質(zhì)量技術(shù)專業(yè)人員職業(yè)資格考試計(jì)量基礎(chǔ)教學(xué)講義(ppt)
綜合能力考核表詳細(xì)內(nèi)容
質(zhì)量技術(shù)專業(yè)人員職業(yè)資格考試計(jì)量基礎(chǔ)教學(xué)講義(ppt)
二○○三年質(zhì)量技術(shù)專業(yè)人員職業(yè)資格考試計(jì) 量 基 礎(chǔ)
第一節(jié) 基本概念
一、計(jì)量的內(nèi)容、分類和特點(diǎn)
(一)計(jì)量的內(nèi)容
1、[可測(cè)量的]量:現(xiàn)象、物體或物質(zhì)可定
性區(qū)別與定量確定的屬性。
2、測(cè)量(measurement):以確定量值為
目的的一組操作。
3、計(jì)量:實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準(zhǔn)確可靠的
活動(dòng)。
4、計(jì)量學(xué):是關(guān)于測(cè)量的科學(xué)。
5、計(jì)量的對(duì)象:在相當(dāng)長的歷史時(shí)期內(nèi),主要是物理量,現(xiàn)已逐漸擴(kuò)展到工程量、化學(xué)量、生理量、甚至心理量。
計(jì)量的內(nèi)容可概括為六個(gè)方面:
1、計(jì)量單位與單位制
2、計(jì)量器具(或測(cè)量儀器)
3、量值傳遞與溯源
4、物理常量、材料與物質(zhì)特性的測(cè)定
5、測(cè)量不確定度、數(shù)據(jù)處理與測(cè)量理論及其方法
6、計(jì)量管理,包括計(jì)量保證與計(jì)量監(jiān)督等
(二)計(jì)量的分類
計(jì)量涉及社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。根據(jù)其作用與地位,計(jì)量可分為科學(xué)計(jì)量、工程計(jì)量和法制計(jì)量三類,分別代表計(jì)量的基礎(chǔ)性、應(yīng)用性和公益性三個(gè)方面。
1、科學(xué)計(jì)量:
2、工程計(jì)量:
3、法制計(jì)量:
(三)計(jì)量的特點(diǎn)
計(jì)量的特點(diǎn)可以歸納為準(zhǔn)確性、一致性、溯源性及法制性四個(gè)方面。
1、準(zhǔn)確性:計(jì)量的核心,權(quán)威性的象征
2、一致性:計(jì)量最本質(zhì)的特征
3、溯源性:準(zhǔn)確性、一致性的技術(shù)保證
4、法制性:計(jì)量必需的法制保障
綜上所述,
計(jì)量的定義:實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準(zhǔn)確可靠的活動(dòng)。
計(jì)量的分類:科學(xué)計(jì)量、工程計(jì)量和法制計(jì)量分別代表計(jì)量的基礎(chǔ)性、公益性和公益性三個(gè)方面。
計(jì)量的特點(diǎn):準(zhǔn)確性、一致性、溯源性、法制性。
對(duì)“計(jì)量”的理解:
(廣義)計(jì)量是對(duì)“量”的定性分析和定量確認(rèn)的過程。
(狹義)計(jì)量是與測(cè)量結(jié)果置信度有關(guān)的、與測(cè)量不確定度聯(lián)系在一起的一種規(guī)范化測(cè)量。
二、計(jì)量的法律和法規(guī)
第一層次是法律:《中華人民共和國計(jì)量法》。
第二層次是法規(guī):包括
1、國務(wù)院依據(jù)《計(jì)量法》所制定或批準(zhǔn)的計(jì)量行政法規(guī);
2、省、直轄市、自治區(qū)人大常委會(huì)制定的地方計(jì)量法規(guī)。
第三層次是規(guī)章:包括
1、國務(wù)院計(jì)量行政部門制定的各種全國性的單項(xiàng)計(jì)量管理辦法和技術(shù)規(guī)范;
2、國務(wù)院有關(guān)主管部門制定的部門計(jì)量管理辦法。
3、縣級(jí)以上地方人民政府及計(jì)量行政部門制定的地方計(jì)量管理辦法。
《中華人民共和國計(jì)量法》
1、《計(jì)量法》于1985年9月6日經(jīng)第六屆全國人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)第十二次會(huì)議審議通過,中華人民共和國主席令予以公布,自1986年7月1日起施行。
2、《計(jì)量法》是國家管理計(jì)量工作的根本法,是實(shí)施計(jì)量法制監(jiān)督的最高準(zhǔn)則,共6章35條。
3、《計(jì)量法》的基本內(nèi)容
4、制定《計(jì)量法》的目的
5、 《計(jì)量法》的調(diào)整對(duì)象
三、量值的溯源、校準(zhǔn)和檢定
(一)量值溯源體系
量值溯源性:通過一條具有規(guī)定不確定度的不間斷的比較鏈,使得測(cè)量結(jié)果或測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的值能夠與規(guī)定的參考標(biāo)準(zhǔn)(通常是國家計(jì)量基準(zhǔn)或國際計(jì)量基準(zhǔn))聯(lián)系起來的特性,稱為量值溯源性。
量值溯源等級(jí)圖:也稱為量值溯源體系表,它是表明測(cè)量儀器的計(jì)量特性與給定量的計(jì)量基準(zhǔn)之間關(guān)系的一種代表等級(jí)順序的框圖。
實(shí)現(xiàn)量值溯源的最主要的技術(shù)手段是校準(zhǔn)和檢定。
☆補(bǔ)充:量值傳遞
定義:量值傳遞就是通過對(duì)計(jì)量器具的檢定或校準(zhǔn),將國家基準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn))所復(fù)現(xiàn)的計(jì)量單位量值,通過計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)逐級(jí)傳遞到工作計(jì)量器具,以保證對(duì)被測(cè)對(duì)象量值的準(zhǔn)確一致。
☆補(bǔ)充: 量值傳遞系統(tǒng)
定義:量值傳遞系統(tǒng)是指國家計(jì)量基準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)的單位量值,通過各級(jí)計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)建立的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),逐級(jí)傳遞到工作計(jì)量器具的完整體系。
☆補(bǔ)充:量值傳遞與量值溯源的比較
1、 “量值傳遞”含有自上而下的意志,體現(xiàn)出一種政府的行為,有一種強(qiáng)制性的含義;
“量值溯源”是自下而上,體現(xiàn)出一種自發(fā)性、自覺地尋找溯源,反映出企業(yè)自身的需要。
2、兩種傳遞方法不一樣。
3、“量值傳遞”一般按等級(jí)傳遞;而“量值溯源”由于“比較鏈”的存在可以越級(jí),也可以逐級(jí)溯源。
4、 “量值傳遞”強(qiáng)調(diào)傳遞到“工作用計(jì)量器具”;而“量值溯源”強(qiáng)調(diào)把“測(cè)量結(jié)果與有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)”聯(lián)系起來。
(二)校準(zhǔn)
校準(zhǔn)的定義:在規(guī)定的條件下,為確定測(cè)量儀器(或測(cè)量系統(tǒng))所指示的量值,或?qū)嵨锪烤撸ɑ騾⒖嘉镔|(zhì))所代表的量值,與對(duì)應(yīng)的由其測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的量值之間關(guān)系的一組操作。
1、校準(zhǔn)的主要含義:
2、校準(zhǔn)的主要目的:
3、校準(zhǔn)的依據(jù):
4、校準(zhǔn)的結(jié)果:
(三)檢定
1、定義: [計(jì)量器具的]檢定:查明和確認(rèn)計(jì)量器具是否符合法定要求的程序,它包括檢查、加標(biāo)記和(或)出具檢定證書。
2、檢定依據(jù):是按法定程序?qū)徟嫉挠?jì)量檢定規(guī)程。
3、檢定結(jié)果:必須作出合格與否的結(jié)論,并出具證書或加蓋印記。
4、計(jì)量檢定的分類
按計(jì)量器具的管理形式分
強(qiáng)制檢定和非強(qiáng)制檢定兩類
按檢定性質(zhì)分
(1)首次檢定:
(2)周期檢定:
(3)監(jiān)督檢定:
(4)仲裁檢定:
(5)臨時(shí)檢定:
(6)抽樣檢定:
5、強(qiáng)制檢定與非強(qiáng)制檢定
強(qiáng)制檢定
(1)定義:由縣級(jí)以上政府計(jì)量行政部門對(duì)強(qiáng)制檢定范圍的計(jì)量器具所實(shí)行的強(qiáng)制性定點(diǎn)定期檢定。
(2)強(qiáng)制檢定的特點(diǎn):是由政府計(jì)量行政部門統(tǒng)管,指定的法定或授權(quán)技術(shù)機(jī)構(gòu)具體執(zhí)行,固定檢定關(guān)系,定點(diǎn)送檢;檢定周期由執(zhí)行強(qiáng)檢的技術(shù)機(jī)構(gòu)按照計(jì)量檢定規(guī)定,結(jié)合實(shí)際使用情況確定。
(3)強(qiáng)制檢定的范圍:
①社會(huì)公用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)
②部門和企業(yè)、事業(yè)單位的各項(xiàng)最高計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)
③用于貿(mào)易結(jié)算、安全防護(hù)、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測(cè)四個(gè)方面并列入《中華人民共和國強(qiáng)制檢定的工作計(jì)量器具明細(xì)目錄》的工工作計(jì)量器具。
非強(qiáng)制檢定
(1)定義:是指由使用單位自已或委托具有社會(huì)公用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)或授權(quán)的計(jì)量檢定機(jī)構(gòu),對(duì)強(qiáng)檢以外的其他測(cè)量儀器依法進(jìn)行的一種定期檢定。
(2)非強(qiáng)制檢定的特點(diǎn):是使用單位依法自主管理,自由送檢,自求溯源,自行確定檢定周期。
3、校準(zhǔn)與檢定的主要區(qū)別:
(1)校準(zhǔn)不具有法制性,是企業(yè)自愿溯源的行為。
檢定具有法制性,是屬法制計(jì)量管理范疇的執(zhí)法行為。
(2)校準(zhǔn)主要用以確定測(cè)量器具的示值誤差。
檢定是對(duì)測(cè)量器具的計(jì)量特性及技術(shù)要求的全面評(píng)定。
(3)校準(zhǔn)的依據(jù)是校準(zhǔn)規(guī)范、校準(zhǔn)方法,可作統(tǒng)一規(guī)定,也可自行制定。
檢定的依據(jù)必須是計(jì)量檢定規(guī)程。不能自行制定。
(4)校準(zhǔn)不判斷測(cè)量器具合格與否,但當(dāng)需要時(shí),可確定測(cè)量器具的某一性能是否符合預(yù)期的要求。
檢定要對(duì)所檢的測(cè)量器具作出合格與否的結(jié)論。
(5)校準(zhǔn)結(jié)果通常是發(fā)校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報(bào)告。
檢定結(jié)果合格的發(fā)檢定證書,不合格的發(fā)不合格通知書。
☆補(bǔ)充:測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其管理
1、測(cè)量標(biāo)準(zhǔn):是指為了定義、實(shí)現(xiàn)、保存和復(fù)現(xiàn)量的單位或一個(gè)或多個(gè)量值,用作參考的實(shí)物量具、測(cè)量儀器、參考物質(zhì)或測(cè)量系統(tǒng)。
2、國際計(jì)量基準(zhǔn):經(jīng)國際協(xié)議承認(rèn)的,在國際上作為對(duì)有關(guān)量的其他測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)定值的依據(jù)的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn),稱為國際[測(cè)量]標(biāo)準(zhǔn),在我國也稱為國際計(jì)量基準(zhǔn)。
3、國家計(jì)量基準(zhǔn):經(jīng)國家決定承認(rèn)的,在一個(gè)國家內(nèi)作為對(duì)有關(guān)量的其他測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)定值的依據(jù)的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn),稱為國家[測(cè)量]標(biāo)準(zhǔn),在我國常稱其為國家計(jì)量基準(zhǔn)。
4、參考標(biāo)準(zhǔn):是在給定地區(qū)或給定組織內(nèi),通常具有最高計(jì)量學(xué)特性的一種測(cè)量標(biāo)準(zhǔn),在該處所做的測(cè)量均從它導(dǎo)出。
5、社會(huì)公用標(biāo)準(zhǔn):是指經(jīng)政府計(jì)量行政部門考核、批準(zhǔn),作為統(tǒng)一本地區(qū)量值的依據(jù),在社會(huì)上實(shí)施計(jì)量監(jiān)督和具有公證作用的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。
6、工作標(biāo)準(zhǔn): 是指用于日常校準(zhǔn)或核查實(shí)物量具、測(cè)量儀器或參考物質(zhì)的一種測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。
7、傳遞標(biāo)準(zhǔn):是指在測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)相互比較中用作媒介的一種測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。
8、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核:應(yīng)按計(jì)量技術(shù)規(guī)范JJF1033-2001《計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》進(jìn)行。這種考核是指對(duì)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、操作人員、環(huán)境條件和規(guī)章制度四個(gè)方面的綜合考核。
考核合格后由本單位批準(zhǔn)使用,并向主管部門備案。測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)考核證書期滿前6個(gè)月,應(yīng)申請(qǐng)復(fù)查。
第二節(jié) 計(jì) 量 單 位
一、概述
1、量值:
定義:由一個(gè)數(shù)乘以計(jì)量單位所表示的特定量的大小。即,Q = {Q}·[Q]
[Q] — 量Q所選用的計(jì)量單位;
{Q}— 用計(jì)量單位[Q]表示時(shí)量Q的數(shù)值。
注意區(qū)別數(shù)值和量值。
2、計(jì)量單位
定義:為定量表示同種量的大小而約定地定義和采用的特定量。
3、計(jì)量單位制
定義:為給定量制按給定規(guī)則確定的一組基本單位和導(dǎo)出單位。
4、法定計(jì)量單位:
定義:由國家法律承認(rèn)、具有法定地位的計(jì)量單位。
二、法定計(jì)量單位的構(gòu)成
我國的法定計(jì)量單位由三部分構(gòu)成:
1、國際單位制單位;
2、國家選定的作為法定計(jì)量單位的非國際單位制單位
3、由以上單位構(gòu)成的組合形式的單位
我國法定計(jì)量單位的構(gòu)成
國際單位制單位
(一)SI基本單位
(二)SI導(dǎo)出單位
定義:SI導(dǎo)出單位是用SI單位以代數(shù)形式表示的單位。
SI導(dǎo)出單位由兩部分構(gòu)成:一部分是
包括SI輔助單位在內(nèi)的具有專門名稱的SI
導(dǎo)出單位,共21個(gè);另一部分是組合形式
的SI導(dǎo)出單位,即用SI基本單位和具有專門名稱的SI導(dǎo)出單位(含輔助單位)以代數(shù)形式表示的單位。
(三)SI單位的倍數(shù)單位
1、SI詞頭:在SI中,用以表示倍數(shù)單位的詞頭稱為SI詞頭。
表5·2-3共列出20個(gè)SI詞頭,所代表的因數(shù)的覆蓋范圍為10-24 ~ 1024。
2、SI倍數(shù)單位:用SI詞頭附加在SI單位之前構(gòu)成的單位稱為SI倍數(shù)單位(十進(jìn)倍數(shù)和分?jǐn)?shù)單位)。
(四)可與SI單位并用的我國法定計(jì)量單位
由于實(shí)用上的廣泛性和重要性,在我國法定計(jì)量單位中,為11個(gè)物理量選定了16個(gè)與SI單位并用的非SI單位。其中10個(gè)是國際計(jì)量大會(huì)同意并用的非SI單位,它們是:時(shí)間單位——分、[小]時(shí)、日(天);[平面]角單位——度、[角]分、[角]秒;體積單位——升;質(zhì)量單位——噸和原子質(zhì)量單位;能量單位——電子伏。另外6個(gè),即海里、節(jié)、公頃、轉(zhuǎn)每分、分貝、特[克斯],則是根據(jù)國內(nèi)外的實(shí)際情況選用的。
可與國際單位制單位并用的我國法定計(jì)量單位
三、法定計(jì)量單位的基本使用方法
(一)法定計(jì)量單位的名稱
1、法定計(jì)量單位的名稱,除特別說明外,一般指法定計(jì)量單位的中文名稱,用于敘述性文字的口語中。
2、名稱中去掉方括號(hào)中的部分是單位的簡稱,否則是全稱。簡稱和全稱可任意選用,以表達(dá)清楚明了為原則。
3、組合單位的中文名稱,原則上與其符號(hào)表示的順序一致。單位符號(hào)中的乘號(hào)沒有對(duì)應(yīng)的名稱,只要將單位名稱接連讀出即可。而表示相除的斜線(/)對(duì)應(yīng)的名稱為“每”,且無論分母中有幾個(gè)單位,“每”只在分母的前面出現(xiàn)一次。
4、如果單位中帶有冪,則冪的名稱應(yīng)在單位之前。如長度的二次和三次冪分別表示面積和體積,則相應(yīng)的指數(shù)名稱分別為平方和立方。負(fù)數(shù)冪的含義為除,既可用冪的名稱,也可用“每”。
(二)法定計(jì)量單位和詞頭的符號(hào)
1、法定計(jì)量單位和詞頭的符號(hào),是代表單位和詞頭名稱的字母或特種符號(hào),它們應(yīng)采用國際通用符號(hào)。在中、小學(xué)課本和普通書刊中,必要時(shí)也可將單位的簡稱(包括帶有詞頭的單位簡稱)作為符號(hào)使用,這樣的符號(hào)稱為“中文符號(hào)”。
2、法定計(jì)量單位和詞頭的符號(hào),不論拉丁字母或希臘字母,一律用正體。單位符號(hào)一般為小寫字母,只有單位名稱來源于人名時(shí),其符號(hào)的第一個(gè)字母大寫;只有“升”的符號(hào)例外,可以用L。
3、單位符號(hào)沒有復(fù)數(shù)形式,不得附加任何其他標(biāo)記或符號(hào)來表示量的特性或測(cè)量過程的信息。
4、詞頭符號(hào)的字母,當(dāng)其所表示的因數(shù)小于106 時(shí),一律用小寫體;而當(dāng)大于或等于106 時(shí),則用大寫體。
5、組合單位符號(hào)的書寫規(guī)則:
(1)相乘形式構(gòu)成的組合單位
國際符號(hào)——用居中圓點(diǎn):N·m;緊排:Nm
中文符號(hào)——用居中圓點(diǎn):牛·米
(2)相除形式構(gòu)成的組合單位
國際符號(hào)—— 用斜線:kg/m3;
用負(fù)指數(shù):kg·m-3 ;
用水平線:
中文符號(hào)——用斜線:千克/米3 ;
用負(fù)指數(shù):千克·米3
(3)單位中分子為1時(shí),只用負(fù)數(shù)冪:用m-3 ,而不用1/m3
(4)表示相除的斜線在一個(gè)單位中最多只有一條
用W/(K· m),而不用W/K/ m 或 W/ K· m
(5)詞頭的符號(hào)與單位符號(hào)之間不得有間隙,也不加相乘的符號(hào) ,也不必加圓括號(hào)。但在中文符號(hào)中,有可能混淆時(shí),需加圓括號(hào)。
(6)口述單位符號(hào)時(shí)應(yīng)使用單位名稱而非字母名稱。
三、法定計(jì)量單位使用規(guī)則
1、單位名稱與符號(hào)使用場合的規(guī)定
2、單位的名稱或符號(hào)要作為整體使用
3、不能單獨(dú)或重迭使用詞頭
4、量值應(yīng)正確表述
5、限制作用SI詞頭的單位
6、組合單位加詞頭的原則
7、避免單位名稱與符號(hào)、單位的國際符號(hào)與中文符號(hào)的混用
第三節(jié) 測(cè) 量 儀 器
一、概述
(一)測(cè)量儀器的分類
測(cè)量儀器定義:單獨(dú)或連同輔助設(shè)備一起用以進(jìn)行測(cè)量的器具,稱為測(cè)量儀器,又稱為計(jì)量器具。
實(shí)物量具:使用時(shí)以固定形態(tài)復(fù)現(xiàn)或提供給定量的一個(gè)或多個(gè)已知值的測(cè)量儀器稱之為實(shí)物量具,簡稱量具。
按其結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)分:
1、顯示式測(cè)量儀器;
2、比較式測(cè)量儀器;
3、積分式測(cè)量儀器;
4、累積式測(cè)量儀器。
按計(jì)量學(xué)用途或在統(tǒng)一單位量值中的作用分:
1、計(jì)量基準(zhǔn);
2、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn);
3、工作用計(jì)量器具。
(二)測(cè)量系統(tǒng)和測(cè)量設(shè)備
測(cè)量系統(tǒng):通常是指用于特定測(cè)量目的,由全套測(cè)量儀器和有關(guān)的其他設(shè)備組裝起來所形成的一個(gè)系統(tǒng)。
測(cè)量設(shè)備:測(cè)量設(shè)備通常是指測(cè)量儀器、測(cè)量標(biāo)準(zhǔn),、參考物質(zhì)、輔助設(shè)備以及進(jìn)行測(cè)量所必須的資料的一種總稱。
二、測(cè)量儀器的計(jì)量特性
計(jì)量特性:是指其影響測(cè)量結(jié)果的一些明顯特征,其中包括測(cè)量范圍、偏移、重復(fù)性、穩(wěn)定性、分辨力、鑒別力[閾]和示值誤差等。
測(cè)量儀器控制:確定測(cè)量儀器的特性,并簽發(fā)關(guān)于其法定地位的官方文件。這種控制可包括對(duì)測(cè)量儀器的下列運(yùn)作中的一項(xiàng)、兩項(xiàng)或三項(xiàng)。
—— 型式批準(zhǔn);
—— 檢定;
——檢驗(yàn)。
(一)標(biāo)稱范圍、量程和測(cè)量范圍
(二)額定操作條件、極限條件和參考條件
(三)示值誤差和最大允許誤差
(四)靈敏度
(五)分辨力
(六)穩(wěn)定性和漂移
三、測(cè)量儀器的選用原則
(一)技術(shù)性
1、最大允許誤差
2、測(cè)量范圍
3、靈敏度
4、穩(wěn)定性
5、額定操作條件和極限操作條件
6、盡量選用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化的測(cè)量儀器
(二)經(jīng)濟(jì)性
測(cè)量儀器的經(jīng)濟(jì)性是指該儀器的成本,它包括基本成本、安裝成本及維護(hù)成本。
—— 基本成本:設(shè)計(jì)制造成本和運(yùn)行成本
—— 安裝成本:
—— 維護(hù)成本:
所以,應(yīng)考慮和選擇易于安裝、容易維修、互換性好、校準(zhǔn)簡單的測(cè)量儀器。
第四節(jié) 測(cè) 量 結(jié) 果
一、測(cè)量準(zhǔn)確度和精密度
(一)測(cè)量準(zhǔn)確度
定義:測(cè)量準(zhǔn)確度是指測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量真值之間的一致程度。
精密度 :反映隨機(jī)誤差的大小
準(zhǔn)確度
正確度:反映系統(tǒng)誤差的大小
(二)測(cè)量精密度
測(cè)量精密度是指在規(guī)定條件下獲得的各個(gè)觀測(cè)值之間的一致程度。
不要用術(shù)語“精密度”來表示“準(zhǔn)確度”。精密度反映分散性,即指隨機(jī)效應(yīng)所致的測(cè)量結(jié)果的不可重復(fù)性或不可再現(xiàn)性;準(zhǔn)確度是指在隨機(jī)效應(yīng)和系統(tǒng)效應(yīng)的綜合作用下,測(cè)量結(jié)果與真值的不一致。
二、測(cè)量重復(fù)性和再現(xiàn)性
(一)測(cè)量重復(fù)性
在相同測(cè)量條件下,對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行連續(xù)多次測(cè)量所得結(jié)果之間的一致性。
重復(fù)性條件: (1)相同的測(cè)量程序;(2)相同的觀測(cè)者;(3)在相同的條件下使用相同的測(cè)量儀器;(4)相同的地點(diǎn);(5)在短時(shí)間內(nèi)重復(fù)測(cè)量。
(二)測(cè)量再現(xiàn)性
在改變了的測(cè)量條件下,對(duì)同一被測(cè)量的測(cè)量結(jié)果之間的一致性。
☆補(bǔ)充:測(cè)量數(shù)據(jù)修約
一、有效數(shù)字和數(shù)據(jù)修約
有效數(shù)字:
數(shù)據(jù)修約:
修約間隔:
確定修約保留位數(shù)的方法:
— 修約間隔;
— 保留到某數(shù)位;
— 保留幾位有效數(shù)字
二、測(cè)量數(shù)據(jù)修約方法
我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB8170-87《數(shù)值修約規(guī)則》,對(duì):“1”、“2”、“5”間隔的修約方法分別作了規(guī)定。
國家標(biāo)準(zhǔn)GB8170-87《數(shù)值修約規(guī)則》介紹的修約方法,我們可以用幾句口訣來歸納:“四舍六入五考慮,五后非零皆進(jìn)一,五后皆零視奇偶,五前為奇則進(jìn)一,五前為偶則舍去(“0”視作偶數(shù))”。
擬舍棄數(shù)字的最左一位數(shù)字小于5時(shí),則舍去,即保留的各位數(shù)字不變(“四舍”)。
[例1] 將12.1498修約到一位小數(shù),得12.1。
[例2] 將12.1498修約成兩位有效位數(shù),得12。
擬舍棄數(shù)字的最左一位數(shù)大于5(“六入”)或者是5,而其后有并非全為零的數(shù)字(“五后非零”)時(shí),則進(jìn)一,即保留的末位數(shù)字加1。
[例3] 將1268修約到“百”數(shù)位,得13×102 (特定時(shí)可寫為1300)。
[例4] 將1268修約成三位有效位數(shù),得127×10(特定時(shí)可寫為1270)。
擬舍棄數(shù)字的最左一位數(shù)字為5,而右面無數(shù)字或皆為零時(shí),若所保留的數(shù)字末位數(shù)為奇數(shù)(1,3,5,7,9),則進(jìn)一;為偶數(shù)(2,4,6,8,0)則舍棄(“五后皆零視奇偶,五前為奇則進(jìn)一,五前為偶則舍去”)。
[例5] 修約間隔為0.1(或10-1),擬修約數(shù)值 1 .050和0.350,則修約數(shù)為1 .0和0.4。
[例6] 修約間隔為1000(或103),擬修約數(shù)值為2500和3500,則修約數(shù)為2×103(特定時(shí)可寫成2000)和4×103(特定時(shí)可寫成4000)。
0.5單位修約規(guī)則
將擬修約數(shù)乘以2,按指定數(shù)位依規(guī)則修約,所得數(shù)值再除以2。
將下列數(shù)字修約到個(gè)數(shù)位的0.5單位。
擬修約數(shù) 乘以2 2A修約值 A修約值
(A) (2A)(修約間隔1)(修約間隔0.5)
60.25 120.50 120 60.0
60.38 120.76 121 60.5
-60.75 -120.50 -122 -61.0
0.2單位修約
將擬修約數(shù)乘以5,按指定數(shù)位依規(guī)則修約,所得數(shù)值再除以5。
將下列數(shù)字修約到“百”數(shù)位的0.2單位。
擬修約數(shù) 乘以5 5A修約值 A修約值
(A) (5A)(修約間隔100)(修約間隔20)
830 4150 4200 840
842 4210 4200 840
-930 - 4650 - 4600 - 920
第五節(jié) 測(cè)量誤差和測(cè)量不確定度
一、測(cè)量誤差和測(cè)量結(jié)果修正
(一)測(cè)量誤差
測(cè)量誤差 = 測(cè)量結(jié)果-真值
又:誤差 = 測(cè)量結(jié)果-真值
= (測(cè)量結(jié)果-總體均值)+(總體均值-真值)
= 隨機(jī)誤差 + 系統(tǒng)誤差
(二)測(cè)量結(jié)果修正
1、未修正結(jié)果:對(duì)系統(tǒng)誤差尚未進(jìn)行修正的測(cè)量結(jié)果。
2、已修正結(jié)果:對(duì)系統(tǒng)誤差進(jìn)行修正后的測(cè)量結(jié)果。
3、修正值:等于負(fù)的系統(tǒng)誤差。
真值=測(cè)量結(jié)果+修正值=測(cè)量結(jié)果-誤差
4、偏差:測(cè)量值減去其參考值,稱為偏差。
偏差與修正值相等,或與誤差等值而反向。
二、測(cè)量不確定度
(一)基本概念
測(cè)量不確定度是對(duì)測(cè)量結(jié)果的定量表征
測(cè)量不確定度定義:表征合理地賦予被測(cè)量之值的分散性、與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)
不要把誤差與不確定度混為一談
A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度
標(biāo)準(zhǔn)不確定度 B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度
測(cè)量不確定度 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度
U(k=2,3)
擴(kuò)展不確定度
Up(p為置信概率)
(二)測(cè)量不確定度的來源
1、對(duì)被測(cè)量的定義不完整或不完善
2、實(shí)現(xiàn)被測(cè)量定義的方法不理想
3、取樣的代表性不夠,即樣本不能代表被測(cè)量
4、對(duì)被測(cè)量過程受環(huán)境條件的影響認(rèn)識(shí)不周全,或?qū)Νh(huán)境條件的測(cè)量與控制不完善
5、對(duì)模擬儀器的讀數(shù)存在人為偏差(偏移)
6、測(cè)量儀器的分辨力或鑒別力不夠
7、賦予測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的值不準(zhǔn)
8、用于數(shù)量計(jì)算的常量或其他參數(shù)不準(zhǔn)
9、測(cè)量方法和測(cè)量程序的近似性和假定性
10、在重復(fù)性條件下,被測(cè)量重復(fù)觀測(cè)值的變化
(三)測(cè)量不確定度的評(píng)定
1、測(cè)量模型的建立
2、輸入估計(jì)值測(cè)量不確定度的評(píng)定
(1)概述(見教材P211)
(2)標(biāo)準(zhǔn)不確定度的A類評(píng)定
(3)標(biāo)準(zhǔn)不確定度的B類評(píng)定
用于不確定度B類評(píng)定的信息來源
B類不確定度評(píng)定的最常用方法
(a)已知擴(kuò)展不確定度和包含因子
(b)已知擴(kuò)展不確定度和置信水準(zhǔn)的正態(tài)分布
(c)其他幾種常見的分布
(d)由重復(fù)性限或復(fù)現(xiàn)性限求不確定度
(4)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定
3、輸出估計(jì)值標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定
設(shè)測(cè)量模型為:
則輸出估計(jì)值y的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
當(dāng)全部輸入量彼此獨(dú)立或不相關(guān)時(shí),
4、擴(kuò)展不確定度的評(píng)定
U(k=2,3)
擴(kuò)展不確定度
Up(p為置信概率)
5、測(cè)量不確定度的報(bào)告
(1)用合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度表達(dá)
(2)用擴(kuò)展不確定度表達(dá)
第六節(jié) 測(cè)量過程控制
一、概述
二、測(cè)量設(shè)備的計(jì)量確認(rèn)
三、測(cè)量過程的實(shí)施控制
質(zhì)量技術(shù)專業(yè)人員職業(yè)資格考試計(jì)量基礎(chǔ)教學(xué)講義(ppt)
二○○三年質(zhì)量技術(shù)專業(yè)人員職業(yè)資格考試計(jì) 量 基 礎(chǔ)
第一節(jié) 基本概念
一、計(jì)量的內(nèi)容、分類和特點(diǎn)
(一)計(jì)量的內(nèi)容
1、[可測(cè)量的]量:現(xiàn)象、物體或物質(zhì)可定
性區(qū)別與定量確定的屬性。
2、測(cè)量(measurement):以確定量值為
目的的一組操作。
3、計(jì)量:實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準(zhǔn)確可靠的
活動(dòng)。
4、計(jì)量學(xué):是關(guān)于測(cè)量的科學(xué)。
5、計(jì)量的對(duì)象:在相當(dāng)長的歷史時(shí)期內(nèi),主要是物理量,現(xiàn)已逐漸擴(kuò)展到工程量、化學(xué)量、生理量、甚至心理量。
計(jì)量的內(nèi)容可概括為六個(gè)方面:
1、計(jì)量單位與單位制
2、計(jì)量器具(或測(cè)量儀器)
3、量值傳遞與溯源
4、物理常量、材料與物質(zhì)特性的測(cè)定
5、測(cè)量不確定度、數(shù)據(jù)處理與測(cè)量理論及其方法
6、計(jì)量管理,包括計(jì)量保證與計(jì)量監(jiān)督等
(二)計(jì)量的分類
計(jì)量涉及社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。根據(jù)其作用與地位,計(jì)量可分為科學(xué)計(jì)量、工程計(jì)量和法制計(jì)量三類,分別代表計(jì)量的基礎(chǔ)性、應(yīng)用性和公益性三個(gè)方面。
1、科學(xué)計(jì)量:
2、工程計(jì)量:
3、法制計(jì)量:
(三)計(jì)量的特點(diǎn)
計(jì)量的特點(diǎn)可以歸納為準(zhǔn)確性、一致性、溯源性及法制性四個(gè)方面。
1、準(zhǔn)確性:計(jì)量的核心,權(quán)威性的象征
2、一致性:計(jì)量最本質(zhì)的特征
3、溯源性:準(zhǔn)確性、一致性的技術(shù)保證
4、法制性:計(jì)量必需的法制保障
綜上所述,
計(jì)量的定義:實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準(zhǔn)確可靠的活動(dòng)。
計(jì)量的分類:科學(xué)計(jì)量、工程計(jì)量和法制計(jì)量分別代表計(jì)量的基礎(chǔ)性、公益性和公益性三個(gè)方面。
計(jì)量的特點(diǎn):準(zhǔn)確性、一致性、溯源性、法制性。
對(duì)“計(jì)量”的理解:
(廣義)計(jì)量是對(duì)“量”的定性分析和定量確認(rèn)的過程。
(狹義)計(jì)量是與測(cè)量結(jié)果置信度有關(guān)的、與測(cè)量不確定度聯(lián)系在一起的一種規(guī)范化測(cè)量。
二、計(jì)量的法律和法規(guī)
第一層次是法律:《中華人民共和國計(jì)量法》。
第二層次是法規(guī):包括
1、國務(wù)院依據(jù)《計(jì)量法》所制定或批準(zhǔn)的計(jì)量行政法規(guī);
2、省、直轄市、自治區(qū)人大常委會(huì)制定的地方計(jì)量法規(guī)。
第三層次是規(guī)章:包括
1、國務(wù)院計(jì)量行政部門制定的各種全國性的單項(xiàng)計(jì)量管理辦法和技術(shù)規(guī)范;
2、國務(wù)院有關(guān)主管部門制定的部門計(jì)量管理辦法。
3、縣級(jí)以上地方人民政府及計(jì)量行政部門制定的地方計(jì)量管理辦法。
《中華人民共和國計(jì)量法》
1、《計(jì)量法》于1985年9月6日經(jīng)第六屆全國人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)第十二次會(huì)議審議通過,中華人民共和國主席令予以公布,自1986年7月1日起施行。
2、《計(jì)量法》是國家管理計(jì)量工作的根本法,是實(shí)施計(jì)量法制監(jiān)督的最高準(zhǔn)則,共6章35條。
3、《計(jì)量法》的基本內(nèi)容
4、制定《計(jì)量法》的目的
5、 《計(jì)量法》的調(diào)整對(duì)象
三、量值的溯源、校準(zhǔn)和檢定
(一)量值溯源體系
量值溯源性:通過一條具有規(guī)定不確定度的不間斷的比較鏈,使得測(cè)量結(jié)果或測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的值能夠與規(guī)定的參考標(biāo)準(zhǔn)(通常是國家計(jì)量基準(zhǔn)或國際計(jì)量基準(zhǔn))聯(lián)系起來的特性,稱為量值溯源性。
量值溯源等級(jí)圖:也稱為量值溯源體系表,它是表明測(cè)量儀器的計(jì)量特性與給定量的計(jì)量基準(zhǔn)之間關(guān)系的一種代表等級(jí)順序的框圖。
實(shí)現(xiàn)量值溯源的最主要的技術(shù)手段是校準(zhǔn)和檢定。
☆補(bǔ)充:量值傳遞
定義:量值傳遞就是通過對(duì)計(jì)量器具的檢定或校準(zhǔn),將國家基準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn))所復(fù)現(xiàn)的計(jì)量單位量值,通過計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)逐級(jí)傳遞到工作計(jì)量器具,以保證對(duì)被測(cè)對(duì)象量值的準(zhǔn)確一致。
☆補(bǔ)充: 量值傳遞系統(tǒng)
定義:量值傳遞系統(tǒng)是指國家計(jì)量基準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)的單位量值,通過各級(jí)計(jì)量技術(shù)機(jī)構(gòu)建立的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),逐級(jí)傳遞到工作計(jì)量器具的完整體系。
☆補(bǔ)充:量值傳遞與量值溯源的比較
1、 “量值傳遞”含有自上而下的意志,體現(xiàn)出一種政府的行為,有一種強(qiáng)制性的含義;
“量值溯源”是自下而上,體現(xiàn)出一種自發(fā)性、自覺地尋找溯源,反映出企業(yè)自身的需要。
2、兩種傳遞方法不一樣。
3、“量值傳遞”一般按等級(jí)傳遞;而“量值溯源”由于“比較鏈”的存在可以越級(jí),也可以逐級(jí)溯源。
4、 “量值傳遞”強(qiáng)調(diào)傳遞到“工作用計(jì)量器具”;而“量值溯源”強(qiáng)調(diào)把“測(cè)量結(jié)果與有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)”聯(lián)系起來。
(二)校準(zhǔn)
校準(zhǔn)的定義:在規(guī)定的條件下,為確定測(cè)量儀器(或測(cè)量系統(tǒng))所指示的量值,或?qū)嵨锪烤撸ɑ騾⒖嘉镔|(zhì))所代表的量值,與對(duì)應(yīng)的由其測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的量值之間關(guān)系的一組操作。
1、校準(zhǔn)的主要含義:
2、校準(zhǔn)的主要目的:
3、校準(zhǔn)的依據(jù):
4、校準(zhǔn)的結(jié)果:
(三)檢定
1、定義: [計(jì)量器具的]檢定:查明和確認(rèn)計(jì)量器具是否符合法定要求的程序,它包括檢查、加標(biāo)記和(或)出具檢定證書。
2、檢定依據(jù):是按法定程序?qū)徟嫉挠?jì)量檢定規(guī)程。
3、檢定結(jié)果:必須作出合格與否的結(jié)論,并出具證書或加蓋印記。
4、計(jì)量檢定的分類
按計(jì)量器具的管理形式分
強(qiáng)制檢定和非強(qiáng)制檢定兩類
按檢定性質(zhì)分
(1)首次檢定:
(2)周期檢定:
(3)監(jiān)督檢定:
(4)仲裁檢定:
(5)臨時(shí)檢定:
(6)抽樣檢定:
5、強(qiáng)制檢定與非強(qiáng)制檢定
強(qiáng)制檢定
(1)定義:由縣級(jí)以上政府計(jì)量行政部門對(duì)強(qiáng)制檢定范圍的計(jì)量器具所實(shí)行的強(qiáng)制性定點(diǎn)定期檢定。
(2)強(qiáng)制檢定的特點(diǎn):是由政府計(jì)量行政部門統(tǒng)管,指定的法定或授權(quán)技術(shù)機(jī)構(gòu)具體執(zhí)行,固定檢定關(guān)系,定點(diǎn)送檢;檢定周期由執(zhí)行強(qiáng)檢的技術(shù)機(jī)構(gòu)按照計(jì)量檢定規(guī)定,結(jié)合實(shí)際使用情況確定。
(3)強(qiáng)制檢定的范圍:
①社會(huì)公用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)
②部門和企業(yè)、事業(yè)單位的各項(xiàng)最高計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)
③用于貿(mào)易結(jié)算、安全防護(hù)、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測(cè)四個(gè)方面并列入《中華人民共和國強(qiáng)制檢定的工作計(jì)量器具明細(xì)目錄》的工工作計(jì)量器具。
非強(qiáng)制檢定
(1)定義:是指由使用單位自已或委托具有社會(huì)公用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)或授權(quán)的計(jì)量檢定機(jī)構(gòu),對(duì)強(qiáng)檢以外的其他測(cè)量儀器依法進(jìn)行的一種定期檢定。
(2)非強(qiáng)制檢定的特點(diǎn):是使用單位依法自主管理,自由送檢,自求溯源,自行確定檢定周期。
3、校準(zhǔn)與檢定的主要區(qū)別:
(1)校準(zhǔn)不具有法制性,是企業(yè)自愿溯源的行為。
檢定具有法制性,是屬法制計(jì)量管理范疇的執(zhí)法行為。
(2)校準(zhǔn)主要用以確定測(cè)量器具的示值誤差。
檢定是對(duì)測(cè)量器具的計(jì)量特性及技術(shù)要求的全面評(píng)定。
(3)校準(zhǔn)的依據(jù)是校準(zhǔn)規(guī)范、校準(zhǔn)方法,可作統(tǒng)一規(guī)定,也可自行制定。
檢定的依據(jù)必須是計(jì)量檢定規(guī)程。不能自行制定。
(4)校準(zhǔn)不判斷測(cè)量器具合格與否,但當(dāng)需要時(shí),可確定測(cè)量器具的某一性能是否符合預(yù)期的要求。
檢定要對(duì)所檢的測(cè)量器具作出合格與否的結(jié)論。
(5)校準(zhǔn)結(jié)果通常是發(fā)校準(zhǔn)證書或校準(zhǔn)報(bào)告。
檢定結(jié)果合格的發(fā)檢定證書,不合格的發(fā)不合格通知書。
☆補(bǔ)充:測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及其管理
1、測(cè)量標(biāo)準(zhǔn):是指為了定義、實(shí)現(xiàn)、保存和復(fù)現(xiàn)量的單位或一個(gè)或多個(gè)量值,用作參考的實(shí)物量具、測(cè)量儀器、參考物質(zhì)或測(cè)量系統(tǒng)。
2、國際計(jì)量基準(zhǔn):經(jīng)國際協(xié)議承認(rèn)的,在國際上作為對(duì)有關(guān)量的其他測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)定值的依據(jù)的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn),稱為國際[測(cè)量]標(biāo)準(zhǔn),在我國也稱為國際計(jì)量基準(zhǔn)。
3、國家計(jì)量基準(zhǔn):經(jīng)國家決定承認(rèn)的,在一個(gè)國家內(nèi)作為對(duì)有關(guān)量的其他測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)定值的依據(jù)的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn),稱為國家[測(cè)量]標(biāo)準(zhǔn),在我國常稱其為國家計(jì)量基準(zhǔn)。
4、參考標(biāo)準(zhǔn):是在給定地區(qū)或給定組織內(nèi),通常具有最高計(jì)量學(xué)特性的一種測(cè)量標(biāo)準(zhǔn),在該處所做的測(cè)量均從它導(dǎo)出。
5、社會(huì)公用標(biāo)準(zhǔn):是指經(jīng)政府計(jì)量行政部門考核、批準(zhǔn),作為統(tǒng)一本地區(qū)量值的依據(jù),在社會(huì)上實(shí)施計(jì)量監(jiān)督和具有公證作用的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。
6、工作標(biāo)準(zhǔn): 是指用于日常校準(zhǔn)或核查實(shí)物量具、測(cè)量儀器或參考物質(zhì)的一種測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。
7、傳遞標(biāo)準(zhǔn):是指在測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)相互比較中用作媒介的一種測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。
8、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核:應(yīng)按計(jì)量技術(shù)規(guī)范JJF1033-2001《計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》進(jìn)行。這種考核是指對(duì)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、操作人員、環(huán)境條件和規(guī)章制度四個(gè)方面的綜合考核。
考核合格后由本單位批準(zhǔn)使用,并向主管部門備案。測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)考核證書期滿前6個(gè)月,應(yīng)申請(qǐng)復(fù)查。
第二節(jié) 計(jì) 量 單 位
一、概述
1、量值:
定義:由一個(gè)數(shù)乘以計(jì)量單位所表示的特定量的大小。即,Q = {Q}·[Q]
[Q] — 量Q所選用的計(jì)量單位;
{Q}— 用計(jì)量單位[Q]表示時(shí)量Q的數(shù)值。
注意區(qū)別數(shù)值和量值。
2、計(jì)量單位
定義:為定量表示同種量的大小而約定地定義和采用的特定量。
3、計(jì)量單位制
定義:為給定量制按給定規(guī)則確定的一組基本單位和導(dǎo)出單位。
4、法定計(jì)量單位:
定義:由國家法律承認(rèn)、具有法定地位的計(jì)量單位。
二、法定計(jì)量單位的構(gòu)成
我國的法定計(jì)量單位由三部分構(gòu)成:
1、國際單位制單位;
2、國家選定的作為法定計(jì)量單位的非國際單位制單位
3、由以上單位構(gòu)成的組合形式的單位
我國法定計(jì)量單位的構(gòu)成
國際單位制單位
(一)SI基本單位
(二)SI導(dǎo)出單位
定義:SI導(dǎo)出單位是用SI單位以代數(shù)形式表示的單位。
SI導(dǎo)出單位由兩部分構(gòu)成:一部分是
包括SI輔助單位在內(nèi)的具有專門名稱的SI
導(dǎo)出單位,共21個(gè);另一部分是組合形式
的SI導(dǎo)出單位,即用SI基本單位和具有專門名稱的SI導(dǎo)出單位(含輔助單位)以代數(shù)形式表示的單位。
(三)SI單位的倍數(shù)單位
1、SI詞頭:在SI中,用以表示倍數(shù)單位的詞頭稱為SI詞頭。
表5·2-3共列出20個(gè)SI詞頭,所代表的因數(shù)的覆蓋范圍為10-24 ~ 1024。
2、SI倍數(shù)單位:用SI詞頭附加在SI單位之前構(gòu)成的單位稱為SI倍數(shù)單位(十進(jìn)倍數(shù)和分?jǐn)?shù)單位)。
(四)可與SI單位并用的我國法定計(jì)量單位
由于實(shí)用上的廣泛性和重要性,在我國法定計(jì)量單位中,為11個(gè)物理量選定了16個(gè)與SI單位并用的非SI單位。其中10個(gè)是國際計(jì)量大會(huì)同意并用的非SI單位,它們是:時(shí)間單位——分、[小]時(shí)、日(天);[平面]角單位——度、[角]分、[角]秒;體積單位——升;質(zhì)量單位——噸和原子質(zhì)量單位;能量單位——電子伏。另外6個(gè),即海里、節(jié)、公頃、轉(zhuǎn)每分、分貝、特[克斯],則是根據(jù)國內(nèi)外的實(shí)際情況選用的。
可與國際單位制單位并用的我國法定計(jì)量單位
三、法定計(jì)量單位的基本使用方法
(一)法定計(jì)量單位的名稱
1、法定計(jì)量單位的名稱,除特別說明外,一般指法定計(jì)量單位的中文名稱,用于敘述性文字的口語中。
2、名稱中去掉方括號(hào)中的部分是單位的簡稱,否則是全稱。簡稱和全稱可任意選用,以表達(dá)清楚明了為原則。
3、組合單位的中文名稱,原則上與其符號(hào)表示的順序一致。單位符號(hào)中的乘號(hào)沒有對(duì)應(yīng)的名稱,只要將單位名稱接連讀出即可。而表示相除的斜線(/)對(duì)應(yīng)的名稱為“每”,且無論分母中有幾個(gè)單位,“每”只在分母的前面出現(xiàn)一次。
4、如果單位中帶有冪,則冪的名稱應(yīng)在單位之前。如長度的二次和三次冪分別表示面積和體積,則相應(yīng)的指數(shù)名稱分別為平方和立方。負(fù)數(shù)冪的含義為除,既可用冪的名稱,也可用“每”。
(二)法定計(jì)量單位和詞頭的符號(hào)
1、法定計(jì)量單位和詞頭的符號(hào),是代表單位和詞頭名稱的字母或特種符號(hào),它們應(yīng)采用國際通用符號(hào)。在中、小學(xué)課本和普通書刊中,必要時(shí)也可將單位的簡稱(包括帶有詞頭的單位簡稱)作為符號(hào)使用,這樣的符號(hào)稱為“中文符號(hào)”。
2、法定計(jì)量單位和詞頭的符號(hào),不論拉丁字母或希臘字母,一律用正體。單位符號(hào)一般為小寫字母,只有單位名稱來源于人名時(shí),其符號(hào)的第一個(gè)字母大寫;只有“升”的符號(hào)例外,可以用L。
3、單位符號(hào)沒有復(fù)數(shù)形式,不得附加任何其他標(biāo)記或符號(hào)來表示量的特性或測(cè)量過程的信息。
4、詞頭符號(hào)的字母,當(dāng)其所表示的因數(shù)小于106 時(shí),一律用小寫體;而當(dāng)大于或等于106 時(shí),則用大寫體。
5、組合單位符號(hào)的書寫規(guī)則:
(1)相乘形式構(gòu)成的組合單位
國際符號(hào)——用居中圓點(diǎn):N·m;緊排:Nm
中文符號(hào)——用居中圓點(diǎn):牛·米
(2)相除形式構(gòu)成的組合單位
國際符號(hào)—— 用斜線:kg/m3;
用負(fù)指數(shù):kg·m-3 ;
用水平線:
中文符號(hào)——用斜線:千克/米3 ;
用負(fù)指數(shù):千克·米3
(3)單位中分子為1時(shí),只用負(fù)數(shù)冪:用m-3 ,而不用1/m3
(4)表示相除的斜線在一個(gè)單位中最多只有一條
用W/(K· m),而不用W/K/ m 或 W/ K· m
(5)詞頭的符號(hào)與單位符號(hào)之間不得有間隙,也不加相乘的符號(hào) ,也不必加圓括號(hào)。但在中文符號(hào)中,有可能混淆時(shí),需加圓括號(hào)。
(6)口述單位符號(hào)時(shí)應(yīng)使用單位名稱而非字母名稱。
三、法定計(jì)量單位使用規(guī)則
1、單位名稱與符號(hào)使用場合的規(guī)定
2、單位的名稱或符號(hào)要作為整體使用
3、不能單獨(dú)或重迭使用詞頭
4、量值應(yīng)正確表述
5、限制作用SI詞頭的單位
6、組合單位加詞頭的原則
7、避免單位名稱與符號(hào)、單位的國際符號(hào)與中文符號(hào)的混用
第三節(jié) 測(cè) 量 儀 器
一、概述
(一)測(cè)量儀器的分類
測(cè)量儀器定義:單獨(dú)或連同輔助設(shè)備一起用以進(jìn)行測(cè)量的器具,稱為測(cè)量儀器,又稱為計(jì)量器具。
實(shí)物量具:使用時(shí)以固定形態(tài)復(fù)現(xiàn)或提供給定量的一個(gè)或多個(gè)已知值的測(cè)量儀器稱之為實(shí)物量具,簡稱量具。
按其結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)分:
1、顯示式測(cè)量儀器;
2、比較式測(cè)量儀器;
3、積分式測(cè)量儀器;
4、累積式測(cè)量儀器。
按計(jì)量學(xué)用途或在統(tǒng)一單位量值中的作用分:
1、計(jì)量基準(zhǔn);
2、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn);
3、工作用計(jì)量器具。
(二)測(cè)量系統(tǒng)和測(cè)量設(shè)備
測(cè)量系統(tǒng):通常是指用于特定測(cè)量目的,由全套測(cè)量儀器和有關(guān)的其他設(shè)備組裝起來所形成的一個(gè)系統(tǒng)。
測(cè)量設(shè)備:測(cè)量設(shè)備通常是指測(cè)量儀器、測(cè)量標(biāo)準(zhǔn),、參考物質(zhì)、輔助設(shè)備以及進(jìn)行測(cè)量所必須的資料的一種總稱。
二、測(cè)量儀器的計(jì)量特性
計(jì)量特性:是指其影響測(cè)量結(jié)果的一些明顯特征,其中包括測(cè)量范圍、偏移、重復(fù)性、穩(wěn)定性、分辨力、鑒別力[閾]和示值誤差等。
測(cè)量儀器控制:確定測(cè)量儀器的特性,并簽發(fā)關(guān)于其法定地位的官方文件。這種控制可包括對(duì)測(cè)量儀器的下列運(yùn)作中的一項(xiàng)、兩項(xiàng)或三項(xiàng)。
—— 型式批準(zhǔn);
—— 檢定;
——檢驗(yàn)。
(一)標(biāo)稱范圍、量程和測(cè)量范圍
(二)額定操作條件、極限條件和參考條件
(三)示值誤差和最大允許誤差
(四)靈敏度
(五)分辨力
(六)穩(wěn)定性和漂移
三、測(cè)量儀器的選用原則
(一)技術(shù)性
1、最大允許誤差
2、測(cè)量范圍
3、靈敏度
4、穩(wěn)定性
5、額定操作條件和極限操作條件
6、盡量選用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化的測(cè)量儀器
(二)經(jīng)濟(jì)性
測(cè)量儀器的經(jīng)濟(jì)性是指該儀器的成本,它包括基本成本、安裝成本及維護(hù)成本。
—— 基本成本:設(shè)計(jì)制造成本和運(yùn)行成本
—— 安裝成本:
—— 維護(hù)成本:
所以,應(yīng)考慮和選擇易于安裝、容易維修、互換性好、校準(zhǔn)簡單的測(cè)量儀器。
第四節(jié) 測(cè) 量 結(jié) 果
一、測(cè)量準(zhǔn)確度和精密度
(一)測(cè)量準(zhǔn)確度
定義:測(cè)量準(zhǔn)確度是指測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量真值之間的一致程度。
精密度 :反映隨機(jī)誤差的大小
準(zhǔn)確度
正確度:反映系統(tǒng)誤差的大小
(二)測(cè)量精密度
測(cè)量精密度是指在規(guī)定條件下獲得的各個(gè)觀測(cè)值之間的一致程度。
不要用術(shù)語“精密度”來表示“準(zhǔn)確度”。精密度反映分散性,即指隨機(jī)效應(yīng)所致的測(cè)量結(jié)果的不可重復(fù)性或不可再現(xiàn)性;準(zhǔn)確度是指在隨機(jī)效應(yīng)和系統(tǒng)效應(yīng)的綜合作用下,測(cè)量結(jié)果與真值的不一致。
二、測(cè)量重復(fù)性和再現(xiàn)性
(一)測(cè)量重復(fù)性
在相同測(cè)量條件下,對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行連續(xù)多次測(cè)量所得結(jié)果之間的一致性。
重復(fù)性條件: (1)相同的測(cè)量程序;(2)相同的觀測(cè)者;(3)在相同的條件下使用相同的測(cè)量儀器;(4)相同的地點(diǎn);(5)在短時(shí)間內(nèi)重復(fù)測(cè)量。
(二)測(cè)量再現(xiàn)性
在改變了的測(cè)量條件下,對(duì)同一被測(cè)量的測(cè)量結(jié)果之間的一致性。
☆補(bǔ)充:測(cè)量數(shù)據(jù)修約
一、有效數(shù)字和數(shù)據(jù)修約
有效數(shù)字:
數(shù)據(jù)修約:
修約間隔:
確定修約保留位數(shù)的方法:
— 修約間隔;
— 保留到某數(shù)位;
— 保留幾位有效數(shù)字
二、測(cè)量數(shù)據(jù)修約方法
我國國家標(biāo)準(zhǔn)GB8170-87《數(shù)值修約規(guī)則》,對(duì):“1”、“2”、“5”間隔的修約方法分別作了規(guī)定。
國家標(biāo)準(zhǔn)GB8170-87《數(shù)值修約規(guī)則》介紹的修約方法,我們可以用幾句口訣來歸納:“四舍六入五考慮,五后非零皆進(jìn)一,五后皆零視奇偶,五前為奇則進(jìn)一,五前為偶則舍去(“0”視作偶數(shù))”。
擬舍棄數(shù)字的最左一位數(shù)字小于5時(shí),則舍去,即保留的各位數(shù)字不變(“四舍”)。
[例1] 將12.1498修約到一位小數(shù),得12.1。
[例2] 將12.1498修約成兩位有效位數(shù),得12。
擬舍棄數(shù)字的最左一位數(shù)大于5(“六入”)或者是5,而其后有并非全為零的數(shù)字(“五后非零”)時(shí),則進(jìn)一,即保留的末位數(shù)字加1。
[例3] 將1268修約到“百”數(shù)位,得13×102 (特定時(shí)可寫為1300)。
[例4] 將1268修約成三位有效位數(shù),得127×10(特定時(shí)可寫為1270)。
擬舍棄數(shù)字的最左一位數(shù)字為5,而右面無數(shù)字或皆為零時(shí),若所保留的數(shù)字末位數(shù)為奇數(shù)(1,3,5,7,9),則進(jìn)一;為偶數(shù)(2,4,6,8,0)則舍棄(“五后皆零視奇偶,五前為奇則進(jìn)一,五前為偶則舍去”)。
[例5] 修約間隔為0.1(或10-1),擬修約數(shù)值 1 .050和0.350,則修約數(shù)為1 .0和0.4。
[例6] 修約間隔為1000(或103),擬修約數(shù)值為2500和3500,則修約數(shù)為2×103(特定時(shí)可寫成2000)和4×103(特定時(shí)可寫成4000)。
0.5單位修約規(guī)則
將擬修約數(shù)乘以2,按指定數(shù)位依規(guī)則修約,所得數(shù)值再除以2。
將下列數(shù)字修約到個(gè)數(shù)位的0.5單位。
擬修約數(shù) 乘以2 2A修約值 A修約值
(A) (2A)(修約間隔1)(修約間隔0.5)
60.25 120.50 120 60.0
60.38 120.76 121 60.5
-60.75 -120.50 -122 -61.0
0.2單位修約
將擬修約數(shù)乘以5,按指定數(shù)位依規(guī)則修約,所得數(shù)值再除以5。
將下列數(shù)字修約到“百”數(shù)位的0.2單位。
擬修約數(shù) 乘以5 5A修約值 A修約值
(A) (5A)(修約間隔100)(修約間隔20)
830 4150 4200 840
842 4210 4200 840
-930 - 4650 - 4600 - 920
第五節(jié) 測(cè)量誤差和測(cè)量不確定度
一、測(cè)量誤差和測(cè)量結(jié)果修正
(一)測(cè)量誤差
測(cè)量誤差 = 測(cè)量結(jié)果-真值
又:誤差 = 測(cè)量結(jié)果-真值
= (測(cè)量結(jié)果-總體均值)+(總體均值-真值)
= 隨機(jī)誤差 + 系統(tǒng)誤差
(二)測(cè)量結(jié)果修正
1、未修正結(jié)果:對(duì)系統(tǒng)誤差尚未進(jìn)行修正的測(cè)量結(jié)果。
2、已修正結(jié)果:對(duì)系統(tǒng)誤差進(jìn)行修正后的測(cè)量結(jié)果。
3、修正值:等于負(fù)的系統(tǒng)誤差。
真值=測(cè)量結(jié)果+修正值=測(cè)量結(jié)果-誤差
4、偏差:測(cè)量值減去其參考值,稱為偏差。
偏差與修正值相等,或與誤差等值而反向。
二、測(cè)量不確定度
(一)基本概念
測(cè)量不確定度是對(duì)測(cè)量結(jié)果的定量表征
測(cè)量不確定度定義:表征合理地賦予被測(cè)量之值的分散性、與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)
不要把誤差與不確定度混為一談
A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度
標(biāo)準(zhǔn)不確定度 B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度
測(cè)量不確定度 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度
U(k=2,3)
擴(kuò)展不確定度
Up(p為置信概率)
(二)測(cè)量不確定度的來源
1、對(duì)被測(cè)量的定義不完整或不完善
2、實(shí)現(xiàn)被測(cè)量定義的方法不理想
3、取樣的代表性不夠,即樣本不能代表被測(cè)量
4、對(duì)被測(cè)量過程受環(huán)境條件的影響認(rèn)識(shí)不周全,或?qū)Νh(huán)境條件的測(cè)量與控制不完善
5、對(duì)模擬儀器的讀數(shù)存在人為偏差(偏移)
6、測(cè)量儀器的分辨力或鑒別力不夠
7、賦予測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的值不準(zhǔn)
8、用于數(shù)量計(jì)算的常量或其他參數(shù)不準(zhǔn)
9、測(cè)量方法和測(cè)量程序的近似性和假定性
10、在重復(fù)性條件下,被測(cè)量重復(fù)觀測(cè)值的變化
(三)測(cè)量不確定度的評(píng)定
1、測(cè)量模型的建立
2、輸入估計(jì)值測(cè)量不確定度的評(píng)定
(1)概述(見教材P211)
(2)標(biāo)準(zhǔn)不確定度的A類評(píng)定
(3)標(biāo)準(zhǔn)不確定度的B類評(píng)定
用于不確定度B類評(píng)定的信息來源
B類不確定度評(píng)定的最常用方法
(a)已知擴(kuò)展不確定度和包含因子
(b)已知擴(kuò)展不確定度和置信水準(zhǔn)的正態(tài)分布
(c)其他幾種常見的分布
(d)由重復(fù)性限或復(fù)現(xiàn)性限求不確定度
(4)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定
3、輸出估計(jì)值標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)定
設(shè)測(cè)量模型為:
則輸出估計(jì)值y的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為:
當(dāng)全部輸入量彼此獨(dú)立或不相關(guān)時(shí),
4、擴(kuò)展不確定度的評(píng)定
U(k=2,3)
擴(kuò)展不確定度
Up(p為置信概率)
5、測(cè)量不確定度的報(bào)告
(1)用合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度表達(dá)
(2)用擴(kuò)展不確定度表達(dá)
第六節(jié) 測(cè)量過程控制
一、概述
二、測(cè)量設(shè)備的計(jì)量確認(rèn)
三、測(cè)量過程的實(shí)施控制
質(zhì)量技術(shù)專業(yè)人員職業(yè)資格考試計(jì)量基礎(chǔ)教學(xué)講義(ppt)
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