基本技能培训教材-计量篇

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第二章常用计量工具

一、名词解释

1.计量学

计量学是有关测量知识领域的一门学科，它主要研究测量，保证测量统一和准确。它涉及测量的整个知识领域。包括测量理论和实践的各个方面，而不论其准确度如何及用于何种科学技术领域。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。在实用中，计量学简称为计量。

2.计量单位

有明确定义和名称并命其数值为1 的一个固定量。我国采用国际单位（ＳＩ），其基本单位为：米、千克、秒、安培、开尔文、摩（尔）、坎（德拉）。

3.计量器具

单独或连同辅助设备用以测量的装置。计量器具一般可

分为实物量具、计量仪器仪表、计量装置以及用于统一量值

的标准物质。按其在我国检定系统中的位置可分为计量基准、

计量标准、工作计量器具。在国外，用于复现单位和检定校

准的计量器具统称为计量标准。

4.计量仪器

将被测量值转换成可直接观察的示值或等效信息的计量

器具。如电流表、压力表、温度计、水表、天平等。计量仪

器可分为指示式计量仪器（交流电流表、压力表等）记录式

计量仪器（温湿度记录仪，圆图记录仪式电位差计等）比较

式计量仪器（电桥、电位差计、热电偶毫伏发生器等）另外

还有数字式计量仪器，由独立而完备的器件构成的传感器，

能产生附加或附属功能的变送器、检测器、调节器等。

5.计量分类

简单的讲，计量可分为长度计量、热工计量、力学计量、

电学计量、无线电计量、声学计量、光学计量、化学计量、

时间和频率计量十大类。

6.准确度

计量器具给出的接近被测量真值的能力。从误差观点来

说，准确度是计量器具最重要的性能指标。当示值越接近真

值，准确度就越高。但定量给出准确度则采用计量器具的示

值误差或计量器具的测量不确定度之值。当准确度越高，这

类值就越小。往往采用准确度级别表示。

二、简单误差理论介绍

1.真值

量的真值是理想的概念，任何的测量都是有误差的，真值是无法知道的，精密测量可获得接近真值的量值。满足规定准确度用来代替真值使用的量值称为实际值，也就是用高一等级的计量标准测量的量值称为实际值。

2.误差

实际值Ａ1减去真值Ａ所得的差值即：

δ＝Ａ1－Ａ

误差是普遍存在的，如测量中有误差，制造加工有制造加工误差，计算中有截断误差，读数时有读数误差（视觉误差）等。

广义的误差概念应理解为偏离真值的给出值与真值之差。3．误差的分类

3．1绝对误差

绝对误差＝实测值－真值

3.2相对误差：绝对误差/实际值（真值与实际值之差可忽略

不计）

相对误差＝绝对误差与真值的百分比

3.3 引用误差: 引用误差等于仪表示值误差与仪表满量

程值之比，以百分数表示。

引用误差＝示值误差/满量程值

3.4最大引用误差：仪表的最大引用误差是仪表的最大示

值误差与仪表满量程值之比。

最大引用误差＝最大示值误差/满量程

因仪表最大示值误差是唯一的，所以仪表的最大引用误差也是唯一的，从而可以用仪表的最大引用误差来

评定仪表的准确度高低。

之所以要详细介绍误差的种类，是因为仪表的各种仪表、仪器的误差精度等级都是用不同种类的误差来评定的。例如，压力表用的是引用误差来表示仪表的等级；力矩扳手用的是相对误差来表示精度等级的。

各种误差间的关系是：绝对误差表示的是测量结果对真值偏离的实际大小量值，而相对误差是表示测量结果所含有的误差率。对于用不同方法测量量值不同的同类量，用绝对误差难以判别不同测量方法的准确度高低，而用相对误差判别则比较容易实现。

如：用两种方法测量Ｌ1＝100mm的尺寸，当测量误差分别为δ1＝10μm；δ2＝8μm 时，根据误差的大小，可知后一种测量方法准确度高，用第三种方法测量Ｌ2＝80mm的尺寸，当测量误差为δ3＝7μm时，就难以用绝对误差评

定第三种方法测量准确度的高低，而采用相对误差问题就可以得到解决。

δ1/L1=10μm/100mm=0.01%

δ2/L2=8μm/100mm=0.008%

δ3/L3=7μm/80mm=0.009%

显而易见第二种测量精度最高，测量误差最小。4．修正值

与测量结果代数相加而可得到真值的值。

真值＝测量结果＋修正值

误差＝测量结果－真值

从而可以看出，修正值就是与误差绝对值相对，符号相反的值。这说明含有误差的测量结果与修正值代数相加可以消除误差对测量的影响，提高测量的准确度。计量器具送检的目的之一就是为了取得修

正值。

张力表在使用中常需要引入更正值使用，许多仪器在某一个（或二个）刻度有超差现象，但不能因此就报废一台仪器，在这种情况下就需要引入更正值使用。

5.仪表的准确度级别

符合规定的计量学要求，其误差保持在规定极限以内的计量器具级别，按照相对误差方式或以引用误差的方式表示最大误差和规格的计量器具，其准确度级别都指定以最大基本误差之值的数值用百分数表示。

压力表是以引用误差的方式表示准确度级别的，就是指在任何一个示值，它的允许误差都为测量上限与最大示值误差之比值。

例：1.5级的压力表，最大量程为145psi，它的允许误差

为：

145(psi)＊1.5％=2.175(psi)

2.5级的压力表，最大量程为300psi，它的允许误差

为：

300（psi）＊2.5%=7.5(psi)

力矩扳手的允许误差是用相对误差来确定准确度级别的。

一只量程为200lbin的4级力矩扳手，

在100lbin示值处的允许误差为： 100（lbin）＊4％＝4（lbin）在150lbin示值处的允许误差为： 150（lbin）＊4％＝6（lbin）注意：就压力表而言，不论是1.5级表，还是2.5级表，它们的允许误差值在测量范围内的每一示值点上都是相同的，是不因量程的变化而增减的。力矩扳手的允许误差则不同了，不同的示值就有不同的允许误差值。这就要求人们在使用过程中要正确选用量程。

6.误差来源

6.1设备误差

6．1．1 标准器误差

6．1．2 测量装置误差

6．1．3 附件误差（力矩扳手的加长杆，千分表卡座等）