计量仪器管理与校正 (2)精选文档.ppt

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1、计量仪器管理与校计量仪器管理与校正正本讲稿第一页，共一百八十页计量仪器管理的重要性计量仪器管理的重要性1-1 1-1 计量是产品质量的重要保证。计量是产品质量的重要保证。计量是产品质量的重要保证。计量是产品质量的重要保证。1.1.计量器具是特殊的生产资料计量器具是特殊的生产资料2.计量是产品质量的重要保证计量是产品质量的重要保证*产品质量一般可包括设计质量、制造质量、检测质产品质量一般可包括设计质量、制造质量、检测质量和使用质量，它涉及到企业每个部门的每个成员。量和使用质量，它涉及到企业每个部门的每个成员。*计量是客观评价产品优劣的最终技术手段。*计量是控制生产过程工艺参数，确保加工质量的主要

2、技术措施。本讲稿第二页，共一百八十页计量仪器管理的重要性计量仪器管理的重要性1-21-2成本考量成本考量 1.节能降耗的重要手段2.2.企业经济核算的重要依据企业经济核算的重要依据 1-31-3计量对现代社会的影响计量对现代社会的影响 1.避免双方买卖的纠纷（交易证明用）2.计量在安全方面的作用。计量在安全方面的作用。3.计量在环境保护方面的作用 4.在身体健康中的作用在身体健康中的作用 本讲稿第三页，共一百八十页计量仪器管理与校正计量仪器管理与校正一、计量的起源和发展一、计量的起源和发展二、法定计量单位二、法定计量单位 三、测量方法与基础知识三、测量方法与基础知识 四、计量仪器设备的选择四、

3、计量仪器设备的选择 五、计量仪器设备的使用管理五、计量仪器设备的使用管理 六、计量仪器设备的校正管理六、计量仪器设备的校正管理 七、七、ISO9001对计量的要求对计量的要求 八、校正程序编撰八、校正程序编撰 九、仪器管理审核中常见缺失九、仪器管理审核中常见缺失十、十、MSA介绍介绍 Q&A本讲稿第四页，共一百八十页目的目的了解了解 计量单位计量单位测量方法测量基础知识测量方法测量基础知识测量设备的选定测量设备的选定测量设备的使用管理测量设备的使用管理测量设备的校正测量设备的校正ISO9001对计量的要求对计量的要求校正程序的编纂校正程序的编纂本讲稿第五页，共一百八十页 第一章第一章 计量的起

4、源和发展计量的起源和发展本讲稿第六页，共一百八十页計量之起源計量之起源古稱古稱古稱古稱“度量衡度量衡度量衡度量衡”源于最初的商源于最初的商源于最初的商源于最初的商 品品品品交換。交換。交換。交換。“尺尺 斗和秤斗和秤斗和秤斗和秤”-長度長度 容量和重量。容量和重量。計量追求計量追求計量追求計量追求“單位統一單位統一單位統一單位統一 量值准量值准量值准量值准 確確確確可靠可靠可靠可靠”本讲稿第七页，共一百八十页計計 量量 的的 發發 展展 階階 段段階段計量來源古典階段古典階段英碼英碼 尺尺 畝畝鼻尖到指尖鼻尖到指尖 腳長腳長 二牛一日翻耕面二牛一日翻耕面積積經典階段經典階段米米 千克千克 安培

5、安培 秒秒“米制公約米制公約”來原器來原器 千克原器千克原器現代階段現代階段米基准米基准 秒基准秒基准伏特基准伏特基准 歐姆基准歐姆基准量子理論為基礎量子理論為基礎本讲稿第八页，共一百八十页計計 量量 之之 特特 點點 測測測測 量量量量 值值值值 的的的的 准准准准 確確確確 性性性性計計 量量溯溯 源源 性性准准 確確 性性統統 一一 性性法法 制制 性性 計量單位的統一計量單位的統一計量單位的統一計量單位的統一 法制制度的保障法制制度的保障法制制度的保障法制制度的保障 (社會性社會性社會性社會性)量值量值 的傳遞的傳遞本讲稿第九页，共一百八十页 第二章第二章 法定计量单位法定计量单位本讲

6、稿第十页，共一百八十页國國 際際 單單 位位 制制 1960年年第第11屆國際計量大會通過屆國際計量大會通過“國際單位制國際單位制”符號符號“SI”取自法文取自法文Le Systeme International Unites SI 體系體系SISI基本單位SI輔助單位SI導出單位SI單位的10進倍數和分數單位SI詞頭102410-24(共20個)SI單位(7個)(2個)(19個)本讲稿第十一页，共一百八十页国际单位制国际单位制-基本单位基本单位 量的名称量的名称单位名称单位名称单位符号单位符号长度米m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

7、度坎(德拉)cd本讲稿第十二页，共一百八十页国际单位制国际单位制-辅助单位辅助单位量的名称量的名称单位名称单位名称单位符号单位符号 平面角平面角弧度弧度 rad 立体角立体角球面度球面度 sr本讲稿第十三页，共一百八十页量量量量SISISISI单位单位单位单位量量量量SISISISI单位单位单位单位名称名称符号符号名称名称符号符号频率频率赫兹赫兹HzHz磁通磁通 量量 韦伯韦伯WbWb力力牛顿牛顿N N磁感应强度磁感应强度,磁通密度磁通密度特斯拉特斯拉T T压强，（压力），应力压强，（压力），应力帕斯卡帕斯卡PaPa电感电感亨利亨利H H能能,功功,热量热量焦耳焦耳J J摄氏温度摄氏温度摄氏度

8、摄氏度功率，辐射通量功率，辐射通量瓦特瓦特W W光通量光通量流明流明 lmlm电量，电荷电量，电荷库仑库仑C C光照度光照度勒克斯勒克斯 lxlx电位，电压，电动势，电势电位，电压，电动势，电势伏特伏特V V发射性活度发射性活度,(,(放射强度放射强度)贝可勒尔贝可勒尔BqBq电容电容法拉法拉F F吸收剂量吸收剂量戈瑞戈瑞GyGy电阻电阻欧姆欧姆剂量当量剂量当量希沃特希沃特SvSv电导电导西门子西门子S S国际单位制国际单位制国际单位制国际单位制-导出单位导出单位导出单位导出单位本讲稿第十四页，共一百八十页国家选定的非国际单位国家选定的非国际单位量的名称量的名称单位名称单位名称单位称号单位称号

9、换算关系及说明换算关系及说明时间分时天（日）Minhd1min=60s1h=6min1d=24h平面角（角）秒（角）分度()（）()1=(/648000)rad1=60=(/10800)rad1=60=(/180)rad旋转速度转每分r/min1r/min=(1/60)s-1长度海里nmile1nmile=1852m(限航程)速度节kn1kn=1nmile/h=(1853/3600)m/s(限航行)质量原子质量单位（吨）ut1u=1.660565510-271t=103体积升L,(I)1L=1dm3=10-3m3能电子伏eV1Ev1.602189210-19J波差分贝dB线密度特（克斯）tex

10、1tex=1g/km土地面积公顷ha1ha=10000m2=0.01km2本讲稿第十五页，共一百八十页SI 词 头因数因数因数因数词头名称词头名称词头名称词头名称符号符号符号符号因数因数因数因数词头名称词头名称词头名称词头名称符号符号符号符号原文（法）原文（法）原文（法）原文（法）中文中文中文中文原文（法）原文（法）原文（法）原文（法）中文中文中文中文1010 24242424 yottayotta尧尧尧尧 它它它它 Y Y1010 1 1 dcidci分分分分 d d1010 21212121 zettazetta泽它泽它泽它泽它 Z Z1010 2 2 centicenti厘厘厘厘 c c

11、1010 1818 exaexa艾艾艾艾 可萨可萨可萨可萨 E E 1010 3 3 millimilli毫毫毫毫 mm1010 1515 petapeta拍拍拍拍 它它它它 P P1010 6 6 micromicro微微微微 1010 1212 tratra太太太太 拉拉拉拉 T T1010 9 9 nanonano纳纳纳纳 诺诺诺诺 n n1010 9 9 gigagiga吉吉吉吉 咖咖咖咖 GG1010 1212 picopico皮皮皮皮 可可可可 P P1010 6 6 mgamga兆兆兆兆MM1010 1515 femtofemto飞飞飞飞 母托母托母托母托 f f10103 3

12、kilokilo千千千千 k k1010 1818 attoatto阿阿阿阿 托托托托 a a1010 2 2 2 2 hectohecto百百百百 h h1010 2121 zeptozepto仄仄仄仄 普托普托普托普托 z z1010 1 1 dcadca十十十十 dada1010 2424 yoctoyocto幺幺幺幺 科托科托科托科托 y y本讲稿第十六页，共一百八十页计量单位使用方法法定计量单位和词头名称a.读写的顺序原则上是与该单位的国际符号表示的顺序一致。（但乘方形式的单位名称，要把指数名称读在指数所表示的单位之前）如：密度单位kg/m3 3，其中文名称为“千克每立方米”本讲稿第

13、十七页，共一百八十页b.单位的国际符号中的数字符号（单位的国际符号中的数字符号（“”“”、“”、“Xn”）的读写）的读写乘号（“”）无对应的符号，即不在读写除号（“”）对应读写“每”字，无论分母中有几个单位，“每”字只出现一次乘方中的指数的响应名称一般是数字加“次方”两字，但如果是长度单位的2次幂或3次幂，且用以表示面积或体积时，则相应读写为“平方”和“立方”。计量单位使用方法本讲稿第十八页，共一百八十页法定计量单位和词头的组合书写形式a.相乘形式*不能加词头的单位不应放在最前面。如：瓦特小时应为“Wh”不应为“hW”*若组合单位中某单位的符号又同时是词头符号，并有可能发生混淆时，亦不应放在最

14、前面。如：力矩的单位应写为Nm，不能写为Mn（以免误为毫牛）。计量单位使用方法本讲稿第十九页，共一百八十页法定计量单位和词头的组合书写形式b.b.相除形式*当可能发生误解时，应尽量采用分式形式或中间乘当可能发生误解时，应尽量采用分式形式或中间乘号用居中圆点表示负数幂形式。号用居中圆点表示负数幂形式。如：速度单位宜用“m/s”“ms-1-1”不应为“ms-1 1”以免误为每毫秒。以免误为每毫秒。*当分子无量纲而分母有量纲时，一般不用分式而用负数幂的形式。如：波数mm-1-1而不用1/mm计量单位使用方法本讲稿第二十页，共一百八十页法定计量单位的使用规则a.优先使用国际符号；b.组合单位加词头的原

15、则*相乘形式的组合单位加词头，词头应加在组合单位中的第一个单位前。如：Nm加词头M时，应写为MNm，不宜写为NMm。计量单位使用方法本讲稿第二十一页，共一百八十页法定计量单位的使用规则b.组合单位加词头的原则*相除形式的组合单位加词头，词头应加在分子中的第一个单位前。但以下3种情况例外：kg允许在分母中；当组合单位中分母是长度、面积或体积时可；分子为1的组合单位加词头时可。计量单位使用方法本讲稿第二十二页，共一百八十页法定计量单位的使用规则c.单位的名称或符号要作为整体使用。如：1cm2=1(cm)2；1cm210-2m2d.不能单独使用词头。计量单位使用方法本讲稿第二十三页，共一百八十页法定

16、计量单位的使用规则e.词头不能重叠使用。f.量值应正确表述。如：57kg不应写为5kg7kg；646mm不应写为64mm6mm；1.75m不应写为1m75亦不应写为1m75mm。(但非十进制可以，6时30分)计量单位使用方法本讲稿第二十四页，共一百八十页关于法定计量单位的基本使用方法可参考：GB3100-93 国际单位制及其应用 GB3101-93 有关量、单位和符号的一般原则计量单位使用方法本讲稿第二十五页，共一百八十页练习判断改错：5KM5kms5CM5m/m5m（5微米）5T计量单位使用方法本讲稿第二十六页，共一百八十页 第三章第三章 测量方法与基础知识测量方法与基础知识本讲稿第二十七页

17、，共一百八十页测量方法与基础知识测量方法与基础知识有效数字有效数字误差误差可疑测定值的舍弃可疑测定值的舍弃精度精度偏差和公差偏差和公差测量方法测量方法测量方法精度分析测量方法精度分析不确定度不确定度本讲稿第二十八页，共一百八十页有效数字有效数字:所谓有效数字就是从仪器上能直接读出（包括一位估计读数在内）的几位数字。1.0005g五位有效数字0.5000四位有效数字0.0540三位有效数字0.0054二位有效数字0.5一位有效数字本讲稿第二十九页，共一百八十页规律数字1、2、39都可作为有效数字，只有“0”比较特殊。一般0在数字中间或数字后面都是有效数字。0在数字前面时，它只是定位数字，用来表示

18、小数点的位置，而不是有效数字。有关测量数据有效数字及数据修约方法可进一步参考GB8170-87数值修约规则。本讲稿第三十页，共一百八十页练习请讲出下列数据的有效数字位数:1.0500.00055.0008.241.0073.2180本讲稿第三十一页，共一百八十页有效数字位数:加减后有效数字位数在加减计算中，计算结果的小数点后位数，应与各加减数值中的小数点后的位数最少的相同。如：0.0213+2.0657+15.53其结果应写为：17.62本讲稿第三十二页，共一百八十页有效数字位数:乘除后有效数字位数在乘除计算中，计算结果有效数字位数，应与各数值中的有效数字的位数最少的相同。而与小数点的位置无关

19、。如：0.0212+2.04688+12.528=5.436169805其结果应写为：5.44本讲稿第三十三页，共一百八十页练习请讲出下列计算后的有效数字位数:5.0001.050+0.00063.95068.241.0073.218026.331996本讲稿第三十四页，共一百八十页 按来源分类按来源分类（1 1）标准器及测量仪器的误差；标准器及测量仪器的误差；（2）测量方法的误差；（3）操作者的误差；（4）测量环境引起的误差。（5 5）测量对象本身的缺陷引起的误差。测量对象本身的缺陷引起的误差。按性质分类（1 1）系统误差；系统误差；（2）偶然误差；（3 3）其它误差（如：粗大误差）。其它误

20、差（如：粗大误差）。误差本讲稿第三十五页，共一百八十页误差人为疏忽气流辐射噪声尘埃仪器环境观察温度归零负载水平磨耗混用干扰振动压力湿度记忆力读取视差量具误用标准件分辨率迟滞现象测量误差粗大误差系统误差偶然误差本讲稿第三十六页，共一百八十页系统误差系统误差：在相同条件下，多次测量同一量值时，误差的大小和符号保持不变；或在条件变化时，按某一确定的规律变化。系统误差可分为定值和变值系统误差本讲稿第三十七页，共一百八十页定值系统误差定值系统误差的发现定值系统误差可用实验法发现，如千分尺调零时就会发现定值系统误差。定值系统误差的消除定值系统误差可用修正法消除。本讲稿第三十八页，共一百八十页变值系统误差变

21、值系统误差的发现变值系统误差通过对随机误差分布规律的检查来发现，常用残差观察法，如残差大体正负相间无明显规律变化可认为无变值系统误差；如呈周期或线形分布规律则可判定存在变值系统误差。变值系统误差的消除变值系统误差可用抵消法消除。本讲稿第三十九页，共一百八十页偶然误差偶然误差在一定测量条件下，多次测量同一量值时，误差的大小和符号以不可预定的方式变化的测量误差。偶然误差一般呈正态分布且有界。偶然误差可通过概率和数理统计方法，估算其范围，通过对测量数据的分析处理，减少其对测量结果的影响。本讲稿第四十页，共一百八十页粗大误差粗大误差超出在规定条件下预计的测量误差。这种误差是由于某种不正常的原因所造成的

22、，如读数错误、突然振动等。粗大误差明显歪曲了测量结果，应予以剔除。本讲稿第四十一页，共一百八十页可疑测定值的舍弃可疑测定值的舍弃四倍法:(可疑值-M)/4（M为先剔除可疑值的平均值，为标准偏差）3法则（又称拉依达准则）|X-x|3则为可信值本讲稿第四十二页，共一百八十页练习请用3准则法确定是否有可疑值（=0.07866x=20.391）20.4220.4520.5220.3620.4020.2420.3020.3820.4420.40本讲稿第四十三页，共一百八十页精度1、正确度-系统误差的影响程度 定义：重复测量的平均值与真实值的差。2、精密度-随机误差的影响程度 定义：重复测量时，其测量数据

23、间差异的程度。3、准确度-综合影响程度(不确定度或极限误差表示)本讲稿第四十四页，共一百八十页正确度和精密度本讲稿第四十五页，共一百八十页偏差、公差和残余误差偏差 是指某一测量值减其参考真值所得的代数差。残余误差 多次测量，反映数据分散程度的量。公差 某一数据允许的变动范围。本讲稿第四十六页，共一百八十页标准偏差标准偏差i2/Ni=Xi为真值当用算术平均值代替真值，标准偏差可用下式计算：(Xix)2/(N-1)本讲稿第四十七页，共一百八十页标准偏差误差理论证明,测量列算术平均值xi的标准偏差x与单次测量的标准偏差有下列关系:x/Nx比小N倍，其分布较集中；因此，多次测量取平均值是提高测量精度的

24、主要措施之一。本讲稿第四十八页，共一百八十页极限误差的确定随机误差的有界性可知随机误差的有界性可知,随机误差不会超过某一范围，测量极限随机误差不会超过某一范围，测量极限误差就是指测量结果的误差极限范围。误差就是指测量结果的误差极限范围。一般认为在测量中任意测量一次，测得值对真值的差不会超一般认为在测量中任意测量一次，测得值对真值的差不会超过过33 即：即：limlim=3 测量列算术平均值的测量极限误差为：测量列算术平均值的测量极限误差为：lim(x)lim(x)=3(x)(x)多次测量的结果多次测量的结果XeXe可表示为:Xe=XXe=X3(x)(x)本讲稿第四十九页，共一百八十页测量方法直

25、接测量法 直接测量法是将被测量的量直接地用同类标准的量来比较得到被测量值的测量方法，在进行中不必测量与被测的量有函数关系的其它量，但要对不属于测量对象而却影响被测量值的影响量进行修正。间接测量法间接测量法 间接测量法是通过对被测量的量有函数关系的其它量的测量，能得到被测量值的测量方法。如：通过测量液柱高度来求得压力量值。本讲稿第五十页，共一百八十页测量方法绝对测量法绝对测量法 计量器具可以直接测得被测量的整个量值，这种测量称为计量器具可以直接测得被测量的整个量值，这种测量称为绝对测量。绝对测量。相对测量法相对测量法 计量器具仅指示被测量相对于标准量的偏差，从而得到被测计量器具仅指示被测量相对于

26、标准量的偏差，从而得到被测量的方法称为相对测量。例如用接触式干涉仪检定量块。量的方法称为相对测量。例如用接触式干涉仪检定量块。接触测量法接触测量法/非接触测量法非接触测量法离线测量法离线测量法/在线测量法在线测量法本讲稿第五十一页，共一百八十页 前面对误差的分类，我们得知：前面对误差的分类，我们得知：随机误差有其不可修正的特性。随机误差有其不可修正的特性。系系统统误误差差虽虽可可加加以以修修正正，但但修修正正因因子子或或修修正正量量的的本本身身，亦可能隐含有不确定性。亦可能隐含有不确定性。所所以以由由以以上上两两点点我我们们引引申申出出：测测量量误误差差必必存存在在于于每每一一测测量量作作业业

27、中中，而而此此误误差差在在评评估估及及修修正正的的过过程程中中所所衍衍生生出出来来的的不不确确定定性性，若若加加以以量量化化，即即为为“测测量量不不确确定定度度”而而ISOISO国国际际标标准准对对“测测量量不不确确定定度度”给给了了一一个个定定义义：是是一一个个测测量量量量的的真真值值其其存存在在范范围围的估计值。的估计值。因此测量不确定度的表达是以一区间范围表示之：因此测量不确定度的表达是以一区间范围表示之：Y Y UtUt测量不确定度本讲稿第五十二页，共一百八十页測量不確定度測量不確定度 不確定度愈小測量結果的質量愈高不確定度愈大測量結果的質量低。測量不確定度的分類-標准不確定度-合成不

28、確定度-擴展不確定度本讲稿第五十三页，共一百八十页GUM的由来测量不确定度导则测量不确定度导则（GuidetotheExpressionofGuidetotheExpressionofuncertaintyinmeasurementuncertaintyinmeasurement）19631963年美国国家标准局年美国国家标准局（NBSNBS）的EisenhartEisenhart建议用不确定度；建议用不确定度；1977年国际电离辐射咨询委员会年国际电离辐射咨询委员会（CCEMRI）讨论表达不讨论表达不确定度的几种建议；确定度的几种建议；19781978年国际计量局（CIPMCIPM）着手统一

29、测量不确定度；1993年国际标准化组织（年国际标准化组织（ISOISO）正式发布了）正式发布了测量不确定度导则，统一评定方法和表示方法。本讲稿第五十四页，共一百八十页測量不確定度的評定測量不確定度的評定本讲稿第五十五页，共一百八十页测量不确定度的来源（1 1）被测量的定义不完整例如：定义被测量是一根标称值例如：定义被测量是一根标称值1m长的钢棒的长度。若要求测准到微米级，则该测量的定义就不完整，因为被测量受温度和压力的影响已比较明显。完整的定义为：标称值1m1m长的钢棒在长的钢棒在25.0025.00和101325Pa时的长度。的长度。本讲稿第五十六页，共一百八十页（2）被测量的定义值的实现不

30、理想，即方法）被测量的定义值的实现不理想，即方法例如：标称值1m1m长的钢棒在25.0025.00和101325Pa时的长度。由于测量时温度和压力实际上达不到定义的的长度。由于测量时温度和压力实际上达不到定义的要求，使测量结果引入不确定度。要求，使测量结果引入不确定度。测量不确定度的来源本讲稿第五十七页，共一百八十页（3 3）被测量的样本不能完全代表定义的被测量）被测量的样本不能完全代表定义的被测量例如：取某材料的一部分作样本进行测量，由于材料例如：取某材料的一部分作样本进行测量，由于材料的均匀性使得样本不能完全代表定义的被测量，由样本的均匀性使得样本不能完全代表定义的被测量，由样本引入不确定

31、度。引入不确定度。测量不确定度的来源本讲稿第五十八页，共一百八十页（4）对环境条件的影响认识不足或环境条件的不完善测）对环境条件的影响认识不足或环境条件的不完善测量。量。仍以钢棒的长度为例，不仅温度和压力有影响，实际上湿度和支撑方式都有影响，若认识不足，没采取措施，就引入不确定度。测量不确定度的来源本讲稿第五十九页，共一百八十页（5）人员对模拟式仪器的读数偏差。）人员对模拟式仪器的读数偏差。（6 6）测量仪器的分辨力或鉴别域的限制。）测量仪器的分辨力或鉴别域的限制。（7 7）测量标准或标准物质的给定值或标定值不准确。）测量标准或标准物质的给定值或标定值不准确。（8 8）数据处理时所引用的常数和

32、其他参数不准确。（9 9）测量方法，测量系统和测量程序引起不确定度。（10）同一条件下，被测量的各种随机影响和变化。）同一条件下，被测量的各种随机影响和变化。（11）修正系统误差的不完善。（1212）不明显的粗大误差。）不明显的粗大误差。测量不确定度的来源本讲稿第六十页，共一百八十页测量测量不確定度不確定度的分类的分类 根据数值评定方法不同：根据数值评定方法不同：A类：类：由观测列统计分析所作评定的由观测列统计分析所作评定的不确定度，用实验标准偏差表征。不确定度，用实验标准偏差表征。B类：类：由不同于观测列统计分析所作由不同于观测列统计分析所作评定的不确定度，用根据经验或资料评定的不确定度，用

33、根据经验或资料及假设的概率分布估计的标准偏差表及假设的概率分布估计的标准偏差表征。征。本讲稿第六十一页，共一百八十页根据表示的方式不同：根据表示的方式不同：标准不确定度：以标准差表示的不确定度。合成不确定度：当测量结果是由若干个其他量的值求得时,按其他量的方差和协方差算得的标准不确定度.扩展不确定度：确定测量结果区间的量,合理的赋予被测量之值分布大部分(90%以上)可望含于此区间.测量测量不確定度不確定度的分类的分类本讲稿第六十二页，共一百八十页一:基本方法:单次测量结果实验标准偏差和平均值的实验标准差:在重复性条件下进行n次测量,观测值为:Xi(x1,x2.x3.)平均值X=(x1+x2+x

34、3+xn)/n单次测量的实验标准偏差:(Xix)2/(N-1)A类评定：类评定：测量测量不確定度不確定度的评定方法的评定方法本讲稿第六十三页，共一百八十页测量测量不確定度不確定度的评定方法的评定方法平均平均值值的的实验标实验标准偏差准偏差:即即为测为测量量结结果的果的标标准不确定度准不确定度u(a)=s(xu(a)=s(xi i)/)/n说明说明:1):1)方差时更为基本的量方差时更为基本的量,但实验标准差的量但实验标准差的量 纲和测量结果一致所以用的更为广泛纲和测量结果一致所以用的更为广泛.2)2)实验标准偏差反映了实验标准偏差反映了XkXk的在平均值上下的在平均值上下的分散性的分散性.3)

35、n3)n值应足够多值应足够多,一般大于一般大于554)4)理论上讲理论上讲,所有的不确定度都可以用所有的不确定度都可以用A A类类 评定得出评定得出本讲稿第六十四页，共一百八十页B类评定：类评定：一一.信息来源信息来源1)1)以前观测的数据以前观测的数据2)2)对有关的技术资料和测量仪器的特性的了解和经验对有关的技术资料和测量仪器的特性的了解和经验3)3)生产部门提供的技术说明文件生产部门提供的技术说明文件4)4)证书给出的证书给出的:“:“等等,级级”5)5)手册或某些资料给出的参考数据及其不确定度手册或某些资料给出的参考数据及其不确定度6)6)规定的实验方法的国家标准或类似技术文件中给出的

36、重规定的实验方法的国家标准或类似技术文件中给出的重复性复性r r和复现性和复现性R.R.测量测量不確定度不確定度的评定方法的评定方法本讲稿第六十五页，共一百八十页B类评定：类评定：二二:评定方法评定方法1)1)已知置信区间和置信因子已知置信区间和置信因子.2)2)已知扩展不确定度和包含因子已知扩展不确定度和包含因子3)3)已知扩展不确定度和置信水平的正态分布已知扩展不确定度和置信水平的正态分布4)4)已知扩展不确定度已知扩展不确定度,置信水平和有效自由度的置信水平和有效自由度的 t t分布分布.5)5)其他分布其他分布:均匀分布均匀分布反正弦分布反正弦分布三角分布三角分布测量测量不確定度不確定

37、度的评定方法的评定方法本讲稿第六十六页，共一百八十页1)1)在缺乏任何信息时在缺乏任何信息时,一般估计为均匀分布一般估计为均匀分布2)2)如果已知被测量的量值出现在如果已知被测量的量值出现在A+A+和和A-A-的中心值附近的的中心值附近的概率大于边界时概率大于边界时,按三角分布按三角分布3)Xi3)Xi本为重复性条件下几个观测值的算数平均值本为重复性条件下几个观测值的算数平均值,可估可估计为正态分布计为正态分布.4)4)如果被测量即受随机影响如果被测量即受随机影响,又受系统影响又受系统影响,而对测量的而对测量的影响又缺乏其他任何信息影响又缺乏其他任何信息,可视为均匀分布可视为均匀分布.5)5)

38、可采用同行的共识可采用同行的共识,利用长期观测结果的分布来判定利用长期观测结果的分布来判定分布形态判断的一般方法：测量测量不確定度不確定度的评定方法的评定方法本讲稿第六十七页，共一百八十页合成标准不确定度的评定一关于线性与相关线性相关非线性不相关（独立）二合成标准不确定度见不确定传播定律三合成标准不确定度的自由度四流程测量测量不確定度不確定度的评定方法的评定方法本讲稿第六十八页，共一百八十页扩展不确定度的评定一输出量的分布特征1)每个输出量的三个参量:标准不确定度,自由度,分布特征2)输出量的三个参量:合成标准不确定度有效自由度分布特征测量测量不確定度不確定度的评定方法的评定方法本讲稿第六十九

39、页，共一百八十页扩展不确定度的评定二二.扩展不确定度的含义扩展不确定度的含义:1.U:标准差的倍数U=k*uc2.Up=kp*uc(y):概率p的置信区间的半宽三.包含因子的选择:1)如果uc(y)的自由度较小,并要求具有规定的置信水平P时,当接近正态分布时用T分布的临界值.(查表).2)如果能够确定分布不是正态分布而是其他分布,则不能按k=23来取值.测量测量不確定度不確定度的评定方法的评定方法本讲稿第七十页，共一百八十页n 扩展不确定度扩展不确定度U=kuc公式公式nK覆盖因子覆盖因子（2-3）nuc 标准合成不确定度标准合成不确定度测量值分布曲线测量值分布曲线均值均值95.45%99.7

40、3%+3 +3 +2 +2 真值真值1测量不确定度公式测量不确定度公式本讲稿第七十一页，共一百八十页测量测量不確定度不確定度的报告方法的报告方法何时用合成标准不确定度 通常在报告以下测量结果时使用合成标准不确定度通常在报告以下测量结果时使用合成标准不确定度Uc:1、基本参数；、基本参数；2、基本计量学研究、基本计量学研究3、复现国际单位制单位的国际比对。、复现国际单位制单位的国际比对。本讲稿第七十二页，共一百八十页何时用扩展不确定度 除传统用合成标准不确定度除传统用合成标准不确定度Uc表示者外，其它报告一般采用扩展不确定度表示者外，其它报告一般采用扩展不确定度U表示不确定度。表示不确定度。尤其

41、对商业、工业及涉及健康和安全的法规要求均用扩展不确定度尤其对商业、工业及涉及健康和安全的法规要求均用扩展不确定度U。测量测量不確定度不確定度的报告方法的报告方法本讲稿第七十三页，共一百八十页结果的表达方法设被测量是标称值为设被测量是标称值为100g的标准砝码的标准砝码ms1、合成标准不确定度的表达：、合成标准不确定度的表达：ms=100.02147 Uc=0.35mgms=100.02147（0.00035）g2、扩展不确定度的表达：、扩展不确定度的表达：ms=100.02147 U=0.00070g（k=2）ms=（100.021470.00079）g，k=2.26自由度自由度=9，P=0.

42、95由由T分布确定分布确定测量测量不確定度不確定度的报告方法的报告方法本讲稿第七十四页，共一百八十页注意事项1、取、取1-2位有效数字，测量结果的末位与不确定度的末位相对应。位有效数字，测量结果的末位与不确定度的末位相对应。2、Uc和和U单独给出时，数值前一般不加正负号。单独给出时，数值前一般不加正负号。3、给出、给出U时时k不取不取2，必须说明，必须说明k是如何选取的。实际应用时，为方便起见，除文件规定是如何选取的。实际应用时，为方便起见，除文件规定者外，一般取者外，一般取k=24、合格评定中，通常要求标准程序及其它影响量引入的不确定度不大于被校仪器允许误差、合格评定中，通常要求标准程序及其

43、它影响量引入的不确定度不大于被校仪器允许误差极限，则判该仪器为合格。极限，则判该仪器为合格。测量测量不確定度不確定度的报告方法的报告方法本讲稿第七十五页，共一百八十页 第四章第四章 测量仪器设备的选择测量仪器设备的选择本讲稿第七十六页，共一百八十页计量仪器的配备要求计量仪器的配备要求能源计量仪器配备要求能源计量仪器配备要求1）能源计量仪器的配备必须实行生产和生活分别计量的能源计量仪器的配备必须实行生产和生活分别计量的原则，生产和生活要分别安装能源计量仪器，分别进行原则，生产和生活要分别安装能源计量仪器，分别进行计量。计量。2）生产用能源计量仪器的配备应按企业用能计算、统计、管理的需要配备。配备

44、时应考虑对计量仪器的选型、准确度、稳定度、测量范围等有关要求的选择。3 3）班组及重点机台、炉窑（有单独考核意义的）可根据有关部门或省、自治区、直辖市能源计量仪器配备规定进行配备。4）生活用能的水、电、煤气应每户一表。本讲稿第七十七页，共一百八十页工艺及质量管理计量器具配备要求工艺及质量管理计量器具配备要求 工艺及质量管理计量器具包括以下四个方面：工艺及质量管理计量器具包括以下四个方面：1 1）原材料进厂检验的计量器具；原材料进厂检验的计量器具；2 2）生产过程中工艺参数控制及检验的计量器具；生产过程中工艺参数控制及检验的计量器具；3 3）产品质量检验的计量器具；产品质量检验的计量器具；4 4

45、）生产安全和环境监测的计量器具。生产安全和环境监测的计量器具。对于工艺及质量管理计量器具，主要按企业对工艺策划和对于工艺及质量管理计量器具，主要按企业对工艺策划和质量策划的要求配备。如进料检验标准、半成品检验标准、成质量策划的要求配备。如进料检验标准、半成品检验标准、成品检验标准、作业指导书、品检验标准、作业指导书、QCQC工程图。同时必须考虑有关的工程图。同时必须考虑有关的国家标准、行业标准和有关法律法规要求。国家标准、行业标准和有关法律法规要求。计量仪器的配备要求计量仪器的配备要求本讲稿第七十八页，共一百八十页经营管理计量仪器配备要求经营管理计量仪器配备要求 经营管理计量仪器包括以下三个方

46、面：经营管理计量仪器包括以下三个方面：1 1）物料进、出厂的计量仪器；物料进、出厂的计量仪器；2 2）原材料消耗和半成品流转的计量仪器；原材料消耗和半成品流转的计量仪器；3 3）定额指标管理的计量仪器；定额指标管理的计量仪器；配备经营管理计量仪器，主要目的是进行经济核算或考核，在配备配备经营管理计量仪器，主要目的是进行经济核算或考核，在配备时应满足以上目的。原则上，对于需获得经济核算的数据的场合都必须时应满足以上目的。原则上，对于需获得经济核算的数据的场合都必须配备适当的计量仪器。配备适当的计量仪器。计量仪器的配备要求计量仪器的配备要求本讲稿第七十九页，共一百八十页计量仪器主要特性计量仪器主要

47、特性（一）有关工作范围的特性（二）有关工作条件的特性（三）有关响应方面的特性（四）有关准确度方面的特性（五）有关性能方面的特性本讲稿第八十页，共一百八十页（一）有关工作范围的特性1.1.测量仪器的测量仪器的示值示值测量仪器所给出的量的值。2.2.标称值测量仪器上表明其特性或指导其使用的量值，测量仪器上表明其特性或指导其使用的量值，该值为修约值或近似值。该值为修约值或近似值。3.3.标称范围标称范围测量仪器的操纵器件调到特定位置时可得到的示值范围。4.4.量程标称范围两极限之差的模。标称范围两极限之差的模。5.5.测量范围（工作范围）测量范围（工作范围）测量仪器的误差处在规定极限内测量仪器的误差

48、处在规定极限内的一组被测量的值。的一组被测量的值。本讲稿第八十一页，共一百八十页（二）有关工作条件的特性1.1.额定操作条件额定操作条件测量仪器的规定计量特性处于给定极限内的使用条件。一般规定被测量和影响量的范围或额定值。2.2.极限条件极限条件测量仪器的规定计量特性不受损也不降低，其后仍可在额定操作条件下运行而能承受的极限条件，极限条件可包括被测量和影响量的极限值。本讲稿第八十二页，共一百八十页（三）有关响应方面的特性1.1.响应特性响应特性在确定条件下，激励与对应响应之间的关系。在确定条件下，激励与对应响应之间的关系。2.2.灵敏度灵敏度测量仪器响应的变化除以对应的激励变化。测量仪器响应的

49、变化除以对应的激励变化。3.3.鉴别力鉴别力使测量仪器产生未察觉的响应变化的最大激励变使测量仪器产生未察觉的响应变化的最大激励变化，这种激励变化应缓慢而单调地进行。化，这种激励变化应缓慢而单调地进行。4.4.显示装置的显示装置的 分辨力分辨力显示装置能有效辨别的最小的示值差。显示装置能有效辨别的最小的示值差。5.5.死区死区不致引起测量仪器响应发生变化的激励双向变动的最不致引起测量仪器响应发生变化的激励双向变动的最大区间。大区间。6.6.响应时间响应时间激励受到规定突变的瞬间，与响应达到并保持其最激励受到规定突变的瞬间，与响应达到并保持其最终稳定值在规定极限内的瞬间，这两者之间的时间间隔终稳定

50、值在规定极限内的瞬间，这两者之间的时间间隔本讲稿第八十三页，共一百八十页（四）有关准确度方面的特性1.最大允许误差最大允许误差对给定测量仪器，规范、规程等所允许的误差极限值。2.2.基值误差为核查仪器而选用在规定的示值或规定的被测量值处的测量仪器误差。3.零值误差被测量为零值的基值误差。被测量为零值的基值误差。本讲稿第八十四页，共一百八十页（五）有关性能方面的特性1.1.稳定性稳定性测量仪器保持其计量特性随时间恒定测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能力。的能力。2.超然性超然性测量仪器不改变被测量的能力。3.可靠性可靠性测量仪器在规定条件下和规定时间内，测量仪器在规定条件下和规定时间内，完成功