：测量方法可按不同方式分类，如替代法、微差法
4、测量程序：进行特定测量时所用的，根据给定的测量方法 具体叙述的一组操作 注：测量程序（也称测量方法）通常记录在文件中，并且
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(一) 主要内容
1、研究计量单位、计量基准和标准的建立、复现、保存和 使用
2、计量与测量器具的性能评定、校准、检定和使用 3、测量误差、测量不确定度的理论和数理统计方法的实际
应用 4、基本物理常数有关理论的标准物质特征的测量 5、计量管理、计量法律、法规的制定、宣传与执行 6、现代计量学以量子物理学和测量误差为基础，利用激
6、时间频率计量 7、光学计量：主要是光度、光通量、亮度、照度、色
度、辐射度、激光、材料光学、 成像光学计量等 8、声学计量：声压、声强、声功率、听力计量等 9、电离辐射（放射性）计量：主要是放射性核元素计量
（活度计量）、x、γ射线及电子束计量、中子计量等。 10、化学计量：主要是酸碱度、粘度、气体分析、电解质
实物量具、计量仪器（仪表）、计量装置 1）实物量具一般没有指示器，在测量过程中没有附带运
动的测量元件，如砝码、量块、标准电阻等 2）计量仪器（仪表）是将被测量值换成可直接观察的示
值或等效信息的计量器具，如电流表、水表、温度计等 3）组装起来以进行特定测量的全套测量仪器和其它设备
称为测量系统，又称为计量装置。如温度计检定装置、智能 指示仪校准装置等
计量技术工作和进行量值传递
第六采油厂工程技术大队
c.国家直接授权的专业计量站，如：国家原油大流量计量 站（大庆）、国家海洋计量站（天津）、国家气象仪器检定 站、国家通信计量检定站以及军工口各专业计量站
第八讲计量基础知识文档ppt
❖ 为评价校准和检测实验室是否符合规定的实 验室认可准则而进行的一种检查。
❖ 7、现场评审assessment visit
❖ 为了对申请认可的实验室是否符合认可准则 进行现场验证所做的一种访问。
8、(实验室)能力验证
❖
利用实验室间的比对，对实验室的校
准或检验工作进行判定。
❖ “实验室能力验证” 包括了以下内容：
❖ （1）定性检测，例如要求实验室识别被测物 品的某个组分：
❖ （2）数据转换演练，例如提供给实验室多组 数据要求进行处理，以获得进一步的信息；
❖ （3）单件物品检测，一件物品按顺序送往若 干个实验室，并按时返还组织者；
❖ （4）单项演练，就单一事件，向实验 室发送一个被测物品：
❖ （5）连续检测，按规定的时间间隔， 连续地向实验室发送被测物品：
❖ （6）抽样，例如要求个人或组织抽取 样品，以供进行后续分析。
❖ 实验室能力验证.doc
9、实验室间比对
❖ 按照预先规定的条件，由两个或多 个实验室对相同或类似的被测物品进行 检测的组织、实施和评价。
（二）质量管理和标准化
❖ 1、质量quality ❖ 一组固有特性满足要求的程度。 ❖ 2、管理management ❖ 指挥和控制组织的协调的活动。
❖ 示例：记录、规范、程序文件、图样、报告 及标准等。
❖ 24、记录:阐明所取得的结果或提供所完成活 动的证据的文件。
❖ 注1：记录可用于为可追溯性提供文件，并提 供验证、预防措施和纠正措施的证据。
❖ 32、纠正措施corrective action
❖ 为消除已发现的不合格或其他不期望情况的原因所 采取的措施。
❖ 34、预防措施preventive action
❖ 7、现场评审assessment visit
❖ 为了对申请认可的实验室是否符合认可准则 进行现场验证所做的一种访问。
8、(实验室)能力验证
❖
利用实验室间的比对，对实验室的校
准或检验工作进行判定。
❖ “实验室能力验证” 包括了以下内容：
❖ （1）定性检测，例如要求实验室识别被测物 品的某个组分：
❖ （2）数据转换演练，例如提供给实验室多组 数据要求进行处理，以获得进一步的信息；
❖ （3）单件物品检测，一件物品按顺序送往若 干个实验室，并按时返还组织者；
❖ （4）单项演练，就单一事件，向实验 室发送一个被测物品：
❖ （5）连续检测，按规定的时间间隔， 连续地向实验室发送被测物品：
❖ （6）抽样，例如要求个人或组织抽取 样品，以供进行后续分析。
❖ 实验室能力验证.doc
9、实验室间比对
❖ 按照预先规定的条件，由两个或多 个实验室对相同或类似的被测物品进行 检测的组织、实施和评价。
（二）质量管理和标准化
❖ 1、质量quality ❖ 一组固有特性满足要求的程度。 ❖ 2、管理management ❖ 指挥和控制组织的协调的活动。
❖ 示例：记录、规范、程序文件、图样、报告 及标准等。
❖ 24、记录:阐明所取得的结果或提供所完成活 动的证据的文件。
❖ 注1：记录可用于为可追溯性提供文件，并提 供验证、预防措施和纠正措施的证据。
❖ 32、纠正措施corrective action
❖ 为消除已发现的不合格或其他不期望情况的原因所 采取的措施。
❖ 34、预防措施preventive action
《计量基础》PPT课件
2021/8/18
2
一、计量的内容、分类和特点
计量的内容通常可概括为六个方面：
（1）计量单位与单位制；
（2）计量器具（或测量仪器），包括实现或复 现计量单位的计量基准、计量标准与工作计量器 具；
（3）量值传递与溯源，包括检定、校准、测试、 检验与检测；
（4）物理常量、材料与物质特性的测定；
依据 结论 证书 实施机构
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检定规程
校准规范或技术合同要 求
对应检定规程、判定 对应校准规范或技术合
合格与否
同要求给出示值不确度
（误差限）
1．合格：检定证书 校准证书、校准报告 2．不合格：通知书
国家法定或授权计量 国家法定计量技术检定
技术检定机构
机构、合格的校准实验
室
23
要掌握：量值溯源性、测量标准、校准、 检定、检测、检验、数值修约规则、误 差、修正值、和偏移的概念。
（4）实现溯源性。
校准的依据是校准规范或校准方法，对其通常 应作统一规定，特殊情况下也可自行制定。校 准的结果可记录在校准证书或校准报告中，也 可用校准因数或校准曲线等形式表示。
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14
（三）检定
测量仪器的检定，则是指查明和确认测量 仪器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。
检定具有法制性，其对象是法制管理范围 内的测量仪器。一台检定合格的测量仪器， 也就是一台被授予法制特性的测量仪器。 鉴于各国管理体制不同，法制计量管理的 范围也不同。根据检定的必要程度和我国 对其依法管理的形式，可将检定分为强制 检定和非强制检定两类：
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15
（三）检定
（1）强制检定是指由政府计量行政主管部门 所属的法定计量检定机构或授权的计量检定机 构，对某些测量仪器实行的一种定点定期的检 定。我国规定，用于贸易结算、安全防护、医 疗卫生、环境监测4个方面且列入《中华人民 共和国强制检定的工作计量器具明细目录》的 工作计量器具，属于国家强制检定的管理范围。 此外，我国对社会公用计量标准，以及部门和 企业、事业单位的各项最高计量标准，也实行 强制检定。强制检定的特点，是由政府计量行 政部门统管，指定的法定或授权技术机构具体 执行，固定检定关系，定点送检；检定周期由 执行强检的技术机构按照计量检定规程，结合 实际使用情况确定。
计量学基础课程课件
❖
38.935
❖
─）1.005 第一块量块尺寸为1.005mm
❖
37.93
❖
─）1.43
第二块量块尺寸为1.43mmΒιβλιοθήκη ❖36.5❖
─）6.5
第三块量块尺寸为6.5mm
❖
❖
30
第四块量块尺寸为30mm
第九页，共41页。
第十页，共41页。
❖ 例如，从91块一套的量块中选取尺寸为36.745mm的量块组，
第二十三页，共41页。
❖ 3． ❖ 测量精度是测量结果的可信程度或不确定度,
一般以计量值与被计量量的实际值之间的 偏差范 围来表示。
4． ❖ 对给定计量器具,规范,规程等所允许的误差极
限值为最大允许误差,有时也称为计量器具的允许 误差限。
第二十四页，共41页。
❖ 误差指标：精度和准度
第二十五页，共41页。
❖ 2． ❖ 计量器具保持其计量特性随时间恒定的能力
称为计量器具的稳定性。通常, 稳定性是对时间 而言的。
第二十一页，共41页。
❖ 3． ❖ 重复性是指在相同条件下,重复测量同一个
被测量,计量器具提供相近示值的能力。重复性 可以用测量结果的分散性定量来表示。
❖ 4． ❖ 可靠性是指计量器具在规定条件下和规定时
多环节的计量链。计量链是计量仪器或计量装置中的 一系列单元,它们构成计量信号从输入到输出的通道。 例如由传声器,衰减器,滤波器,放大器和电压表组成的 电声计量链。
❖ 用毫伏计作为指示机构或指示单元的热电温度计, 具有这样的计量链： ① 热电偶：
第二十八页，共41页。
T 热 电 偶 E
闭 合 I 电 路
选取方法为：
❖
《计量基础知识》课件
06
计量管理
计量管理的基本概念和任务
计量管理的定义：对计量器具、计量标准、计量数据等进行管理，确保其 准确性和可靠性
计量管理的任务：确保计量器具的准确性、可靠性和稳定性，保证计量数 据的准确性和可靠性，提高计量管理的效率和效果
计量管理的内容：包括计量器具的管理、计量标准的管理、计量数据的管 理、计量人员的管理等
Ppt
计量基础知识
单击添加副标题
汇报人：PPT
目录
01
单击添加目录项标题
02
03
计量器具和测量误差
04
05
计量技术法规和标准物质
06
计量单位和单位制 计量检定和校准 计量管理
01
添加章节标题
02
计量单位和单位制
计量单位的定义和分类
添加项标题
计量单位：用于表示物理量、化学量等量的大小和单位的标准
电阻。
电压计量器具：如电压 表、电流表、电阻表等，
用于测量电压。
测量误差：由于各种因 素的影响，测量结果与 真实值之间存在一定的 误差，需要采取措施减
小误差。
测量误差的概念和分类
测量误差：指测量结果与真实值之间的差 异
误差来源：仪器误差、环境误差、人为误 差等
误差分类：系统误差、随机误差、粗大误 差等
04
计量检定和校准
计量检定的概念和分类
计量检定：是指对测量仪器 的准确性、稳定性和可靠性 进行评估和确认的过程。
计量检定的分类：根据测量 仪器的性质和用途，可以分 为物理计量检定、化学计量 检定、生物计量检定等。
物理计量检定：包括长度、 质量、时间、温度、压力、 电学等计量检定。
化学计量检定：包括酸碱度、 浓度、电导率、色度等计量 检定。
计量基础知识(培训课件)
测量过程中有许多引起不确定度的来源，它们来自以 下几个方面：
（1）对被测量的定义不完整或不完善
（2）实现被测量定义的方法不理想
（3）取样的代表性不够，即被测量的样本不能完全 代表所定义的被测量
（4）对测量过程受环境影响的认识不周全，或对环
境条件的测量与控制不完善
18
计量基础知识
第三节 数学模型
（5）对模拟式仪器的读数存在人为偏差
11
计量基础知识
第一节 基本概念
(4) 测量误差由于真值未知，往往不能准确得到，当 用约定真值代替真值时，可以得到其估计值。测量不确定 度可以由人们根据试验、资料、经验等信息进行评定，从 而可以定量确定。评定方法有A类，B类。
(5) 测量误差按性质分为随机误差和系统误差两类， 按定义随机误差和系统误差都是无穷多次测量情况下的理 想概念。测量不确定度评定时一般不区分其性质。
因此，A类标准不确定度由以观测列频率分布导出的 概率密度函数得到；B类标准不确定度由一个认定的或假 定的概率密度函数得到，此函数基于事件发生的信任度。 两种方式都用已知的概率解释。
结束
29
计量基础知识
第四节 测量不确定度的评定
第四节 测量不确定度的评定
1 标准不确定度的Ａ类评定
对被测量Ｘ，在重复性条件或复现性条件下进行ｎ次
15
计量基础知识
第二节 测量不确定度的评定步骤
5 确定对应于各输入量的标准不确定度分量ui(y)
ui(y)=ciu（xi）=
f xi u( xi )
ci
f xi
是灵敏度系数
6列出不确定度分量汇总表 7将各标准不确定度分量ui(y)合成得到合成标准不确 定度
n
uc(y) ui2 (y) i
计量基础知识ppt课件
16
四、标准物质
标准物质是已确定其中一种或几种特性量值用于 校准计量器具、评价测量方法或确定材料特性量值 的物质。
按量值的定值准确度的高低分为一级和二级标准 物质；按其被定值的特性可分为化学成分标准物质、 物理或物理化学特性标准物质和工程特性标准物质。
制造标准物质向国家质量监督检验检疫总局申请 办理制造计量器具许可证。
通过比对来统一量值，是使测量结果趋向 一致的重要手段。
国际间国家计量基、标准进行比对，目的 是确定并互相承认国家计量标准的等效度，进 而承认各签署国家标准证书的有效性。
23
五、计量检定系统表与“国家溯源等级 图”
计量检定系统表指从计量基准到各等级计量标准直 到工作计量器具的检定程序（量值传递程序）所作
5
一、基本概念
计量单位(测量单位): 为定量表示同种量的 大小而约定的定义和 采用的特定量。具有 约定的赋予的名称和 符号。
例： 长度单位米符号：m 定义：光在真空中于 （1/299792458)s时间间 隔内所经路径的长度。这 是1983年召开的第十七届 国际计量大会正式通过 的 ，由于采用的是激光 稳频技术，米的复现准确 度提高到10-10 — 10-11 甚至达到10-12量级。
12
非SI单位
吨
质量
分、时、天
时间 例
长度
海里
面积
公顷
速度
节
13
一、计量器具
a 单独地或连同辅助 设备一起用以进行测 量的器具。 b 计量器具是指能用 以直接或间接测出被 测对象量值的装置、 仪器仪表、量具和用 于统一量值的标准物 质，包括计量基准、 计量标准、工作计量 器具。
测量设备：实现测量过程 所必需的测量仪器、软件、 测量标准、标准样品（标 准物质）或辅助设备或他 们的组合。
四、标准物质
标准物质是已确定其中一种或几种特性量值用于 校准计量器具、评价测量方法或确定材料特性量值 的物质。
按量值的定值准确度的高低分为一级和二级标准 物质；按其被定值的特性可分为化学成分标准物质、 物理或物理化学特性标准物质和工程特性标准物质。
制造标准物质向国家质量监督检验检疫总局申请 办理制造计量器具许可证。
通过比对来统一量值，是使测量结果趋向 一致的重要手段。
国际间国家计量基、标准进行比对，目的 是确定并互相承认国家计量标准的等效度，进 而承认各签署国家标准证书的有效性。
23
五、计量检定系统表与“国家溯源等级 图”
计量检定系统表指从计量基准到各等级计量标准直 到工作计量器具的检定程序（量值传递程序）所作
5
一、基本概念
计量单位(测量单位): 为定量表示同种量的 大小而约定的定义和 采用的特定量。具有 约定的赋予的名称和 符号。
例： 长度单位米符号：m 定义：光在真空中于 （1/299792458)s时间间 隔内所经路径的长度。这 是1983年召开的第十七届 国际计量大会正式通过 的 ，由于采用的是激光 稳频技术，米的复现准确 度提高到10-10 — 10-11 甚至达到10-12量级。
12
非SI单位
吨
质量
分、时、天
时间 例
长度
海里
面积
公顷
速度
节
13
一、计量器具
a 单独地或连同辅助 设备一起用以进行测 量的器具。 b 计量器具是指能用 以直接或间接测出被 测对象量值的装置、 仪器仪表、量具和用 于统一量值的标准物 质，包括计量基准、 计量标准、工作计量 器具。
测量设备：实现测量过程 所必需的测量仪器、软件、 测量标准、标准样品（标 准物质）或辅助设备或他 们的组合。
2024版计量基础知识(培训教材)ppt课件
推动科技发展
维护社会公正
精确的测量结果是科学研究和技术创新的基 础，是推动科技发展的重要保障。
计量涉及到社会生活的各个方面，如医疗、 环保、安全等，准确的计量结果可以维护社 会公正和人民利益。
2024/1/28
6
02
计量单位与单位制
2024/1/28
7
计量单位的概念与分类
2024/1/28
计量单位的概念
网络化测量
借助互联网技术，实现远程测 量、数据共享等功能，提高测 量便捷性。
高精度测量
随着科技的不断进步，对测量 精度的要求越来越高，高精度 测量技术将得到广泛应用。
2024/1/28
智能化测量
利用人工智能、大数据等技术， 实现测量过程的自动化、智能 化。
绿色化测量
注重环保、节能理念在计量技 术中的应用，推动绿色化测量 技术发展。
01
02
03
04
古代计量
以实物为基准，如长度用人体 部位、容量用谷物堆等。
2024/1/28
近代计量
以自然现象为基准，如时间以 地球自转、公转周期为准。
现代计量
以原子、分子等微观现象为基 准，实现高精度、高稳定性测
量。
当代计量
向数字化、智能化、网络化方 向发展，形成现代计量体系。
25
计量技术面临的挑战与机遇
2024/1/28
高精度
计量器具的测量精度通常高于普通测量工具，能够满足高精 度测量的需求。
高可靠性
计量器具的测量结果具有可重复性和一致性，能够确保测量 数据的准确性和可靠性。
12
测量方法的分类与选择
测量方法的分类
根据测量原理的不同，测量方法可分为直接测量和间接测量；根据测量方式的不同， 可分为接触式测量和非接触式测量。
计量学基础课程ppt课件
❖ 计量检定规程由国务院计量行政部门统一组织 制定和颁布。 随着科技的发展和计量水平的不断 提高， 计量检定规程每隔一段时间便要重新审订 和修改一次, 这也是为了适应所针对的计量器具型 号的改进和技术性能的进步。
❖ 测试通常是指具有一定探索性的计量，一般无 严格的规程可循，也无须计量主管部门的审批。 测试工作具有更宽的应用面，有时比单一的计量 情况会更复杂一些。测试工作的完成也常常要以 计量检定规程为参考, 但是需要针对测试对象更全 面地掌握测试方法并且更灵活地应用它们。
由此可见溯源性的概念是量值传递概念的逆过程 。
准量值传递与保证量值确一致的基础 ❖ ❖ 1. ❖ 科学基础主要是计量学理论，如计量单位制、
计量理论、 误差理论等。
❖ 2. ❖ ❖ (1) 保证以最高准确度复现计量单位的国家计
量基准体系。 ❖ (2) 将国家计量基准的量值传递到工作计量器
具的计量标准体系。
能得出确切的结论。当然，用更高一级的标准去检测是最
稳妥的办法。
❖
(2) 标准和被检器具都只含有随机误差。
❖
若随机误差遵从正态分布， 则当
❖
|ΔXtmax|≤ (e2+n2)
(6.2.15)
❖
时， 便合格； 当
❖ (6.2.16)
|ΔXtmax|>
(e2+n2)
❖
时， 便不合格。
❖
(3) 标准和被检器具同时含有系统误差和随机
❖ 4. 根据标准和被检器具的容许误差限判断
当标准器具的误差不能忽略时，对被检器具的判断要复杂得多。 设 标准和被检器具的容许误差限分别为n和e， 则有以下几种情况。
❖
(1) 标准和被检器具都只含有系统误差。
计量基础知识讲稿ppt课件
12
• 法制性
计量法律、法令、条例、办法等。对一个确定 的计量范围实行法制管理，是计量的另一特征。 计量的社会性也决定计量的法制性。计量如失去 法制性，不通过立法来予以保障，所谓计量的统 一性和准确性就成了一句空话。
• 保障性
计量测试在高技术武器装备的使用维护具有明
显的技术保障作用。飞机、导弹、军舰、机械化 部队等。
• 什么是计量学 关于测量的科学。
注： （l）计量学涵盖有关测量的理论与实践的各个方面，而不论 测量的不确定度如何，也不论测量是在科学技术的哪个领域 中进行的。 （2）具体地说计量学研究可测的量，计量单位，计量基准、 标准的建立、复现、保存及量值传递，测量原理、方法及其 准确度，观测者进行测量的能力，以及计量的法制和管理等。 计量学也研究物理常量、常数和标准物质、材料特性的准确 确定。 （3）计量学有时简称为计量，如计量特性。
摩尔是一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元数与0.012kg 碳-12原子数目相等。在使用摩尔时应指明基本单元，可以是原子，分子， 离子，电子或其它粒子，也可以是这些粒子的特定组合
28
发光强度(cd):
坎德拉是发射出频率为540×1012Hz 单色辐射的光源在给定方向上的 发光强度，且在此方向上的辐射强度为（1/683）W·sr-1
13
现代计量学研究内容
研究内容主要是： 测量单位、测量标准、测量方法、测量设备的 计量特性、测量数据处理、测量结果的表述、 标准物质、物理常数、材料特性、计量管理与 法制等。
14
计量的发展动态
• 量和单位 1992 0、ISO31-0、ISO31-1—13 “量和单位” 1993 GB310 GB3100.1—GB3100.13-93 “名称、 单位、单位符号、数与量值的表示”。
• 法制性
计量法律、法令、条例、办法等。对一个确定 的计量范围实行法制管理，是计量的另一特征。 计量的社会性也决定计量的法制性。计量如失去 法制性，不通过立法来予以保障，所谓计量的统 一性和准确性就成了一句空话。
• 保障性
计量测试在高技术武器装备的使用维护具有明
显的技术保障作用。飞机、导弹、军舰、机械化 部队等。
• 什么是计量学 关于测量的科学。
注： （l）计量学涵盖有关测量的理论与实践的各个方面，而不论 测量的不确定度如何，也不论测量是在科学技术的哪个领域 中进行的。 （2）具体地说计量学研究可测的量，计量单位，计量基准、 标准的建立、复现、保存及量值传递，测量原理、方法及其 准确度，观测者进行测量的能力，以及计量的法制和管理等。 计量学也研究物理常量、常数和标准物质、材料特性的准确 确定。 （3）计量学有时简称为计量，如计量特性。
摩尔是一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元数与0.012kg 碳-12原子数目相等。在使用摩尔时应指明基本单元，可以是原子，分子， 离子，电子或其它粒子，也可以是这些粒子的特定组合
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发光强度(cd):
坎德拉是发射出频率为540×1012Hz 单色辐射的光源在给定方向上的 发光强度，且在此方向上的辐射强度为（1/683）W·sr-1
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现代计量学研究内容
研究内容主要是： 测量单位、测量标准、测量方法、测量设备的 计量特性、测量数据处理、测量结果的表述、 标准物质、物理常数、材料特性、计量管理与 法制等。
14
计量的发展动态
• 量和单位 1992 0、ISO31-0、ISO31-1—13 “量和单位” 1993 GB310 GB3100.1—GB3100.13-93 “名称、 单位、单位符号、数与量值的表示”。
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(217 = 131,072, 218 = 262,144)
分辨率的位数= log10 (20.0 V/100 x 10-6 V) 分辨率的位数= 5.3
例 有一个6V的电池，假设其实际值为6.20V。现用量程为 0~10V的电压表测得该电压的数值均为6.38V。试分别计算电 压表测量的实际相对误差、引用相对误差。
f
xi
常用公式 1.线性函数
y a0 a1x1 a2x2 an xn
绝对误差 n
y ai xi
2.积商函数
i 1
y
ax1m1
xm2 2
n
mi xi i 1
xmn n 相对误差
18
例 设电阻 R1 R2 ，分别计算电阻 R1 , R2 串联和 并联时总电阻 R 的误差。
解：
电阻的计 算
数字电压表分辨力为满量程的 108
2.显示位数
DVM的显示位数是以完整的显示数字的多少来确定的。 数字表的位数有两个表示方法，一个是很多手持商品表是 用的 a 又 b/c 位，这里 b/c 位是表示首位数字能显示的范 围的，不是一个分数，也就是说，1999 计数的表叫做 3 又 1/2 位，但不能叫做 3.5 位；3999 计数的表叫做 3 又 3/4 位，不能叫做 3.75 位。9999 计数的叫做全 4 位表。
(a%Vn b%VM )
a－误差相对项系数；
b－误差固定项系数。
13
例 一个准确度等级为0.02的四位半数字电压表 2V量程测量时引起的误差为 x 0.02%x2个字
2个字的误差指得是
2 20000
*
2
0.01%
xm
x 0.02%x 0.01%xm
当被测电压为2V时，
x
0.02% 0.01%
m
m
a%
x m
1.5% 150
28.125%
x
8
2).使用10mA的2.5级毫安表 测量,则
x a%x 2.5%10 0.25(mA)
m
m
a%
x m
2.5% 10
3.125%
x
8
12
数字式直读仪表的准确度和误差表示
1.准确度－误差的表示
电压表的指示值(或显示值)与被测量的真值之差.
2、 准确度－误差的表示
于仪表量程的1/3，否则很难满足测量精度要求
考虑
准确度＋量程
2 3
引用误差
绝对误差
最小
相对误差
11
例 若要测量一个8mA的电流，问应该选用量程为 150mA的1.5级毫安表，还是10mA的2.5级毫安表？
解 1）使用150mA的1.5级毫安表测量该电流，可能出 现的最大绝对误差
相对误差
x a%x 1.5%150 2.25(mA)
相对误差
(a% b%Vm )
Vx
2.间接测量量的误差估算
设被测量 y 是 n 个直接测量量 x , x , 12 的函数，即
y f (x , x , , x )
12
n
则绝对误差
y
n i 1
f xi
xi
相对误差
,x ,x n1 n
y y
1 f
n i 1
f xi
xi
m j 1
ln xi
xm x
0.03%
当被测电压为0.2V时，
x
0.02%
0.01%
2 0.2
0.12%
准确度等 级：a 分辨力：b
(2±0.0006)V (0.2±0.00024)V
四、误差的估算 1.直接测量量的估算
仪表误差
绝对误差
(a%Vx b%VM )
a 电压表转换系数引起的误差
b 电压表除转换系数误差以外的测量误差
二、测量误差的定义
测量结果与被测真值之差称为误差。 1.绝对误差
x 为测量值
A0 被测量真值
一般无法得 到
x x A0
实际值＝测量值＋修正值
x x A
约定真值
指定值、实际值、标准值、最近估计值
2.相对误差
x (100%)
A
当上式中分母采用的量值为
真值
真值相对误差
实际值
实际相对误差
示值时
m
x
m
仪表的准确度等级 a
8
仪表的准确度
表4.1 常用电工指示仪表的准确度等级分类
准确的
0.1 0.2 0.5
等级指数
误差范围% 0.1 0.2 0.5
1.0 1.5 1.0 1.5
2.5 5.0 2.5 5.0
由表4.1可见，准确度等级的数值越小， 允许的误差越小，表明仪表的准确度越高。
9
准确度等级、最大绝对误差与最大示值相对误差之间的关系
串联时，
R R1 R2
R R1 R2
相对误差 R R1 R2 R1 R2
R
R1 R2 R1 R2 R1 R2
R1 R1
R2 R2
R2 R1
R1
R2 R1
R2
总电阻的误差主要取决与大电阻的误差
并联时
R R1R2 R1 R2
R
R R1
R1
R R2
R2
R2 (R1 R2 ) R1R2 (R1 R2 )2
示值相对误差
2
什么是系统误差? 怎么发现系统误差 什么是随机误差? 怎么消除随机误差?
3.满度相对误差 m 引用误差mΒιβλιοθήκη x xm(100%)
满度值
给出不同量程测量时， 可能造成的最大绝对
误差
仪表等级
4
一、数字电压表简介
1.分辨力
表征能够被测电压最小增量的能力.例如HP3458A 8 1 位 2
解：电压表测量的绝对误差为：
x A0 6.38 6.20 0.18
各相对误差分别为
实际相对误差
x
0.18
100% 100% 2.90%
A
6.20
0
引用误差
x 100% 0.18 100% 1.80%
x
10 0
m
三、仪表的选用
仪表的准确度 最大引用误差
x a% m 100%
位数
位数(digit)可以定义为： 分辨率的位数= log10 (全量程 / 分辨率的绝对单位) (3)
例如，一个无噪声的DMM，测量范围设为10V(全量程为 20V)，字数为200,000，则其分辨率的绝对单位是：
分辨率的绝对单位 = 20.0 V/200,000 = 100 µV
该无噪声DMM的读数显示了6个数字位。最后一位的变化 表明输入信号中100 µV的变化。 18-bit的ADC具有最小的LSB数。现在，你可以计算其分 辨率的digit位：
• 在应用准确度等级为a 的指示仪表进行测量时，如果所选量
程为xm ，则产生的
最大绝对误差为 xm a%xm
如果此时测得被测量的示值为 x ，则该测量可能产生的
最大示值相对误差为 xm 100% a% xm
x
x
结论：
被测量值越接近仪表的量程，测量的误差越小。因此
测量时，应使被测量值尽可能在仪表量程的2/3以上，不能小
分辨率的位数= log10 (20.0 V/100 x 10-6 V) 分辨率的位数= 5.3
例 有一个6V的电池，假设其实际值为6.20V。现用量程为 0~10V的电压表测得该电压的数值均为6.38V。试分别计算电 压表测量的实际相对误差、引用相对误差。
f
xi
常用公式 1.线性函数
y a0 a1x1 a2x2 an xn
绝对误差 n
y ai xi
2.积商函数
i 1
y
ax1m1
xm2 2
n
mi xi i 1
xmn n 相对误差
18
例 设电阻 R1 R2 ，分别计算电阻 R1 , R2 串联和 并联时总电阻 R 的误差。
解：
电阻的计 算
数字电压表分辨力为满量程的 108
2.显示位数
DVM的显示位数是以完整的显示数字的多少来确定的。 数字表的位数有两个表示方法，一个是很多手持商品表是 用的 a 又 b/c 位，这里 b/c 位是表示首位数字能显示的范 围的，不是一个分数，也就是说，1999 计数的表叫做 3 又 1/2 位，但不能叫做 3.5 位；3999 计数的表叫做 3 又 3/4 位，不能叫做 3.75 位。9999 计数的叫做全 4 位表。
(a%Vn b%VM )
a－误差相对项系数；
b－误差固定项系数。
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例 一个准确度等级为0.02的四位半数字电压表 2V量程测量时引起的误差为 x 0.02%x2个字
2个字的误差指得是
2 20000
*
2
0.01%
xm
x 0.02%x 0.01%xm
当被测电压为2V时，
x
0.02% 0.01%
m
m
a%
x m
1.5% 150
28.125%
x
8
2).使用10mA的2.5级毫安表 测量,则
x a%x 2.5%10 0.25(mA)
m
m
a%
x m
2.5% 10
3.125%
x
8
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数字式直读仪表的准确度和误差表示
1.准确度－误差的表示
电压表的指示值(或显示值)与被测量的真值之差.
2、 准确度－误差的表示
于仪表量程的1/3，否则很难满足测量精度要求
考虑
准确度＋量程
2 3
引用误差
绝对误差
最小
相对误差
11
例 若要测量一个8mA的电流，问应该选用量程为 150mA的1.5级毫安表，还是10mA的2.5级毫安表？
解 1）使用150mA的1.5级毫安表测量该电流，可能出 现的最大绝对误差
相对误差
x a%x 1.5%150 2.25(mA)
相对误差
(a% b%Vm )
Vx
2.间接测量量的误差估算
设被测量 y 是 n 个直接测量量 x , x , 12 的函数，即
y f (x , x , , x )
12
n
则绝对误差
y
n i 1
f xi
xi
相对误差
,x ,x n1 n
y y
1 f
n i 1
f xi
xi
m j 1
ln xi
xm x
0.03%
当被测电压为0.2V时，
x
0.02%
0.01%
2 0.2
0.12%
准确度等 级：a 分辨力：b
(2±0.0006)V (0.2±0.00024)V
四、误差的估算 1.直接测量量的估算
仪表误差
绝对误差
(a%Vx b%VM )
a 电压表转换系数引起的误差
b 电压表除转换系数误差以外的测量误差
二、测量误差的定义
测量结果与被测真值之差称为误差。 1.绝对误差
x 为测量值
A0 被测量真值
一般无法得 到
x x A0
实际值＝测量值＋修正值
x x A
约定真值
指定值、实际值、标准值、最近估计值
2.相对误差
x (100%)
A
当上式中分母采用的量值为
真值
真值相对误差
实际值
实际相对误差
示值时
m
x
m
仪表的准确度等级 a
8
仪表的准确度
表4.1 常用电工指示仪表的准确度等级分类
准确的
0.1 0.2 0.5
等级指数
误差范围% 0.1 0.2 0.5
1.0 1.5 1.0 1.5
2.5 5.0 2.5 5.0
由表4.1可见，准确度等级的数值越小， 允许的误差越小，表明仪表的准确度越高。
9
准确度等级、最大绝对误差与最大示值相对误差之间的关系
串联时，
R R1 R2
R R1 R2
相对误差 R R1 R2 R1 R2
R
R1 R2 R1 R2 R1 R2
R1 R1
R2 R2
R2 R1
R1
R2 R1
R2
总电阻的误差主要取决与大电阻的误差
并联时
R R1R2 R1 R2
R
R R1
R1
R R2
R2
R2 (R1 R2 ) R1R2 (R1 R2 )2
示值相对误差
2
什么是系统误差? 怎么发现系统误差 什么是随机误差? 怎么消除随机误差?
3.满度相对误差 m 引用误差mΒιβλιοθήκη x xm(100%)
满度值
给出不同量程测量时， 可能造成的最大绝对
误差
仪表等级
4
一、数字电压表简介
1.分辨力
表征能够被测电压最小增量的能力.例如HP3458A 8 1 位 2
解：电压表测量的绝对误差为：
x A0 6.38 6.20 0.18
各相对误差分别为
实际相对误差
x
0.18
100% 100% 2.90%
A
6.20
0
引用误差
x 100% 0.18 100% 1.80%
x
10 0
m
三、仪表的选用
仪表的准确度 最大引用误差
x a% m 100%
位数
位数(digit)可以定义为： 分辨率的位数= log10 (全量程 / 分辨率的绝对单位) (3)
例如，一个无噪声的DMM，测量范围设为10V(全量程为 20V)，字数为200,000，则其分辨率的绝对单位是：
分辨率的绝对单位 = 20.0 V/200,000 = 100 µV
该无噪声DMM的读数显示了6个数字位。最后一位的变化 表明输入信号中100 µV的变化。 18-bit的ADC具有最小的LSB数。现在，你可以计算其分 辨率的digit位：
• 在应用准确度等级为a 的指示仪表进行测量时，如果所选量
程为xm ，则产生的
最大绝对误差为 xm a%xm
如果此时测得被测量的示值为 x ，则该测量可能产生的
最大示值相对误差为 xm 100% a% xm
x
x
结论：
被测量值越接近仪表的量程，测量的误差越小。因此
测量时，应使被测量值尽可能在仪表量程的2/3以上，不能小