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计量基础知识培训内容◇计量概述◇量和单位◇数据处理◇测量不确定度分析◇测量器具与计量标准◇计量质量保证◇计量管理计量概述一1.1计量的定义*JJF1001-1998《通用计量术语及定义》计量是为实现单位统一和量值准确可靠的活动。计量的被测对象主要是测量仪器和测量标准。从定义上讲计量是一种特殊的测量，是一门科学——计量学。计量学是关于测量的科学，计量学涵盖有关测量的理论与实践的各个方面,而不论测量的准确度如何及它在什么科学技术领域内进行。计量概述二在不引起误解的时候，计量学可简称计量，此时“计量”是指测量的理论和实践，而不能仅仅是“一组操作”，讲到相应的操作，就是“测量”，是有特定目的的测量，包括“检定”、“校准”、“定值”、“定度”等。专门从事测量理论研究与应用工作的机构，称计量院、计量所、计量站、计量室等，其工作人员称计量人员、计量检定人员。在实际应用中，有时计量和测量混用，无严格区别。计量也是指一种工作或一项事业。计量概述三1.2计量的历史•古代：基本内容是“度量衡”。•秦朝：秦始皇统一六国后，为了发展经济,颁布了统一度量衡的诏书，在我国开始了计量的法制管理。•新中国成立后，1953年确认采用“计量”一词，取代使用了几千年的度量衡，并赋予了更广泛的内容。•1985年公布了《中国人民共和国计量法》，标志着我国计量工作从行政管理走向法制管理的新阶段。计量概述四1.3计量学研究的内容1研究计量单位及其基准标准的建立复制保存和使用2研究计量方法和计量器具的计量特性3研究量值传递与量值溯源的方法4研究计量的不确定度、测量理论和结果处理方法5研究计量人员进行计量的能力培养与考核方法6研究计量法制和管理7研究有关计量的一切理论和实际问题8基本物理常数标准物质及材料特性等的准确测定等计量概述五1.4计量学分类按工作分类：科学计量:探索、先行的研究；工程计量：工业企业的应用；法制计量：政府强制管理。按专业分类：十二大类按任务分类：七类：通用、实用、理论、技术、法制、经济、品质。1.5计量的特点1统一性（本质的特征）2准确性（目的）3溯源性（保障）4法制性（保障）计量概述六1.6计量的作用：技术基础与重要手段，起保障作用；1计量与科学技术的作用；2计量与工农业生产的作用；3计量与国防的作用；4计量与日常生活的息息相关。计量概述七1.7计量科技的十二大领域1几何量：长度、角度、工程参量等2力学：质量、密度、力、功、能、流量3热工：热力学温度、热量、热容、热导率4电磁：电流、电势、电压、电容、磁通、磁导5电子：噪声、功率、调制、脉冲、失真、衰减、阻抗、场强等6时间频率：时间、频率、波长、振幅、阻尼系数7声学：声压、声速、声功率、声强8光学：发光强度、光通量、照度、辐射强度辐射通量辐射照度等9化学：标准物质、物质的量、阿伏伽德罗常数摩尔质量渗透压等10电离辐射：粒子能量、密度能通量、密度活度、吸收剂量等11振动：转速、振动幅度、振动频率、转速等12气象：气温、气压、风速、相对湿度等计量概述八几何量：量块、线纹、角度、平直度、表面粗糙度、齿轮、工程测量、万能量具、坐标测量、经纬类仪器、几何量仪器热学：常用温度计（电阻、玻璃液体、热电偶）、辐射测温、温度指示和调节仪、湿度力学：质量、力值、扭矩、硬度、压力、转速、流量、振动、冲击、加速度、流速、真空、密度、容量。化学：标准物质、化学测量仪（酸度计、电导仪、可见分光光度计）计量概述九电磁：计量基准主要包括电压、电流、电阻、电容，磁感应强度、磁通和磁矩无线电：主要包括信号强度、信号特性、电路参量、网络特性、材料参量、电磁兼容性、超低频参数、半导体微电子元器件参数等方面的计量测试。计量概述十时间频率：1、时间频率信号总是不断在改变，时间频率计量具有动态测量特性，因此稳定特性的表征和测量尤为重要，而且每个测量值都需要多次测量才得到一个测量结果，这就是时间频率计量器具的技术指标的计量，常常需要几天甚至几个月的原因。2、时间频率计量标准量值复现的高度准确，促进了时间频率量值测量的高度精密，时间频率计量的准确度和精密度是所有物理量测量远不及的计量概述十一1.8中华人民共和国计量法中华人民共和国计量法第七条国务院有关主管部门和省自治区直辖市人民政府有关主管部门，根据本部门的特殊需要，可以建立本部门使用的计量标准器具其各项最高计量标准器具，经同级人民政府计量行政部门主持考核合格后使用。中华人民共和国计量法第八条企业事业单位根据需要可以建立本单位使用的计量标准器具，其各项最高计量标准器具经有关人民政府计量行政部门主持考核合格后使用。中华人民共和国计量法第九条县级以上人民政府计量行政部门对社会公用计量标准器具，部门和企业事业单位使用的最高计量标准器具，以及用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测方面的列入强制检定目录的工作计量器具，实行强制检定。……对前款规定以外其他计量标准器具和工作计量器具，使用单位应当自行定期检定或者送其他计量检定机构检定，县级以上人民政府计量行政部门应当进行监督检查。计量概述十二中华人民共和国计量法第十条计量检定必须按照国家计量检定系统表进行，……计量检定必须执行计量检定规程……中华人民共和国计量法第十一条计量检定工作应当按照经济合理的原则就地就近进行。中华人民共和国计量法实施细则第七条计量标准器具的使用必须具备下列条件：1.经计量检定合格2.具有正常工作所需要的环境条件3.具有称职的保存、维护、使用人员4.具有完善的管理制度中华人民共和国计量法实施细则第九条国务院有关主管部门和省自治区直辖市人民政府有关主管部门建立的本部门各项最高计量标准，经同级人民政府计量行政部门考核，符合本细则第七条规定条件并取得考核合格证的，由有关主管部门批准使用。计量概述十三中华人民共和国计量法实施细则第十三条计量检定工作应当按照经济合理的原则，不受行政区域和部门管辖的限制。关于企业使用的非强检计量器具由企业依法自主管理的公告（国家质量技术监督局1999年第6号）计量概述十四为落实国务院办公关于印发国家质量技术监督局职能配置内设机构和人员编制规定通知规定(国办发[1998]84号),国家质量技术监督局决定对企业使用的非强制检定计量器具的检定周期和检定对企业依法自方管理的有关事项,公告如下:一、企业使用的非强制检定计量器具,是指除企业最高计量标准器具以及用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测方面的列人强制检定目录以外的其他计量标准器具和工作计量器具，非强制检定计量器具的检定周期由企业根据计量器具的实际使用情况本着科学经济和量值准确的原则自行确定。二、非强制检定计量器具的检定方式由企业根据生产和科研的需要可以自行决定在本单位检定或者送其他计量检定机构检定测试任何单位不得干涉。三、企业使用的最高计量标准器具以及用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测方面列人强制检定目录的工作计量器具应当进行强制检定未按照规定申请检定或者检定不合格的企业不得使用。特此公告国家质量技术监督局(印)一九九九年三月十九日有关的计量法规1中华人民共和国计量法2中华人民共和国计量法实施细则3中华人民共和国强制检定的工作计量器具检定管理办法4中华人民共和国强制检定的工作计量器具目录第二章物理量和计量单位量和单位一2.1基本概念2.1.1量、量制与量纲量：现象、物体或物质的可以定性区别和定量确定的一种属性。计量学中的量都是指可以测量的量。一般意义的量：如长度、温度、电流。特定的量：如某根木棒的长度、通过某条导线的电流。可相互比较并按大小排序的量称为同种量，若干同种量合在一起可称为同类量如功、热、能。量制：彼此间存在确定关系的一组量，即在特定科学领域中的基本量和相应导出量的特定组合。一个量制可以有不同的单位制。量纲：以给定量制中基本量的幂的乘积表示该量制中某量的表达式，其数字系数为1。量和单位二2.1.2计量单位和单位制计量单位：为定量表示同种量的大小而约定地定义和采用的特定量。单位制：为给定量制按给定规则确定的一组基本单位和导出单位。2.2国际单位制国际单位制是1960年第十一届国际计量大会CGPM通过，并用符号“SI”表示。量和单位三国际单位制的构成：量和单位四SI基本单位SI基本单位共7个量和单位五SI导出单位1）用SI基本单位表示的导出单位；2）包括辅助单位在内的具有专门名称的导出单位；3）用具有专门名称的导出单位表示的导出单位；4）上述三类单位组合而成的单位。SI单位的倍数单位SI制外单位量和单位六2.3我国的法定计量单位我国的法定计量是以国际单位制为基础，根据我国的实际情况，适当地增加了一些其它单位而构成的。法定计量单位制的基本单位包括1）国际单位制单位2）国家选定的非国际单位制单位3）由以上单位构成组合形式的单位量和单位七2.4法定计量单位的使用规则2.4.1法定计量单位的名称2.4.2法定计量单位和词头符号2.4.3使用注意事项2.4.4组合单位书写举例第三章误差和数据处理误差和数据处理一3.1测量误差3.1.1测量误差的定义测量误差指测量结果与被测量的真值之差。这正是人们通常理解的绝对误差，表示为：X1=X-X0式中X---测量结果;X0---真值绝对误差有大小和符号,其单位与测量结果的单位相同;如三角形的三个内角和的真值为180°实测结果为179°,则绝对误差为-1°,符号为负,说明测量结果小于真值。不应将绝对误差与误差的绝对值混淆，后者为误差的模。仅从测量结果与真值之间的误差的数学形式考查，除绝对误差外这有相对误差、引用误差和分贝误差。误差和数据处理二3.1.2、测量误差的分类一般将误差分为两类即系统误差和随机误差。1）系统误差：是指在重复条件下，对同一被测量进行无限多次测量，所得结果的平均值与被测量的真值之差。系统误差决定测量结果的正确程度。2）系统误差的产生：装置误差、环境误差、方法误差、人员误差。3）系统误差的抵偿：测量前设法消除可能消除的误差源；测量过程中采用适当的实验方法；通过适当的计算修正量；通过若干人的重复测量取平均消除人员误差。误差和数据处理三4）随机误差：是指测量结果与在重复条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差。随机误差决定计量结果的精密程度。对于某一次测量而言，随机误差的大小以不可预知的方式变化，但就整体而言，却服从一定的统计规律。因此，可以以数理统计的方法估计随机误差对测量结果的影响。3.2测量结果的正确度、精密度和准确度为了对测量结果作出评估引入正确度、精密度、准确度概念。误差和数据处理四正确度：反映了系统误差的大小，表明测量结果与真值的接近程度。精密度：也叫精确度（精度），直接表示测量结果与真值一致的程度。可以说准确度是精密度与正确度的综合表达。误差和数据处理五3.3测量误差的计算基础：3.3.1平均值3.3.2残余误差3.3.3实验标准偏差3.3.4算术平均值标准偏差3.3.5最小二乘法：在一系列等精度计量的计量值中，最佳值是使所有计量值的残差的平方和最小的值。对于不等精度计量的一系列计量值来说，它们的算术平均值即为最佳值。误差和数据处理六3.4数据处理3.4.1异常值的判定和剔除：3准则，格拉布斯（Grubbs）准则，狄克逊（Dixon）准则3.4.2有效数字的运算规则1）当几个数作加减运算时，在各数中以小数位数最少的为准，其余各数均凑成比该数多一位小数，所保留的多一位数字常称为安全数字。2）当几个数作乘法除法运算时，在各数中以有效数字位数最少的为准，其余各数均凑成比该数多一个数字，而与小数点位置无关。3）将数平方或开方后，结果可比有效数字位数最少的数多保留一位或相同。4）对于复合运算，中间运算所得数字的位数应比单一运算所得数字的位数至少多取一位。5）若有效数字的第一位数为8或9，则有效位数可增计一位。误差和数据处理七3.5数字舍入规则数字舍入规则1）若舍去部分的数值首位大于5，则保留