计量单位误差理论培训资料

1计量单位误差理论培训资料一、法定计量单位1法定计量单位的构成计量法规定：“国家采用国际单位制。国际单位制计量单位和国家选定的其他计量单位，为国家法定计量单位。”国际单位制是我国法定计量单位的主体。国际单位制如有变化，我国法定计量单位也将随之变化。1．1国际单位制(S1)1960年第11届国际计量大会将新的单位制命名为“国际单位制”，并用国际符号SI”表示。国际单位制的构成：SI基本单位SI单位国际单位制(SI)SI导出单位(两个辅助单位+专门名称导出单位+组合形式的导出单位)SI单位的倍数单位1．1．1国际单位制的基本单位(SI基本单位)：长度\米\m\(量的名称\单位中文名称\单位符号)；质量\千克(公斤)\kg；时间\秒\s；电流\安[培]\A；热力学温度\开[尔文]\K；物质的量\摩[尔]\mol；发光强度\坎[德拉]\cd等七个基本量。SI基本单位量值能以高准确度复现出来，是SI单位的基础。1．1．2SI导出单位：包括SI辅助单位在内的具有专门名称的导出单位一共有21个：SI辅助单位2个：[平面]角(弧度，rad)、立体角(球面度sr)具有专门名称的导出单位：频率(赫[兹]Hz)、力(牛[顿]N)、压力，压强，应力(帕[斯卡]Pa)、能[量]，功，热量(焦[耳]J)、功率，辐[射能]通量(瓦[特]W)、电荷[量](库[仑]C)、电压，电动势，电位，(电势)(伏[特]V)电容(法[拉]F)、电阻(欧[姆]Ω)、电导(西[门子]S)、磁通[量](韦[伯]Wb)、磁通[量]密度，磁感应强度(特[斯拉]T)、电感(亨[利]H)、摄氏温度(摄氏度℃)、光通量(流[明]lm)、[光]照度(勒[克斯lx])16个。加上由于人类健康安全防护上的需要而确定的具有专门名称的SI导出单位3个。1．1．3SI单位的倍数单位2SI中规定了20个构成十进倍数和分数单位的词头和所表示的因数。这些词头不能单独使用，也不能重叠使用，它们仅用于与SI单位(kg除外)构成SI单位的十进倍数单位和十进分数单位。SI单位加上SI词头后两者结合为一整体，就不再称为SI单位，而称为SI单位的倍数单位，或者叫SI单位的十进倍数或分数单位。常用的词头有：109吉G；106兆M；103千k；102百h；101十da；10—1分d；10—2厘C；10—3毫m；10—6微μ；10—9纳n1．2国家选定的其他计量单位共16个我国选定了若干非SI单位与SI单位一起，作为国家的法定计量单位，它们具有同等的地位：时间：分min小时h天(日)d；平面角[角]秒(”)[角]分(’)度(°)；旋转速度转每分r／min长度海里nmile速度节kn质量吨原子质量单位tU体积升L，(l)能电子伏eV级差分贝dB线密度特[克斯]tex面积公顷hm2我国没有选用的暂时保留与SI并用的单位9个：埃、公亩、靶恩、巴、伽、居里、伦琴、拉德、雷姆。1．3上述单位的倍数单位2法定计量单位的使用规则2．1法定计量单位名称(1)计量单位的名称，一般是指它的中文名称，用于叙述性文字和口述中，不得用于公式、数据表、图、刻度盘等处。(2)组合单位的名称与其符号表示的顺序一致，遇到除号时，读为“每”字，例如：J／(mol·K)的名称应为“焦耳每摩尔开尔文”。书写时亦应如此，不能加任何图形和符号，不要与单位的中文符号相混。3(3)乘方形式的单位名称举例：m4的名称应为“四次方米”而不是“米四次方”。用长度单位米的二次方或三次方表示面积或体积时，其单位名称应为“平方米”或“立方米”，否则仍应为“二次方米”或“三次方米”。℃-1”的名称为“每摄氏度”，而不是“负一次方摄氏度”。s—1的名称应为“每秒”。2．2法定计量单位符号(1)计量单位的符号分为单位符号(即国际通用符号)和单位的中文符号(即单位名称的简称)，后者便于在知识水平不高的场合下使用，一般推荐使用单位符号。十进制单位符号应置于数据之后。单位符号按其名称或简称读，不得按字母读音。(2)单位符号一般用正体小写字母书写，但是以人名命名的单位符号，第一个字母必须正体大写。“升”的符号“l”，可以用大写字母“L”。单位符号后，不得附加任何标记，也没有复数形式。组合单位符合书写方式:①分子为1的组合单位的符号，一般不用分子式，而用负数幂的形式。②单位符号中，用斜线表示相除时，分子，分母的符号与斜线处于同一行内。分母中包含两个以上单位符号时，整个分母应加圆括号，斜线不得多于1条。③单位符号与中文符号不得混合使用。但是非物理量单位(如台、件、人等)，可用汉字与符号构成组合形式单位；摄氏度的符号℃可作为中文符号使用.例如：下列写法正确牛顿米N·mNm牛·米米每秒m/sms-1sm米·秒-1,米/秒瓦每开尔文W/(K·m),瓦/(开·米)每米m-1米-1电阻率Ω·m欧姆·米欧姆·平方毫米/米下列写法错误：N-mmN牛米牛-米ms*米秒*秒米W/K/mW/(开·米)W/K·m1/m1/米2．3词头使用方法4(1)词头的名称紧接单位的名称，作为一个整体，其间不得插入其他词。例如：面积单位km2的名称和含义是“平方千米”，而不是“千平方米”。(2)仅通过相乘构成的组合单位在加词头时，词头应加在第一个单位之前。例如：力矩单位kN·m，不宜写成N·km。(3)摄氏度和非十进制法定计量单位，不得用SI词头构成倍数和分数单位。它们参与构成组合单位时，不应放在最前面。例如：光量单位lm·h，不应写为h．1m。(4)组合单位的符号中，某单位符号同时又是词头符号，则应尽量将它置于单位符号的右侧。例如：力矩单位Nm，不宜写成mN。温度单位K和时间单位s和h，一般也在右侧。(5)词头h，da，d，c(即百、十、分、厘)一般只用于某些长度、面积、体积和早已习用的场合，例如cm、dB等。(6)一般不在组合单位的分子分母中同时使用词头。例如：电场强度单位可用MV／m，不宜用kV／mm。词头加在分子的第一个单位符号前，同一单位中一般不使用两个以上的词头，但分母中长度、面积和体积单位可以有词头，kg也作为例外。(7)选用词头时，一般应使量的数值处于0．1～1000范围内。例如：1401Pa可写成1．401kPa。(8)万(104)和亿(108)可放在单位符号之前作为数值使用，但不是词头。十、百、千、十万、百万、千万、十亿、百亿、千亿等中文词，不得放在单位符号前作数值用。(9)计算时，为了方便，建议所有量均用SI单位表示，词头用10的幂代替。这样，所得结果的单位仍为SI单位。3化学检测常用单位3.1物质的量浓度a.定义：单位体积中所含溶质B的物质的量.b.物质的量浓度符号：cB，在使用物质的量浓度时也必须指明B的基本单元。c.物质的量浓度单位：实验室中常用的单位是“mol/L”。例1：c(NaOH)=0.1015mol/L氢氧化钠溶液,小括号内的NaOH是指溶液中溶质的基本单元,c(NaOH)是表示基本单元为NaOH的物质的量浓度。等号右边的0.1015mol/L表示物质的量浓度数数值为0.1015摩尔每升,即每升含氢氧化钠1×氢氧化钠分子量×0.1015克。5例2：c(1/2H2SO4)=0.2042mol/L硫酸溶液,表示基本单元为1/2H2SO4的物质的量浓度为0.2042摩尔每升。即每升含硫酸1/2×硫酸分子量×0.2042克。例3：c(1/5KMnO4)=0.1000mol/L高锰酸钾溶液，表示基本单元为1/5KMnO4的物质的量浓度为0.1000摩尔每升.即每升含高锰酸钾1/5×高锰酸钾分子量×0.1000克。例4：c(HCl)=4mol/L盐酸溶液3.2质量浓度a.质量浓度定义：作为溶质的物质的质量除以混合物(即溶液)体积。b.质量浓度符号：ρB，B代表作为溶质的物质。c.质量浓度单位：实验室常用g/L,mg/L、mg/mL,μg/mL等。以g·L-1，mg·L-1更方便。例5：ρ(Na2CO3)=0.5021g·L-1碳酸钠标准滴定溶液,表示碳酸钠标准滴定溶液的质量浓度为0.5021克每升。例6：ρA/B表示法：A代表被测物质；B代表滴定溶液中有效物质分子式。ρ(Cl-/AgNO3)=0.5000g·硝酸银标准滴定溶液表示1mL硝酸银标准滴定溶液相当于0.5000mg的氯离子。例7：ρ(Zn)=2mg·L-1,在一般情况下,只写整数及小数点后的非零数字.这种表示法不考虑有效数字的规定。例8：40g·L-1NaOH溶液若介质的溶质为固体时,则用ρB表示介质的质量浓度,不带量符号。如。不用4g/100mL.表示，单位的分母不带系数3.3质量分数ωBa.质量分数定义:溶液中溶质B的质量与溶液的质量之比。b.质量分数的符号是ωBc.质量分数单位：它是无量纲量,可以用%符号表示它的单位。例9：ω(HCl)=10%例10：ω(Pb)=1.0%6例11：ω(Pb)/(mg·kg-1)=1.03.4体积分数φBa.定义：溶液中溶质体积与溶液体积之比.b.体积分数的符号是φBc.是无量纲量，可用%符号表示其单位例12：φ(C2H5OH)=75%乙醇每100mL中含75mL乙醇的溶液表示为:3.5V1+V2形式表示浓度这种表示方法是表示两种或两种以上溶液或液体相混成为另一溶液的浓度表示法,被混合者均以体积表示.例13：HCl(1+2)参考文献：GB3100-3102—93《量和单位》二、数据处理和测量误差1数据处理1．1有效数字1．1．1(末)的概念所谓(末)，指的是任何一个数如19．8mm，最末一位数字所对应的单位量值。1．1．2有效数字的概念1．1．2．1有效数字的概念：当该近似数的绝对误差小于0．5(末)时，从左边的第一个非零数字算起，直到最末一位数字为止的所有数字。有效数字的位数称为有效位数。π=3．14159……截取到百分位，可得到近似数3．14，绝对误差的模0.00159，3．14的(末)为0．1，0．5(末)=0．5×0．01=0．005，小于0.00159。近似数3．14是3位有效数字。1．1．2．2如何确定有效位数3.20.320.0320.0032--------------2位0．0320-----3位10．00------4位712．450-----5位35000-----5位350×102-------3位35×103-------2位1．1．3记录数值有效位数选择保留最后一位是可疑数字。就是以最小分度值为准，再加一位。1．1．4检验结果的有效位数确定GB1.3-19975.4.5.7“试验结果应与技术要求的量值的有效位数一致”。1．1．5计算过程中有效位数确定A．加、减运算当几个数参与加、减运算，以各数中(末)最大的数为准，其余的数均比它多保留一位，多余位数应舍去。计算结果的(末)，应与参与运算的数中(末)最大的那个数相同。若计算结果尚需参与下一步运算，则可多保留一位。例如：18．3Ω+1．4546Ω+0．876Ω→18．3Ω十1．45Ω+0．88Ω=20．63≈20．6Ω计算结果为20．6Ω。若尚需参与下一步运算，则取20．63Ω。B．乘、除(或乘方、开方)运算在进行数的乘除运算时，以有效数字位数最少的那个数为准，其余的数的有效数字均比它多保留一位。运算结果(积或商)的有效数字位数，应与参与运算的数中有效数字位数最少的那个数相同。若计算结果尚需参与下一步运算，则有效数字可多取一位。例如：1．1×0．3268×0．10300→1．1×0．327×0．103=0．0370≈0．037计算结果为0．037m3。若需参与下一步运算，则取0．0370。C．常数：无限有效。1．2数据修约(GB8170)1．2．1数据修约的基本概念对某一拟修约数，根据保留数位的要求，将其多余位数的数字进行取舍，按照一定的规则，选取一个其值为修约间隔整数倍的数(称为修约数)来代替拟修约数，这一过程称为数据修约，也称为数的化整或数的凑整。为了简化计算，准确表达测量结果，必须对有关数据进行修约。修约间隔又称为修约区间或化整间隔，它是确定修约保留位数的一种方式。修约8间隔一般以k×10n(k=1，2，5；，n为