计量学基础教学：第5章教学内容.ppt
计量学基础教学：第5章 第一节第一节概述概述一、一、量值传递与溯源的概念量值传递与溯源的概念 溯源性：溯源性：通过一条具有规定不确定度的不间断通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链，使测量结果或计量标准的值，能够与规的比较链，使测量结果或计量标准的值，能够与规定的参考标准，通常是与国家计量标准或国际计量定的参考标准，通常是与国家计量标准或国际计量标准联系起来的特性。标准联系起来的特性。任何一项测量业务，其结果都可以按照这条任何一项测量业务，其结果都可以按照这条溯源链一直追溯到国家基准上去，若需要，则可溯溯源链一直追溯到国家基准上去，若需要，则可溯源到国际基准上去。源到国际基准上去。2二、二、量值传递及溯源的必要性量值传递及溯源的必要性第一节第一节概述概述 1 1、任何计量器具都具有不同程度的误差，、任何计量器具都具有不同程度的误差，如果没有国家计量基准、计量标准及进行量值传如果没有国家计量基准、计量标准及进行量值传递或溯源，计量工作将无法进行。递或溯源，计量工作将无法进行。2 2、对于新制的、修理后的和使用中的计量、对于新制的、修理后的和使用中的计量器具，必须用适当等级的计量标准来确认其示值器具，必须用适当等级的计量标准来确认其示值和其他计量性能。和其他计量性能。3三、三、量值传递、溯源及保证量值准确一致的基础量值传递、溯源及保证量值准确一致的基础第一节第一节概述概述 1 1、科学基础：计量学理论、计量单位制等；、科学基础：计量学理论、计量单位制等；2 2、技术基础：计量器具的检定体系等；、技术基础：计量器具的检定体系等；3 3、法律基础：计量法及有关法规体系等；、法律基础：计量法及有关法规体系等；4 4、组织基础：国家计量部门及其计量研究、组织基础：国家计量部门及其计量研究 机构等。机构等。4第一节第一节概述概述四、四、量值传递及溯源体系量值传递及溯源体系量值传递或溯源体系的形式量值传递或溯源体系的形式：（a）三角形 （b）树枝形美国国家长度计量系统图美国国家长度计量系统图第二节第二节量值传递和溯源的方式量值传递和溯源的方式一、一、用计量基准及计量标准进行逐级传递用计量基准及计量标准进行逐级传递 这是传统的量值传递方式，即把受检计量器具送这是传统的量值传递方式，即把受检计量器具送到具有高一等级计量标准的计量技术机构检定。到具有高一等级计量标准的计量技术机构检定。大型、笨重或安装在线的计量器具不便于送检，大型、笨重或安装在线的计量器具不便于送检，这时可将能搬运的计量标准包括辅助设备，组装成检这时可将能搬运的计量标准包括辅助设备，组装成检定车，到现场对受检计量器具进行检定。有时检定车定车，到现场对受检计量器具进行检定。有时检定车本身就是一个计量标准，如用检衡车检定轨道衡。本身就是一个计量标准，如用检衡车检定轨道衡。7第二节第二节量值传递和溯源的方式量值传递和溯源的方式二、二、发布有证标准物质（发布有证标准物质（CRMCRM）进行传递）进行传递 1 1、用有证标准物质进行传递的特点、用有证标准物质进行传递的特点 标准物质又称标准物质又称“参考物质参考物质”，是一种或多，是一种或多种足够均匀和很好地确定了性质的、用以校准种足够均匀和很好地确定了性质的、用以校准测量装置（计量器具）、评价测量方法或给材测量装置（计量器具）、评价测量方法或给材料赋值的一种材料或物质。料赋值的一种材料或物质。标准物质必须由国家计量部门或由它授权标准物质必须由国家计量部门或由它授权的单位进行制造，并附有合格证书才有效。的单位进行制造，并附有合格证书才有效。8二、二、发布有证标准物质（发布有证标准物质（CRMCRM）进行传递）进行传递第二节第二节量值传递和溯源的方式量值传递和溯源的方式 2 2、用用CRMCRM进行传递的一般环节进行传递的一般环节 第一环节为第一环节为“基本单位基本单位”,它说明它说明CRMCRM均均可溯源到国家计量基准。可溯源到国家计量基准。第二环节为第二环节为“公认的定义测量法公认的定义测量法”，也，也称称“权威性方法权威性方法”，它是指有正确的理论基，它是指有正确的理论基础，量值可直接由基本单位计算，方法的系础，量值可直接由基本单位计算，方法的系统误差可以基本上消除。统误差可以基本上消除。9第二节第二节量值传递和溯源的方式量值传递和溯源的方式二、二、发布有证标准物质（发布有证标准物质（CRMCRM）进行传递）进行传递 2 2、用用CRMCRM进行传递的一般环节进行传递的一般环节 第三环节为第三环节为“一级一级CRM”,CRM”,它是用来研究它是用来研究和评价标准方法，控制二级和评价标准方法，控制二级CRMCRM的研制和生产，的研制和生产，用于高精度计量器具的校准。用于高精度计量器具的校准。第四环节为第四环节为“标准方法标准方法”，它是指具有，它是指具有良好的测量重复性和再现性的方法。良好的测量重复性和再现性的方法。10第二节第二节量值传递和溯源的方式量值传递和溯源的方式二、二、发布有证标准物质（发布有证标准物质（CRMCRM）进行传递）进行传递 2 2、用用CRMCRM进行传递的一般环节进行传递的一般环节 第五环节为第五环节为“二级二级CRM”CRM”，它是用来研究，它是用来研究和评价现场方法及用于一般计量器具的校准。和评价现场方法及用于一般计量器具的校准。第六环节为第六环节为“现场方法现场方法”，即大量应用，即大量应用于工厂、矿山、实验室和监测单位的各种测于工厂、矿山、实验室和监测单位的各种测量方法。量方法。11第二节第二节量值传递和溯源的方式量值传递和溯源的方式CRMCRM量量值值传传递递示示意意图图第二节第二节量值传递和溯源的方式量值传递和溯源的方式三、三、用发播标准信号进行传递用发播标准信号进行传递 通过发播标准信号进行量值传递是一种通过发播标准信号进行量值传递是一种简便、迅速和准确的方式简便、迅速和准确的方式,但目前只限于时间但目前只限于时间频率计量。频率计量。随着卫星技术的发展，出现了利用卫星随着卫星技术的发展，出现了利用卫星发播标准时间频率信号的方式。卫星电视发发播标准时间频率信号的方式。卫星电视发播标准时间频率信号原理图如下页所示。播标准时间频率信号原理图如下页所示。13第二节第二节量值传递和溯源的方式量值传递和溯源的方式第二节第二节量值传递和溯源的方式量值传递和溯源的方式四、四、用计量保证方案（用计量保证方案（MAPMAP）进行传递或溯源）进行传递或溯源 MAP MAP是一种测量过程的品质保证方案，它是一种测量过程的品质保证方案，它使参加使参加MAPMAP活动的计量技术机构的量值能更好活动的计量技术机构的量值能更好地溯源到国家计量基准。地溯源到国家计量基准。MAP MAP用数理统计的方法，对参加的计量技用数理统计的方法，对参加的计量技术机构的校准质量进行控制，定量地确定校术机构的校准质量进行控制，定量地确定校准的总不确定度，使总不确定度小到足以满准的总不确定度，使总不确定度小到足以满足用户的要求的程度。足用户的要求的程度。15MAP实施的方框图实施的方框图 1 1、实施、实施MAPMAP的一般步骤的一般步骤 传递标准在计量标准传递标准在计量标准相互比较中用作媒介的计量标相互比较中用作媒介的计量标准。具体说是指一个或一组计准。具体说是指一个或一组计量性能稳定的、特制的、可携量性能稳定的、特制的、可携带（或运输）的计量标准。带（或运输）的计量标准。核查标准也是一种计核查标准也是一种计量标准，它要求随机误差小、量标准，它要求随机误差小、长期稳定性好，并经久耐用。长期稳定性好，并经久耐用。这种计量标准专门用于核查本这种计量标准专门用于核查本实验室的计量标准。实验室的计量标准。16第一，第一，NBS将传递标准在计量基准上进行校准，并考察传递标准的长期稳定性，当确将传递标准在计量基准上进行校准，并考察传递标准的长期稳定性，当确认传递标准稳定可靠时才能使用；认传递标准稳定可靠时才能使用；第二，第二，NBS只将该传递标准、测量条件和方法寄给参加实验室，而该传递标准的校准只将该传递标准、测量条件和方法寄给参加实验室，而该传递标准的校准结果则不寄出；结果则不寄出；第三，参加实验室收到传递标准后，作为第三，参加实验室收到传递标准后，作为“未知标准未知标准”，在本单位的计量标准上进行，在本单位的计量标准上进行校准；校准；第四，用该室内部的核查标准，对本单位的计量标准进行周期性的反复核查；第四，用该室内部的核查标准，对本单位的计量标准进行周期性的反复核查；第五，参加实验室将传递标准以及上述的校准与核查的数据均寄到第五，参加实验室将传递标准以及上述的校准与核查的数据均寄到NBS；第六，第六，NBS收到传递标准后，再进行复校，得出数据。如能证明传递标准稳定性符合收到传递标准后，再进行复校，得出数据。如能证明传递标准稳定性符合要求，则有效；要求，则有效；第七，在有效的前提下，第七，在有效的前提下，NBS对全部数据用电子计算机进行分析处理，写出检测报告；对全部数据用电子计算机进行分析处理，写出检测报告；最后，将检测报告寄到参加实验室，该室根据报告，决定本单位的计量标准是否需要最后，将检测报告寄到参加实验室，该室根据报告，决定本单位的计量标准是否需要修正，修正，NBS对此负责技术指导和咨询。对此负责技术指导和咨询。17第二节第二节量值传递和溯源的方式量值传递和溯源的方式四、四、用计量保证方案（用计量保证方案（MAPMAP）进行传递或溯源）进行传递或溯源 2 2、MAPMAP与传统的量值传递方式的比较与传统的量值传递方式的比较 MAP是是“闭环闭环”的，有数据反的，有数据反馈，而传统量值馈，而传统量值传递方式是传递方式是“开开环环”的，无数据的，无数据反馈。反馈。第三节第三节计量检定计量检定一、一、检定在计量工作中的地位检定在计量工作中的地位 计量检定（简称检定）的目的在于查明和计量检定（简称检定）的目的在于查明和确认计量器具是否符合法定要求的程序，它包确认计量器具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。括检查、加标记和（或）出具检定证书。1 1、检定必须执行计量检定规程。、检定必须执行计量检定规程。2 2、计量器具的准确度等级、最大允许误、计量器具的准确度等级、最大允许误差、测量不确定度都应当在规定的正常工作条差、测量不确定度都应当在规定的正常工作条件下来判定。件下来判定。19第三节第三节计量检定计量检定一、一、检定在计量工作中的地位检定在计量工作中的地位 3 3、计量器具的稳定性，是指在规定工作条、计量器具的稳定性，是指在规定工作条件下计量器具保持其计量特性恒定的能力。件下计量器具保持其计量特性恒定的能力。4 4、受检的计量器具应当由哪一等级的计量、受检的计量器具应当由哪一等级的计量标准对它进行检定，可以从该计量器具的检定标准对它进行检定，可以从该计量器具的检定系统中查出。系统中查出。20第三节第三节计量检定计量检定二、二、检定方法检定方法 整体检定法整体检定法这种方法是直接用计量基这种方法是直接用计量基准、计量标准来检定计量器具的计量特性。准、计量标准来检定计量器具的计量特性。单元检定法单元检定法它分别测量影响受检计量它分别测量影响受检计量器具准确度的各项因素所产生的误差，然后器具准确度的各项因素所产生的误差，然后通过计算求出总误差或总不确定度，以确定通过计算求出总误差或总不确定度，以确定受检计量器具是否合格。受检计量器具是否合格。21 1 1、整体检定法整体检定法 a a、用标准量具检定计量器具、用标准量具检定计量器具 b b、用计量基准或标准仪器检定计量器具、用计量基准或标准仪器检定计量器具 c c、用标准物质检定（或校准）计量器具、用标准物质检定（或校准）计量器具 d d、用标准时间频率信号检定时间频率计量、用标准时间频率信号检定时间频率计量 器具器具二、二、检定方法检定方法第三节第三节计量检定计量检定22二、二、检定方法检定方法第三节第三节计量检定计量检定 整体检定法的优点是：简便、可靠，并能整体检定法的优点是：简便、可靠，并能求得修正值。求得修正值。整体检定法的缺点是：当受检计量器具不整体检定法的缺点是：当受检计量器具不合格时，难以确定误差由计量器具的哪一部分合格时，难以确定误差由计量器具的哪一部分或哪几部分所引起的。或哪几部分所引起的。23第三节第三节计量检定计量检定二、二、检定方法检定方法 2 2、单元检定法单元检定法 步骤如下：步骤如下：1 1）分析影响受检计量器具准确度的各项因素分析影响受检计量器具准确度的各项因素 2 2）分别测量各项因素造成的误差分别测量各项因素造成的误差 3 3）列出各分项误差对总误差的关系式列出各分项误差对总误差的关系式 4 4）综合总误差或总不确定度，判断是否合格综合总误差或总不确定度，判断是否合格24二、二、检定方法检定方法第三节第三节计量检定计量检定 单元检定法的优点是单元检定法的优点是：可以弥补整体检定可以弥补整体检定法的不足法的不足。单元检定法的缺点是单元检定法的缺点是：测量及计算均很繁测量及计算均很繁琐，有时还会因遗漏而不能保证受检计量器具琐，有时还会因遗漏而不能保证受检计量器具的准确度。的准确度。25三、三、检定的步骤、记录及对检定人员的要求检定的步骤、记录及对检定人员的要求第三节第三节计量检定计量检定 2 2、检定检定记录记录 1 1）计量器具的名称、型号）计量器具的名称、型号、额定特性和参数。额定特性和参数。2 2）检定条件，包括检定室或介质的温度。）检定条件，包括检定室或介质的温度。3 3）检定时所用的计量标准的名称、型号及编号。）检定时所用的计量标准的名称、型号及编号。4 4）检定时间（年、月、日）。）检定时间（年、月、日）。26三、三、检定的步骤、记录及对检定人员的要求检定的步骤、记录及对检定人员的要求第三节第三节计量检定计量检定 2 2、检定检定记录记录 5 5）检定过程中所进行的每一次独立测量的结果。）检定过程中所进行的每一次独立测量的结果。6 6）对记录进行分析，并做出是否合格的结论。）对记录进行分析，并做出是否合格的结论。7 7）有效期。）有效期。8 8）检定员及核验员签字。）检定员及核验员签字。27三、三、检定的步骤、记录及对检定人员的要求检定的步骤、记录及对检定人员的要求第三节第三节计量检定计量检定 3 3、对、对检定检定人员的要求人员的要求 1 1）热爱计量事业，有良好的职业道德，有强烈的）热爱计量事业，有良好的职业道德，有强烈的责任感；责任感；2 2）精通业务，通晓计量法规，操作技术熟练，熟）精通业务，通晓计量法规，操作技术熟练，熟悉所使用的计量标准和受检计量器具的原理、结构及悉所使用的计量标准和受检计量器具的原理、结构及性能；性能；28三、三、检定的步骤、记录及对检定人员的要求检定的步骤、记录及对检定人员的要求第三节第三节计量检定计量检定 3 3）具有细致、踏实的工作作风，养成良好的井井）具有细致、踏实的工作作风，养成良好的井井有条的习惯，记录认真、字迹清晰端正；有条的习惯，记录认真、字迹清晰端正；4 4）善于保养维护所使用的计量标准，能够及时判）善于保养维护所使用的计量标准，能够及时判断它们是否处于正常状态；断它们是否处于正常状态；5 5）善于分析问题，对检定中出现的异常现象能及）善于分析问题，对检定中出现的异常现象能及时发现并做出正确的判断。时发现并做出正确的判断。29第三节第三节计量检定计量检定四、四、检定的分类检定的分类1 1、按计量器具的管理形式分类、按计量器具的管理形式分类 可分为强制检定和非强制检定可分为强制检定和非强制检定2 2、按检定性质分类按检定性质分类 1 1）首次检定）首次检定 2 2）后续检定）后续检定 3 3）临时检定）临时检定 4 4）监督检定）监督检定 5 5）仲裁检定）仲裁检定 30四、四、检定的分类检定的分类第三节第三节计量检定计量检定 我国计量法规定了下列六类计量器具必须执行我国计量法规定了下列六类计量器具必须执行国家强制检定。国家强制检定。1 1）社会公用计量标准；）社会公用计量标准；2 2）部门和企业、事业单位使用的最高计量标准；）部门和企业、事业单位使用的最高计量标准；3 3）用于贸易结算的工作计量器具；）用于贸易结算的工作计量器具；31四、四、检定的分类检定的分类第三节第三节计量检定计量检定 我国计量法规定了下列六类计量器具必须执行我国计量法规定了下列六类计量器具必须执行国家强制检定。国家强制检定。4 4）用于安全防护的工作计量器具；）用于安全防护的工作计量器具；5 5）用于医疗卫生的工作计量器具；）用于医疗卫生的工作计量器具；6 6）用于环境监测方面的工作计量器具。）用于环境监测方面的工作计量器具。32第四节第四节比对比对一、一、比对在量值传递中作用合组织方式比对在量值传递中作用合组织方式 定义：在规定条件下，对相同准确度等级的定义：在规定条件下，对相同准确度等级的同类计量基准、计量标准或工作计量器具的量值同类计量基准、计量标准或工作计量器具的量值进行相互比较，称为比对。进行相互比较，称为比对。在国际上，比对获得广泛的应用，成为使国在国际上，比对获得广泛的应用，成为使国际上测量结果一致的主要手段。际上测量结果一致的主要手段。33第五节第五节国家计量检定系统表及计量检定规程国家计量检定系统表及计量检定规程一、一、国家计量检定系统表概述国家计量检定系统表概述 我国计量法规定：我国计量法规定：“计量检定必须按照国家计量检定必须按照国家计量检定系统表进行。国家计量检定系统表由国计量检定系统表进行。国家计量检定系统表由国务院计量行政部门制定。务院计量行政部门制定。”制定鉴定系统的根本目的，是为了保证工作制定鉴定系统的根本目的，是为了保证工作计量器具在许可的不确定度或误差范围内。制定计量器具在许可的不确定度或误差范围内。制定检定系统时，各等级计量标准的准确度要求，必检定系统时，各等级计量标准的准确度要求，必须从工作计量器具的准确度要求开始，由下向上须从工作计量器具的准确度要求开始，由下向上地逐级确定，而不应由计量基准的准确度开始，地逐级确定，而不应由计量基准的准确度开始，从上往下地进行从上往下地进行“误差分配误差分配”。34第五节第五节国家计量检定系统表及计量检定规程国家计量检定系统表及计量检定规程二、二、检定系统的主要内容检定系统的主要内容 在我国，国家计量检定系统的主要内容包括：在我国，国家计量检定系统的主要内容包括：引言、计量基准、计量标准、工作计量器具和检定系引言、计量基准、计量标准、工作计量器具和检定系统框图。统框图。1 1）引言引言 主要说明该检定系统的适用范围。主要说明该检定系统的适用范围。2 2）计量基准计量基准 包括国家计量基准的用途；组成国包括国家计量基准的用途；组成国家计量基准的全套主要计量器具名称；国家计量基准家计量基准的全套主要计量器具名称；国家计量基准复现的量的范围；国家计量基准的不确定度。复现的量的范围；国家计量基准的不确定度。35第五节第五节国家计量检定系统表及计量检定规程国家计量检定系统表及计量检定规程二、二、检定系统的主要内容检定系统的主要内容 3 3）计量标准计量标准 包括各等级计量标准的测量范围、包括各等级计量标准的测量范围、不确定度或允许误差。不确定度或允许误差。4 4）工作计量器具工作计量器具 包括各种工作计量器具的测量包括各种工作计量器具的测量范围；按各专业有关规定给出的工作计量器具的不确范围；按各专业有关规定给出的工作计量器具的不确定度或允许误差。定度或允许误差。5 5）检定系统框图检定系统框图 检定系统框图的格式见图。检定系统框图的格式见图。36 一等标准一等标准XXXX （测量范围）（测量范围）（不确定度或允许）（不确定度或允许）检定方法检定方法 二等标准二等标准XXXX （测量范围）（测量范围）（不确定度或允许）（不确定度或允许）（名称）（名称）（测量范围）（测量范围）（误差）（误差）（名称）（名称）（测量范围）（测量范围）（误差）（误差）（名称）（名称）（测量范围）（测量范围）（误差）（误差）XXXX国家基准国家基准 （复现的量）（复现的量）（不确定度）（不确定度）检定方法检定方法 检定方法检定方法计计量量基基准准器器具具计计量量标标准准器器具具工工作作计计量量器器具具国国家家溯溯源源等等级级图图37第五节第五节国家计量检定系统表及计量检定规程国家计量检定系统表及计量检定规程二、二、检定系统的主要内容检定系统的主要内容 制定国家溯源等级图主要目的是确定我国某类计制定国家溯源等级图主要目的是确定我国某类计量器具的量值传递体系，指导计量检定，即确保被检量器具的量值传递体系，指导计量检定，即确保被检计量器具的准确度，又考虑到量值传递的经济性、合计量器具的准确度，又考虑到量值传递的经济性、合理性。理性。建立测量标准的单位可以参考国家溯源等级图，建立测量标准的单位可以参考国家溯源等级图，在编制时，除按国家溯源等级图内容外，还得增加检在编制时，除按国家溯源等级图内容外，还得增加检测机构或部门，应具有所建计量标准溯源到上一级和测机构或部门，应具有所建计量标准溯源到上一级和量传下一级计量器具的量值传递（检定系统）框图。量传下一级计量器具的量值传递（检定系统）框图。38 检定方法检定方法 计量标准名称计量标准名称 测量范围测量范围 测量不确定度（或允许误差或准确等级）测量不确定度（或允许误差或准确等级）检定方法检定方法 计量标准名称计量标准名称 测量范围测量范围 测量不确定度（或允许误差或准确等级）测量不确定度（或允许误差或准确等级）计量标准名称计量标准名称 测量范围测量范围 测量不确定度（或允许误差或准确等级）测量不确定度（或允许误差或准确等级）上上级级计计量量标标准准社社会会公公用用计计量量标标准准 上上级级计计量量标标准准社社会会公公用用计计量量标标准准 上上级级计计量量标标准准社社会会公公用用计计量量标标准准所所建建计计量量标标准准溯溯源源到到国国家家计计量量基基准准和和传传递递到到下下一一级级计计量量器器具具的的框框图图39国家质量计量器具检定系统国家质量计量器具检定系统40第五节第五节国家计量检定系统表及计量检定规程国家计量检定系统表及计量检定规程三、三、计量检定规程概述计量检定规程概述 按我国按我国“计量法计量法”第十条中规定：第十条中规定：“计量检定必计量检定必须执行计量检定规程。国家计量检定规程由国务院计须执行计量检定规程。国家计量检定规程由国务院计量行政部门制定。没有国家计量检定规程的，由国务量行政部门制定。没有国家计量检定规程的，由国务院有关主管部门和省、自治区、直辖市人民政府计量院有关主管部门和省、自治区、直辖市人民政府计量行政部门分别制定部门计量检定规程和地方计量检定行政部门分别制定部门计量检定规程和地方计量检定规程，并向国务院计量行政部门备案。规程，并向国务院计量行政部门备案。”4142此此课课件下件下载载可自行可自行编辑编辑修改，修改，仅仅供参考！供参考！感感谢谢您的支持，我您的支持，我们们努力做得更好！努力做得更好！谢谢谢谢
