计量学基础知识.doc

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1、|量规仪器校正管理及测量系统分析技术量规仪器校正管理及测量系统分析技术量规仪器校正管理及测量系统分析技术-仪器校正工程师资格认定培训教材第一章 计量学基础知识一计量学相关名词介绍二计量技术的专业分类三计量单位和单位制第二章 量规仪器管理一IS09000 之仪器管理要求说明二量规仪器管理全过程三. 测量系统分析技术(MSA)介绍第二章 量规仪器校正一量规仪器校正与管理流程二校正方法的选择与使用三仪器校正周期的确定四检定方法、步骤与记录五不确定度的计算第四章 企业常见量规仪器校正案例一校正和溯源二.计量校定中对器具合格的判定三案例分析5 类四校正要求与校正成绩书|第一章 计量学基础知识一 计量学相

2、关名词介绍1. 量(可测的量)现象物体或物质的可以定性区别和定量确定的一种属性。广义的量-长度时间质量温度电阻等特定的量-一段电线的长度一根电线的电阻2. 量值由数值和计量单位的乘积所表示的量的大小。例如 5.3m 12kg -403. 测量以确定量值为目的的一组操作例如用卡尺度零件尺寸用秤称重量4. 测试具有试验性质的测量或试验和测量的综合。5. 计量实现单位统一和量值准确可靠的测量。6. 仪器(测量设备)可单独地或与辅助设备一起用以直接或间接确定被测对象量值的器具或装置。A)实物量具-可复现或提供给定量的一个或多个已知量值的器具。例如砝码量块标准电阻等B) 计量仪器(仪表)-将测量值换成可

3、直接观察的示值或等效信息的计量器具。例如电流表温度计数字频率计记录式光谱仪等C) 计量装置为确定被测量值所必需的计量器具和辅助设备的总称。7. 计量基准能够复现保存和传递量值并经国家鉴定作为统一全国量值依据的计量器具。国家基准副基准工作基准。8. 计量标准按国家计量检定系统表规定的准确度等级用于检定较低等级计量标准或工作计量器具的计量器具。|9. 检定为评定计量器具的计量特性确定其是否符合法定要求(即合格)所进行的全部工作。10. 校准在规定条件下为确定计量器具或测量系统所指示的量值或实物量具或标准物质所代表的量值与对应的由标准所复现的量值之间关系的一组操作。注 1) 校准结果既可赋予被测量以

4、示值又可确定示值的修正值2) 校准也可确定其它计量特性3) 校准结果可以记录在校准证书或校准报告上4) 有时可用“校准曲线“表述校准结果。11. 比对在规定条件下对相同准确度等级的同种计量基准标准或工作计量器具之间的量值进行比较。12. 准确度表示测量结果与被测量的(约定)真值之间的一致程度。13. 精密度重复量测时其量测数据间差异的程度。14. 不确定度与测量结果关联的参数它表征可合理地认作(赋予)被测量之值的分散性。或指对测量结果的正确性和准确度的可疑程度。15. 量值传递通过对计量器具的的检定或校准将国家基准所复现的计量单位量值通过各等级计量标准传递到工作计量器具以保证对被测对象所测得的

5、量值的准确和一致的过程。16. 溯源性(量值溯值)通过具有规定不确定度的不间断的比较链使测量结果或标准的量值能够与规定的计量标准(通常是国际或国家计量基准)联系起来的特性。17. 计量确认为确保测量设备处于满足预期使用要求的状态所需要的一组操作。是包含校准调|整修理封印标记等一组动作的概念。二 计量技术的专业分类计量器具类别与种别的规定计量器具类别(A)计量器具种别(B)计量器具类别(A)计量器具种别(B)1.长度 L 线纹测量仪器 S端度(厚度)仪器 G角测量仪器 A平面度测量器具 P粗糙度测量仪器 F齿轮测量仪器 T7.光学 O 光强测量器具 B色温测量器具 T照度测量器具 I光辐射测量器

6、具 R感光度测量器具 S光通量测量器具 F光亮度测量器具 Q曝光量测量器具 E色度测量器具 C能量功率测量器具 P2.热工温度 T 温度测量器具 T热量测量器具 Q热辐射测量器具 R热流量测量器具 F湿度测量器具 K3.力学 F 质量测量器具 M重力测量器具 W容量测量器具 C压力测量器具 P速度测量器具 S转速测量器具 N流量测量器具 F加速度测量器具 A密度测量器具 D真空测量器具 T硬度测量器具 H振动测量器具 O8.无线电 R 电压测量器具 U功率能量测量器具 P相位测量器具 驻波系数测量器具 S质量因子测量器具 Q衰减测量器具 A噪声测量器具 F阻抗测量器具 Z脉冲测量器具 I失真度

7、测量器具 r电感测量器具 L电容测量器具 C电阻测量器具 R调制度测量器具 M增益测量器具 G占空系数测量器具 D损耗系数测量器具 4.电磁 E 电压测量器具 V电流测量器具 I电容测量器具 C电感测量器具 H电能测量器具 P磁参数测量器具 M电阻测量器具 R9.化学 C 成份分析仪器 A酸碱度测量器具 P电导测量仪器 C光谱测量仪器 O粘度测量仪器 V标准物质仪器 S5.电离辐射(放射)A强度测量仪器 I活度测量仪器 A通量测量仪器 F照射测量仪器 D 10.声学 S 声压测量仪器 P|6.时间频率 K 时间测量仪器 T频率测量仪器 F声功率测量仪器 J声强度测量仪器 N三 计量单位和单位制

8、1. 基本单位表 1国际通用的基本单位量的名称 基本单位名称 符号 定义长度 米 m 是光在真空中 1/299 792 458s 时间间隔内所经路径的长度质量 千克(公斤) kg 等于国际千克原器的质量时间 秒 s 是铯-133 原子基态的两个超精细能级间跃迁所对应的辐射的 9 192 631 700 个周期的持续时间电源强度 安培 A在真空中截面积可忽略的两根相距 1 米的无限长平行圆直导线内通过等量恒定电流时若导线间相互作用力在每米长度上为 2*10-7N则每根导线中的电源为 1A热力学温度 开尔文 K 水三相点热力学温度的 1/273.16物质的量 摩尔 mol 是一系统的物质的量该系统

9、中所包含的基本单元数与0.012kg 碳-12 的原子数目相等。在使用摩尔时基本单元应予指明可以是原子分子离子电子及其它粒子或是这些粒子的特定组合发光强度 坎德拉 cd是一光源在人给定方向上的发光强度该光源发出频率为540*1012HZ 的单色辐射且在此方向上的辐射强度为1/683W/sr2. 辅助单位表 2国际单位制(SI)辅助单位量的名称 单位名称 单位符号平同角立体角弧度球面度radsr3. 单位制为给定量制建立的一组单位。1) 厘米克秒单位制(CGS 制)2) 米千克秒单位制(MKGS 制)|3) 米公斤力秒单位制(工程单位制)4) 米吨秒单位制(MTS 制)5) 国际单位制(SI)第

10、二章 量规仪器管理一 ISO 9000 之仪器管理要求说明ISO9000 之 4.11 内容 具体要求或说明供方对其用以证实产品符合规定要求的检验测试和试验设备(包括试验软件应建立并保持控制校准和维修的形成文件的程序。检验测量与试验设备使用时应确保其测量不确定度已知并与要求的测量能力一致。如果试验软件或比较标准(如试验硬件用作检验手段时使用前应加以校验以证明其能用于验证生产安装和服务过程中产品的可接受性并按规定周期加以复检。供方应规定复检的内容和周期并保存记录作为控制的依据。(见 4.16).a) 确定测量任务及所要求的准确度选择适用的具有所需准确度和精密度的检验测量和试验设备。b) 确定影响

11、产品质量的所有检验测量和试验设备按规定的周期或使用前对照写国家承认的有关基准有已知有效关系的鉴定合格的设备进行校准和调整。当不存在上述基准时用于校准的依据应形成文件。c) 规定校准检验测量和试验设备的过程其内容包括设备型号唯一性标识性地点校验周期校验方法验收准则以及发现问题时应采取的措施。d) 检验测量和试验设备应带有表明其校准状态的合适的标志或经批准的识别记录。e) 保存检验测量和试验设备的校准记录(见 4.16)。f) 确保校准检验测量和试验有适宜的环境条件。g) 确保检验测量和试验设备在搬运防护和贮存期间其准确度和使用性保持完好。受控仪器的确定范围建立一个相关程序文件仪器管理的三大任务使

12、用时两大前提特殊仪器使用时的特殊规定选择仪器的基本原则受控仪器须依据有关基准进行校正受控仪器的使用必须在有效校正期间内受控仪器校正如无有关标准可依则需自定义有效的书面基准仪器管理的具体内容仪器标识规定仪器管理质量记录要求仪器有问题时应追溯已被测试产品是否有质量问题并加以记录和对策仪器性能过程中的稳定保持|h) 确保检验、测量和试验设备在搬运、防护和贮存期间，其准确度和使用性保持完好。防止检验测量和试验设备(包括试验硬件和软件)因调整不当而使其校准失效。仪器性能使用中的稳定保护ISO/DIS 9001:2000 之 7.6 测量和监控设备的控制组织应识别需实施的测量以及为确保产品符合规定要求所必

13、需的测量和监控装置。测量和监控装置的使用和控制应确保测量能力与测量要求相一致。适用时，测量和监控装置应a) 对照能追溯到国际或国家标准的装置，定期或在使用前进行校准和调整。当不存在上在上述基准时应记录校准的依据b) 防止发生可能使校准失效的调整c) 在搬运、维护和贮存期间防止损坏或失效d) 具有校准结果的记录(见 5.5.7)e) 在随后发现偏离校正状态时再评价其以往结果的有效性并采取适当措施。注：作为指南，见 ISO10012。用于测量和监控规定要求的软件，在使用前应予以确认。二 量规仪器管理全过程流程 过程 内容采购仪器时机 企业之工作负荷增加企业之能力扩充新项目的建立老旧仪器之淘汰以旧换

14、新采购仪器需求 为何要购买此部仪器?需要之仪器特征如何?选择供货商 列出可能之供货商评估供货商并作决策仪器采购发出订货单仪器使用仪器到货组装检查与评估；仪器纳入财产目录；仪器校正；建立操作程序；训练操作人员；建立仪器品保方案制定仪器维修计划 确定订定计划目的何时何地何人及如何进行维修仪器维修建立(每台)仪器维修记录每一次维修记录故障原因与排除花费成本|仪器目前状态之管制 可正常使用有限制之使用不可使用(损坏或超过校正周期)仪器管制管制方法 隔绝有缺陷之仪器以广告牌标签贴纸等管制仪器建立仪器数据 仪器资产目录仪器维修记录仪器校正记录仪器履历卡催校系统催修系统。三测量系统分析技术（MSA）分析象每

15、个过程一样，对用来描述测量系统变差的分布可以赋予下列特性：1） 位置：稳定性;偏倚;线性;2） 宽度或范围: 重复性;再现性; 稳定性稳定性分析报告零件号及件名 : 量具名称 : X-Y 坐标仪 特 性 : 尺 寸 量具编号 : 日 期 : 规 格 :51.41+0.3mm 量具型式 : 计量型 操 作 者 : 量测周期表 : 每周量测 3 个零件周期 日期 量测值 周期 日期 量测值 周期 日期 量测值06/08 51.20 06/28 51.23 07/19 51.2606/08 51.45 06/28 51.43 07/19 51.48第周06/08 51.68第周06/28 51.70

16、第周07/19 51.6906/14 51.22 07/05 51.21 07/26 51.2406/14 51.41 07/05 51.42 07/26 51.41第周06/14 51.67第周07/05 51.69第周07/26 51.6506/21 51.19 07/12 51.20 08/02 51.23第周 06/21 51.42第周 07/12 51.46第周 08/02 51.45穩定性(或飄移) 是測量系統在某一持續時間內測量同一基準或零件的單一特性時獲得的測量值總變差|06/21 51.65 07/12 51.66 08/02 51.68N=3 K=91. 制程标准差= 0.

17、6mm/6=0.1mm2. 量测程序标准差= (0.02+0.02+0.02)/3=0.02mm3. 判定 : OK备注 : 若量测程序标准差小于制程标准则代表该量具稳定性适合量测该制程. 量具的偏性2)量具的偏性示例偏性分析报告件号件名 : 量具名称 : X-Y 坐标仪特 性 : 尺 寸 量具编号 : 日 期 : 规 格 : 51.41+0.3mm 量具型式 : 计量型 操 作 者 : 真值 : 51.480mm 制程变异 : 0.6mm 量测者 : NO 量测值 NO 量测值X1 51.48 X6 51.48X2 51.48 X7 51.48X3 51.47 X8 51.48X4 51.4

18、8 X9 51.47X5 51.47 X10 51.461. X=X/n=514.75/10=51.475mm2. 偏性=真值-观测平均值=51.480-51.475=0.005mm3. %偏性=(偏性/制程变异)x100=0.005/0.6=8.33%3)分析:如果偏倚较大,查找以下可能的原因 标准或基准值误差,检验校准程序;偏倚- 是測量結果的 觀測 平均值与基準值的差值.基準值,也稱為可接受的基準值或標準值,是充當測量值的一個一致認可的基準,一個基準值可以通過採用更高級別的測量設備(如:計量實驗室或全尺寸檢驗設備)進行多次測量,取其平均值來確定.| 仪器磨损.主要表现在稳定性分析上,应制定维护或重新修理的计划; 制造的仪器尺寸不对; 仪器测量了错误的特性; 仪器校准不正确.复查校准方法; 评价人操作设备不当.复查检验说明书; 仪器修正计算不正确; 线性线性是在量具预期的工作量程内,偏倚值的差值.在测量仪器的工作范围内选择一些零件可以确定线性.这些被选零件的偏倚由基准值与测量观察平均值之间的差值确定.最佳拟合偏倚平均值与基准值的直线的斜率乘以零件的过程变差(或公差)是代表量具线性的指数;为把量具线性转换成过程变差(或公差)的百分率,可以将线性乘以100,然后除以过程变差(或公差).至于稳定性,建议分析技术可采用图形,即带最佳拟合直线的散点图.