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1、计量管理基础本讲稿第一页，共一百五十一页第一章计量概述计量的概念与发展一、计量的概念计量：实现单位统一、量值准确可靠的活动。度量衡：关于长度、容积、质量的测量，所用的主要测量器具是尺、斗、秤。本讲稿第二页，共一百五十一页二、计量的分类分为科学计量、工程计量和法制计量3类，分别代表计量的基础、应用和政府起主导作用的社会事业三个方面。科学计量：基础性、探索性、先行性的计量科学研究，通常用最新的科技成果来精确地定义与实现计量单位，并为最新的科技发展提供可靠的测量基础。本讲稿第三页，共一百五十一页工程计量：各种工程、工业、企业的实用计量。如：能源或材料的消耗、工艺流程的监控以及产品质量与性能的测试。法

2、制计量：与法定计量机构工作有关的计量，涉及对计量单位、计量器具、测量方法及测量实验室的法定要求。本讲稿第四页，共一百五十一页法制计量由政府或授权机构根据法制、技术和行政的需要进行强制管理。目的：用法规或合同的方式规定并保证与贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测、资源控制、社会管理等有关的测量工作的公正性和可靠性。特征：直接传递到公众一端，即直接与公众的利益相关。本讲稿第五页，共一百五十一页三、计量的发展史原始阶段：以经验和权力为主，大多利用人、动物或自然物作为计量基准。经典阶段：以宏观现象与人工实物为科学基础的阶段。现代阶段：以量子理论为基础，由宏观实基准过渡到微观量子基准。本讲稿第六页，共

3、一百五十一页计量的内容与特点计量的内容6个方面：计量单位与单位制计量器具（或测量仪器），包括实现或复现计量单位的计量基准、标准与工作计量器具量值传递与溯源，包括检定、校准、测试、检验与检测本讲稿第七页，共一百五十一页物理常量、材料与物质特性的测定不确定度、数据处理与测量理论及其方法计量管理，包括计量保证与计量监督等。本讲稿第八页，共一百五十一页计量特点：1）准确性：指测量结果与被测量真值的一致程度。不存在完全准确无误的测量，因此在给出量值的同时，必须给出适应于应用目的的或实际需要的不确定度或误差范围。所谓量值的准确性，即是在一定的不确定度、误差极限或允许误差范围内的准确性。本讲稿第九页，共一百

4、五十一页2）一致性：指在统一计量单位的基础上，无论在何进何地采用何种方法、使用何种计量器具，以及由何人测量，只要符合有关的要求，其测量结果就应在给定的区间内有其一致性。测量结果应是可重复、可再现（复现）、可比较的。本讲稿第十页，共一百五十一页3）溯源性：指任何一个测量结果或测量标准的值，都能通过一条具有规定不确定度的连续比较链，与计量基准联系起来。量值溯源，是指自下而上通过不间断的校准而构成的溯源体系；量值传递，是自上而下通过逐级检定而构成的检定系统。本讲稿第十一页，共一百五十一页4）法制性：来自计量的社会性，因为量值的准确可靠不仅依赖于科学技术手段，还要有相应的法律、法规和行政管理。测量是为

5、确定量值而进行的全部操作，一般不具备、也不必具备计量的4个特点。计量是与测量结果置信度有关的、与不确定度联系在一起的一种规范化的测量。本讲稿第十二页，共一百五十一页计量的地位与作用一、计量与科技进步二、计量与工业发展三、计量与农业发展四、计量与WTO五、计量与人身健康六、计量与国防建设本讲稿第十三页，共一百五十一页第二章计量管理基础计量管理的概念一、管理的基本概念管理是人们在一定组织环境下所从事的一种智力活。ISO9000：2000对管理的定义：管理是指指挥和控制组织的协调的活动。本讲稿第十四页，共一百五十一页计量管理的概念计量管理是指在计量方面指挥和控制组织的协调的活动。计量管理通常包括制定

6、方针和目标，以及计量策划、计量控制、计量保证和改进等活动。本讲稿第十五页，共一百五十一页JJF10011998通用计量术语及定义中：计量保证：用于保证可靠和适当的测量准确度的全部法规、技术手段及必要的各种运作。宏观的计量保证目的在于保证在测量统一的前提下，以准确可靠的测量结果满足社会的需要。微观的计量保证目的在测量统一的前提下，以准确可靠的测量结果来满足一个组织（企业）对计量的要求。本讲稿第十六页，共一百五十一页法制计量管理一、法制计量管理的概念法制计量是计量的一部分，即与法定计量机构所执行工作有关的部分，涉及到对计量单位、测量方法、测量设备和测量实验室的法定要求。法制计量工作包括：计量立法、

7、计量器具的控制和测量结果的管理。本讲稿第十七页，共一百五十一页二、计量法的主要内容1、立法的宗旨计量立法的宗旨是加强计量监督管理，保障国家计量单位制的统一和量值的准确可靠，有利于生产、贸易和科学技术的发展，适应社会主义现代化建设的需要，维护国家、人民的利益。本讲稿第十八页，共一百五十一页2、立法的原则统一立法，区别管理。3、适用范围4、法定计量单位我国采用国际单位制。国际单位制计量单位和国选定的其他计量单位为国家的法定计量单位。本讲稿第十九页，共一百五十一页5、计量基准国家计量基准是统一全国量值的最高依据。我国有国家计量基准170多项，国家标准物质2200多钟。6、计量标准县级以上地方人民政府

8、计量行政部门，根据本地区需要建立本行政区域内社会公用计量标准。企业、事业单位根据需要，可以建立本单位使用的计量标准。本讲稿第二十页，共一百五十一页7、计量检定强制检定是指计量标准器具或工作计量器具必须定期定点地由法定的或授权的计量检定机构检定。强制检定的计量器具的范围：1）社会公用计量标准器具；2）部门和企业、事业单位使用的最高计量标准器具。3）用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测等方面的列入计量器具强制检定目录的工作计量器具。本讲稿第二十一页，共一百五十一页8、国家计量检定系统表和计量检定规程国家计量检定系统表和国家计量检定规程是全国法定性的计量技术文件。计量检定必须按照国家计量检定系

9、统表进行；计量检定必须执行计量检定规程，没有国家检定规程的可执行部门和地方计量检定规程。本讲稿第二十二页，共一百五十一页9、制造、修理计量器具许可证。10、法定计量检定机构县级以上人民政府计量行政部门，根据需要设置计量检定机构，或者授权其他单位的计量检定机构，执行强制检定和其他检定、测试任务。本讲稿第二十三页，共一百五十一页11、计量纠纷的处理处理因计量器具的准确度所引起的纠纷，以国家计量基准器具或者社会公用计量标准器具检定的数据为准（即仲裁检定）。12、违反计量法应承担的法律责任。13、中国人民解放军和国防科技工业系统计量工作由国务院、中央军委另行制定。本讲稿第二十四页，共一百五十一页三、计

10、量法的基本特征1、实行统一立法、区别管理的原则。2、加强工业计量的法律调整。3、适应改革需要的放权、授权。本讲稿第二十五页，共一百五十一页四、计量法规体系（一）计量法律中华人民共和国计量法（1985年9月6日通过。（二）计量法规中华人民共和国计量法实施细则国务院关于在我国统一实行法定计量单位的命令全国推行我国法定计量单位的意见中华人民共和国强制检定的工作计量器具检定管理方法中华人民共和国进口计量器具监督管理办法国防计量监督管理条例（三）计量规章本讲稿第二十六页，共一百五十一页计量法的调整对象，是中华人民共和国境内的所有国家机关、社会团体、中国人民解放军、企事业单位和个人，凡是建立计量基准、计量

11、标准，进行计量检定，制造、修理、销售、进口、使用计量器具，使用法定计量单位，开展计量认证，实施仲裁检定和调解计量纠纷，以及进行计量监督管理等方面所发生的各种法律关系。它侧重调整单位制的统一以及影响社会秩序、危害国家和人民利益的计量问题，有关家庭自用、教学示范用的计量器具一般不在计量法的调整之列。本讲稿第二十七页，共一百五十一页计量监督体制一、计量监督机构各级质量技术监督局为其所在区域的计量监督机构。国家质量监督检验检疫总局是国务院主管全国质量、计量、出入境商品检验、出入境卫生检疫、出入境植物检疫和认证认可、标准化等工作，并行使行政执法职能的直属机构。本讲稿第二十八页，共一百五十一页二、法定计量

12、检定机构法定计量检定机构根据质量技术监督部门授权行使下列职责：研究、建立计量基准、社会公用计量标准或者本专业项目的计量标准；承担授权范围内的量值传递、执行强制检定和法律规定的其他检定、测试任务；开展校准工作；研究起草计量检定规程、计量技术规范；承办有关计量监督中的技术性工作。本讲稿第二十九页，共一百五十一页我国法定计量技术机构体系的结构：本讲稿第三十页，共一百五十一页三、计量授权计量授权的原则：统筹规划、经济合理、就地就近、方便生产、利于管理。计量授权的主要形式：本讲稿第三十一页，共一百五十一页四、计量认证计量认证是指政府计量行政部门对有关技术机构（含检机构）的检定、测试能力和可靠性进行的考核

13、和证明。考核内容：1、计量检定、测试设备的性能；2、计量检定、测试设备的工作环境和人员的操作技能；3、保证量值统一、准确的措施及检测数据公正可靠的管理制度。本讲稿第三十二页，共一百五十一页五、仲裁检定与计量调解因为计量准确度所引起的纠纷称之为计量纠纷。我国实行两级仲裁检定制，上一级政府计量部门进行的仲裁检定为终局仲裁检定，由国务院计量行政部门直接受理的仲裁检定为终局仲裁检定。本讲稿第三十三页，共一百五十一页六、商品量的计量监督商品量的计量监督是指在生产和贸易活动中对商品量的计量结果的监督。监督的对象主要是零售商品和定量包装商品等商品的量。1）零售商品称重的计量监督零售商品称重计量监督规定本讲稿

14、第三十四页，共一百五十一页2）定量包装商品的计量监督定量包装商品计量监督规定3）商品量计量违法行为处罚规定商品量计量违法行为处罚规定本讲稿第三十五页，共一百五十一页第三章法定计量单位量与单位的基本概念一、量的基本概念（一）量量现象、物体或物质可定性区别和定量确定的属性。定性区别是指量在特怀是的差别。定量确定是指确定具体的量，又称特定量。本讲稿第三十六页，共一百五十一页计量学中研究的量都是可以测量的。凡是可测量的量都可用数值和计量单位的组合来表示。相对密度、折射率等，是以具有相同计量单位的量作为单位，取其比值为“1”作为单位。本讲稿第三十七页，共一百五十一页（二）量制量制彼此间存在确定关系的一组

15、量。约定地认为在函数关系上彼此独立的量称为基本量（长度、质量、时间、热力学温度、电流、物质的量和发光强度）；由基本量的函数所定义的量，称为导出量。本讲稿第三十八页，共一百五十一页（三）量纲量纲以给定量制中基本量的幂的乘积表示某量的表达式。注意量纲为1的量（无量纲量），即在量纲表达式中，基本量量纲的全部指数均为零的量。量纲为1的其一贯单位都是一，符号为“1”。本讲稿第三十九页，共一百五十一页（四）量值量值一般由一个乘以测量单位所表示的特定量的大小。它由数值和单位两部分的组合来表示。表示量值时要采用法定计量单位，所选用的单位大小要适中，数值位数不宜过多，一般在0.11000之间。本讲稿第四十页，共

16、一百五十一页量值、数值、单位的关系：A=AAA某一量的符号；A为某一单位符号；A以单位A表示量A的数值。本讲稿第四十一页，共一百五十一页二、单位的基本概念1、单位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。计量单位具有约定地赋予的名称和符号。如：m；本讲稿第四十二页，共一百五十一页特定量具有名称、符号和定义，其数值为1。同量纲量（不一定是同种量）的单位可有相同的名称和符号。本讲稿第四十三页，共一百五十一页2、一贯单位可由比例因数为1的基本单位幂的乘积表示的导出计量单位，称为一贯单位。如1N=1ms-2就是力的一贯单位。在国际单位制中，具有专门名称的SI导出单位都是一贯单位，但其倍数的

17、分数单位则不是一贯单位。本讲稿第四十四页，共一百五十一页3、单位制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。4、基本单位给定量制中基本量的计量单位，称为基本单位。对给定的一贯单位制中，每个基本量只有一个SI基本单位。本讲稿第四十五页，共一百五十一页5、导出单位导出单位给定量制中导出量的计量单位。6、制外单位制外单位不属于给定单位制的计量单位。eV为能的SI制外单位；min、h、d为时间的制外单位。本讲稿第四十六页，共一百五十一页7、倍数单位倍数单位按约定的比率，由给定单位构成的更大的计量单位。8、分数单位分数单位按约定的比率，由给定单位构成的更小的计量单位。本讲稿第四十七页，共一

18、百五十一页国际单位制单位一、国际单位制的形成与特点（一）形成国际计量委员会（CIPM）、国际计量局（BIPM）国际单位制（SI）是在米制基础上发展起来的。本讲稿第四十八页，共一百五十一页（二）特点1、统一性2、简明性3、实用性4、合理性5、科学性6、继承性7、世界性本讲稿第四十九页，共一百五十一页二、国际单位制的构成国际单位制（国际单位制（SI）SI单位单位SI单位的倍数单位单位的倍数单位SI导出单位导出单位SI基本单位基本单位包括辅助单位在内的具有专门名称的导出单位包括辅助单位在内的具有专门名称的导出单位组合形式的导出单位组合形式的导出单位本讲稿第五十页，共一百五十一页国际单位制简称“SI”

19、，但不能将国际单位制单位简称显SI单位。“SI单位”仅指SI基本单位和SI导出单位两部分。国际单位制单位不仅包括SI单位，还包括SI单位倍数单位。本讲稿第五十一页，共一百五十一页（一）SI基本单位长度长度质量质量时间时间电流电流热力学温度热力学温度物质的量物质的量发光强度发光强度米（米（m）千克（千克（kg）秒（秒（s）安培（安培（A）开尔文（开尔文（K）摩尔（摩尔（mol）坎德拉（坎德拉（cd）本讲稿第五十二页，共一百五十一页（二）SI导出单位SI导出单位是用SI基本单位以代数形式表示的单位。这种单位符号中的乘和除采用数学符号。它由两部分构成：一部分是包括SI辅助单位在内的具有专门名称的SI

20、导出单位；另一部分是组合形式的SI导出单位，即用SI基本单位和具有专门名称的SI导出单位（含辅助单位）以代数形式表示的单位。本讲稿第五十三页，共一百五十一页1、包括SI辅助单位在内的具有专门名称的SI导出单位。电离辐射、医疗卫生领域中的某些量，涉及人类健康和安全防护。这些量的量纲相同，或具有与其他量相同的量纲，因此，用SI基本单位表示这些量的SI导出单位时，也具有相同的形式。为了便于区分不同的物理量，避免使用时混淆而造成事故，这些量的SI导出单位也被赋予专门的名称。例如，吸收剂量、比授予能及比释动能的单位，通常用戈瑞（Gy）代替焦耳每千克（J/kg），剂量当量单位则用希沃特代替焦耳每千克（J/

21、kg）。本讲稿第五十四页，共一百五十一页2、组合形式的SI导出单位用SI基本单位和具有专门名称的SI导出单位或（和）SI辅助单位以代数形式表示的单位，称为组合形式的SI导出单位。在单位符号中的乘和除采用数学符号（，/）焦耳每千克J/每开尔文K-1千克二次方米本讲稿第五十五页，共一百五十一页（三）SI单位的倍数单位SI单位的倍数是由SI词头与SI单位（包括SI基本单位、SI导出单位）构成。在SI中，用以表示倍数单位的词头，称为SI词头。它们是构词成分，用于附加在SI单位之前构成倍数单位（十进倍数单位和分数单位），而不能单独使用。表3-3共列出20个SI词头，所代表的因数的覆盖范围为10-2410

22、24。本讲稿第五十六页，共一百五十一页词头符号与所紧接着的单个单位符号（这里仅指SI基本单位和SI导出单位）应视作一个整体对待，共同组成一个新单位，并具有相同的幂次，而且还可以和其他单位构成组合单位。例如：1cm3=（10-2m）3=10-6m3，1s-1=（10-6s）-1=106s-1，1mm2/s=（10-3m）2/s=10-6m2/s。由于历史原因，质量的SI基本单位名称“千克”中已包含SI词头，所以，“千克”的十进倍数单位由词头加在“克”之前构成。例如：应使用毫克（mg），而不得用微千克（kg）。本讲稿第五十七页，共一百五十一页法定计量单位中华人民共和国计量法第三条规定：国际单位制计

23、量单位和我国选定的其他计量单位，为国家法定计量单位。本讲稿第五十八页，共一百五十一页法定计量单位是指由国家法律承认、具有法定地位的计量单位。实行法定计量单位是统一我国计量制度的重要决策。它将彻底结束多种计量单位制在我国并存的现象，并与国际主流相一致。”本讲稿第五十九页，共一百五十一页二、法定计量单位的构成国际单位制中所有单位都是我国的法定计量单位，它是我国法定计量单位的主体。但我国的法定计量单位不一定都是国际单位制单位，本身并不构成一个单位制，故涌称为“法定计量单位制”或“法定单位制”本讲稿第六十页，共一百五十一页我国法定计量单位内容包括：1、国际单位制的基本单位2、国际单位制中包括辅助单位在

24、内的具有专门名称的导出单位3、我国选定的可与国际单位制单位并用的非国际单位制单位。4、由以上单位构成的组合形式的单位5由SI词头和以上单位构成的倍数单位（十进倍数和分数单位）本讲稿第六十一页，共一百五十一页（一）我国选定的可与国际单位制单位并用的非国际单位制单位。由于实用上的广泛性和重要性，在我国法定计量单位中，为11个物理量选定了16个与SI单位并用的非SI单位，如表3-4所示。其中10个是国际计量大会同意并用的非SI单位，它们是：时间单位分、小时、日（天）；平面角单位度、角分、角秒；体积单位升；质量单位吨和原子质量单位；能量单位电子伏。另外6个，即海里、节、公顷、转每分、分贝、特克斯，则是

25、根据国内外的实际情况选用的。本讲稿第六十二页，共一百五十一页（二）组合形式的单位凡是由两个或两个以上的单位以乘、除组合构成的单位及由一个单位与数学符号或数字指数构成的单位均为组合形式单位。米每秒m/s每米m-1每摄氏度-13.7510-3m千克每立方米/m3说明：在单位之间乘、除采用数学符号“”、“/”；在数值间乘采用数字符号“”。本讲稿第六十三页，共一百五十一页三、法定计量单位的使用1、组合单位的中文符号不应与中文名称（简称）相混淆。本讲稿第六十四页，共一百五十一页（1）组合单位的中文名称原则上与其符号表示的顺序一致。单位符号中的乘号没有对应的名称，只要将单位名称接连读出即可。例如：Nm的名

26、称为“牛顿米”，简称为“牛米”。而表示相除的斜线（）对应名称为“每”，且无论分母中有几个单位，“每”只在分母的前面出现一次。例如：单位(kgK)的中文名称为“焦耳每千克开尔文”，简称为“焦每千克开”。本讲稿第六十五页，共一百五十一页2、在一个单位（组合形式单位）中，一般不允许国际符号与中文符号混用。本讲稿第六十六页，共一百五十一页3、词头符号与单位符号之间不得留空隙，也不加表示相乘等任何符号。词头符号与所接的单位符号应作为一个整体对待，并具有相同的幂次。本讲稿第六十七页，共一百五十一页词头符号的字母，当其所表示的因数小于106时，一律用小写体，大于或等于106时用大写。尤其要注意区分词头符号Y

27、（1024）与y（10-24），Z（1021）与z（10-21），P（1015）与p（10-12），M（106）与m（10-3）。本讲稿第六十八页，共一百五十一页单位符号没有复数形式，不得附加任何其他标记或符号来表示量的特性或测量过程的信息。它不是缩略语，除正常语句结尾的标点符号外，词头或单位符号后都不加标点。本讲稿第六十九页，共一百五十一页4、组合单位的倍数单位一般只用一个词头，并尽量用于组合单位中第一个单位。本讲稿第七十页，共一百五十一页5、有些非物理量的单位可用汉字与符号构成组合形式单位。本讲稿第七十一页，共一百五十一页6、量值中的数值一般应采用阿拉伯数字。本讲稿第七十二页，共一百五十一

28、页7、当数值的位数多时，如为整数后有3个以上的“0”或为纯小数，小数点后面有3个以上的“0”，均可采用以10n（n为正负整数）的形式写法，但有效位数中的“0”必须全部写出。本讲稿第七十三页，共一百五十一页四、计量单位的换算应对非法定计量单位表示的量值，根据不同的情况和要求，换算成法定计量单位所表示的量值。本讲稿第七十四页，共一百五十一页（一）准确值的单位换算标准重力加速度gn=9.80665m/s2真空中电磁波的传播速度c=299792458m/s水的三相点热力学温度Ttp=273.15K标准大气压1atm=101325Pa除了我们在使用这类量值时只需准确到某一位而进行必要的修约外,在量值的单

29、位换算中,采用准确的单位换算,换算后其结果不应修约。本讲稿第七十五页，共一百五十一页（二）近似值的单位换算在给出测量结果换算成法定计量单位时，应按以下规则截取近似值。1、近似值法定计量单位换算时有效位数截取本讲稿第七十六页，共一百五十一页2、带有测量不确定度表示的近似值的换算本讲稿第七十七页，共一百五十一页（三）极限值的单位换算极限值是指极大值（max）和极小值（min），它们均属于不可逾越的界限值。1、对于极大值（max），只舍不入（不能更大）2、对于极小值（min），只入不舍（不能更小）本讲稿第七十八页，共一百五十一页五、量和量值的正确表达量是现象、物体或物质可定性区别和定量确定的属性。量

30、值为数值与计量单位的乘积。本讲稿第七十九页，共一百五十一页（一）量的名称使用时，只能按国家标准上规定的名称使用。本讲稿第八十页，共一百五十一页（二）量的符号1、一般规定1）量的符号应采用国家标准中所规定的符号，既代表广义量，也可以代表特定量。2）量的符号通常是单个拉丁字母，少数符号由两个字母构成。3）量的符号必须采用斜体，符号后不附加圆点。4）由两个字母所构成量的符号，其中间不得有空隙。5）量的符号原则上按其所表示的量的名称而不是字母来称呼。6）注意：不要将量的符号与计量单位的（国际）符号相混淆。本讲稿第八十一页，共一百五十一页2、量符号的下标1）某些情况下，不同的量有相同的符号或是对一个量有

31、不同的应用或要表示不同的值，可采用下标予以区分。2）用表示物理量的符号的下标及用表示变量、坐标和序数的字母作为下标时采用斜体字母，其他下标用正体字母。3）表示量的下标可以是单个或多个字母，也可以是数字、数学符号、元素符号、化学分子式或国际性字符，采用正体。4）必要时可并列使用两个下标，中间应适当留空或加逗号。本讲稿第八十二页，共一百五十一页（三）量值的表达1）无量纲的量表示量值时不写单位“1”。2）倍数单位根据使用方便的原则选取。3）在证书或报告等技术文件中表示量值时，在数值后面不用单位的中文名称。4）表示量值时，单位符号应当置于数值之后，数值与单位符号间留一空隙。唯一例外：平面角的单位度、分

32、和秒，数值和单位符号之间不留空隙。本讲稿第八十三页，共一百五十一页5）表示量值时，不能在单位符号上附加表示量的特性和测量过程信息的标志。6）如果所表示的量值为几个量的和或差，则应当加圆括号将数值组合，置共同的单位符号于全部数值之后（或仍写成各个量的和或差）。7）几何尺寸应表示成量值的乘积本讲稿第八十四页，共一百五十一页8）相对量值的表达表示范围：67或（67）表示带有偏差中心值时：（652）或6529）量值（或数值）相乘表达应使用乘号（），而不使用圆点来表示数值相乘。当数值在量的符号前时，相乘可不加符号；数值在量的符号后时，相乘加乘号。本讲稿第八十五页，共一百五十一页（四）量和单位在坐标图中的

33、表达在坐标图中表达量的符号与单位符号用斜线隔开。横坐标的量和单位一般应写在横坐标轴下方居中位置，纵坐标的量和单位一般应与纵坐标轴平行并位于居中位置。本讲稿第八十六页，共一百五十一页（五）量和单位在表格中的表达如果所制的表格中所有数值的单位相同，单位符号应放在表格的右上角如果需要在表中各栏分别表示单位时，应将量和量符号与单位符号之间用斜线隔开。本讲稿第八十七页，共一百五十一页计量技术基础知识本讲稿第八十八页，共一百五十一页第四章计量技术简介计量技术概述一、计量的对象本讲稿第八十九页，共一百五十一页二、基本单位的简介1、长度“米”是第一个基本单位复现米定义可以用三种方法：测时法、测频法和自然光谱辐

34、射法。本讲稿第九十页，共一百五十一页2、质量质量基准千克原器是目前仍在使用的最稳定的实物基准。国家质量量值的最高标准是国家千克原器，国内一切依法使用的质量值，均应在规定的准确度级别范围内，严格与国家千克原器的质量量值相对应。本讲稿第九十一页，共一百五十一页3、时间时间单位“秒”和频率单位“赫兹”在量纲上互为倒数，在复现时可以用同一装置来实现。时间单位秒的定义：铯133原子束振荡周期的9192631779个周期。本讲稿第九十二页，共一百五十一页4、电流电流单位安培的定义：在真空中，截面积可忽略的两根相距1m的无限长平行圆直导线内通以等量恒定电流时，若导线间相互作用力在每米长度上为210-7N，则

35、每根导线中的电流为1A。本讲稿第九十三页，共一百五十一页5、温度复现热力学温度采用国际实用温标。本讲稿第九十四页，共一百五十一页6、光度7、物质的量本讲稿第九十五页，共一百五十一页计量科技的发展一、量子自然基准将代替实物基准二、探测灵敏度和测量分辩率不断提高三、非常态量计量测试技术的发展四、测量仪器向智能化方向快速发展本讲稿第九十六页，共一百五十一页1、测量仪器发展的特点1）新技术的应用2）产品结构变化3）产品开发准则发生了变化4）生产技术注重专业生产，不求在而全本讲稿第九十七页，共一百五十一页2、测量仪器发展趋势1）自动化仪器的发展趋势2）科学仪器的发展趋势本讲稿第九十八页，共一百五十一页第

36、五章计量器具计量器具的定义及分类一、计量器具的定义计量器具：指单独地或连同辅助设备一起用以进行测量的器具。计量器具是指能用于直接或间接测出被测对象量值的装置、仪器、仪表、量具和用于统一量值的标准物质，包括计量基准、计量标准和工作计量器具。本讲稿第九十九页，共一百五十一页计量器具的特征：1、用于测量；2、能确定被测对象的量值；3、本身是一种计量技术装置。中华人民共和国依法管理的计量器具目录本讲稿第一百页，共一百五十一页二、计量器具的分类按结构特点分：实物量具、计量仪器、计量物质按技术性能和用途分：计量基准器具、计量标准器具、工作计量器具本讲稿第一百零一页，共一百五十一页（一）计量基准器具简称计量

37、基准，是在特定领域内复现和保存计量单位量值，并具有最高计量学特性，经国家鉴定、批准作为统一全国量值最高依据的测量标准。本讲稿第一百零二页，共一百五十一页建立计量基准的原则是：本讲稿第一百零三页，共一百五十一页计量基准必须具备以下条件：1、经国家鉴定合格2、正常工作的环境条件3、考核合格的保存、维护、使用人员4、完善的管理制度计量基准的量值应与国际上的量值保持一致。本讲稿第一百零四页，共一百五十一页（二）计量标准器具简称计量标准，是指准确度低于计量基准，用于检定或校准其他计量标准或工作计量器具的计量器具。在保证单位统一和量值准可靠的活动中，起承上启下的关键作用。本讲稿第一百零五页，共一百五十一页

38、（三）标准物质标准物质是具有一种或多种足够均匀和很好地确定了的特性，用以校准测量装置、评价测量方法或给材料赋值的一种材料或物质，标准物质在量值传递和保证测量统一方面起着重要作用。按其特性量值的定值准确度的高低分为一级标准物质和二级标准物质。制造计量器具许可证本讲稿第一百零六页，共一百五十一页（四）工作计量器具通常位于量值溯源的终端。工作计量器具的计量性能主要体现在可获得某给定量的测量结果。本讲稿第一百零七页，共一百五十一页计量器具的特性一、工作范围的特性1、标称范围测量仪器的操纵件调到特定的位置时可得到的示值范围。通常用它的上限和下限表明。本讲稿第一百零八页，共一百五十一页测量仪器的操纵器件调

39、到特定位置时可得到的示值范围，称为标称范围。此时的示值范围是与测量仪器的整体相联系的，是指标尺所指示的被测量值可得到的范围。标称范围通常以被测量的单位表示，而不管标尺上所标的单位是什么。本讲稿第一百零九页，共一百五十一页2、量程标称范围两极限之差的模。本讲稿第一百一十页，共一百五十一页标称范围的上限与下限之差的绝对值，称为量程。例如：某温度计的标称范围为（-3080）C，则其量程为80-（-30）=110C；某电压表的标称范围为100V，则其量程为1000=100V。本讲稿第一百一十一页，共一百五十一页3、标称值测量仪器上表明其特性或指导使用的量值，该量值为圆整数值或近似值。4、测量范围工作范

40、围测量仪器的误差处在规定极限内的一组被测量的值。本讲稿第一百一十二页，共一百五十一页测量范围，也称为工作范围，是指测量仪器的误差处于规定的极限范围内的被测量的示值范围。在这一规定的测量范围内使用，测量仪器的示值误差必处在允许极限内；而若超出测量范围使用，示值误差就将超出允许极限。换言之，测量范围就是在正常工作条件下，能确保测量仪器规定准确度的被测量值的范围。本讲稿第一百一十三页，共一百五十一页注意正确区别和掌握示值范围、标称范围、测量范围和量程的概念。示值范围是指测量仪器标尺或显示装置所能指示的范围，可用标在标尺或显示器上的单位表示；标称范围是对测量仪器整体而言的，通常用被测量的单位表示；测量

41、范围是指能保证规定准确度、满足误差处于规定极限内的量值范围；量程则是指标称范围上、下限之差的绝对值。本讲稿第一百一十四页，共一百五十一页二、工作条件的特性1、额定操作条件测量仪器规定的计量特性处于给定极限内的使用条件。额定操作条件一般规定被测量和影响量的范围额定值。本讲稿第一百一十五页，共一百五十一页额定操作条件是指测量仪器的正常工作条件，也就是使测量仪器的规定计量特性处于给定极限内的使用条件。在这些条件中，一般包括被测量和影响量的范围或额定值，只有在规定的范围或额定值下使用，测量仪器才能达到规定的计量特性或规定的示值允许误差值。例如：工作压力表测量范围的上限为10MPa，则压力的最大值只能加

42、到10MPa；额定电流为10A的电能表，其输入电流不得超过10A。在使用测量仪器时，搞清额定操作条件十分重要，只有满足这些条件，才能保证测量结果的准确性和可靠性。本讲稿第一百一十六页，共一百五十一页2、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端条件。本讲稿第一百一十七页，共一百五十一页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所能承受的极端条件，称为极限条件。极限条件应规定被测量和影响量的极限值。例如：有些测量仪器可以进行测量上限之上10%的超载试验，在包装条件下的振动试验，（-40+50）C的温度试验或95%RH以上的湿度

43、试验等，这些都属于测量仪器的极限条件。本讲稿第一百一十八页，共一百五十一页3、参考条件为测量仪器的性能试验或为测量结果的相互比较而规定的使用条件。参考条件一般包括作用于测量仪器的影响量的参考值或参考范围。本讲稿第一百一十九页，共一百五十一页参考条件是指测量仪器在性能试验或进行检定、校准、比对时的使用条件，即标准工作条件或称为标准条件。这些条件一般应对作用于测量仪器的影响量的参考值或参考范围作出明确规定，以真正反映测量仪器的计量性能和保证测量结果的可比性。本讲稿第一百二十页，共一百五十一页注意正确区别和掌握额定操作条件、极限条件和参考条件。前者是测量仪器正常使用的条件，后者是为确定测量仪器本身计

44、量性能所规定的标准条件，中者则是仪器不受损坏和不降低准确度所允许的极端条件。在这三者中，参考条件的要求最严，额定操作条件则较宽，而极端条件的范围和额定值为最大。本讲稿第一百二十一页，共一百五十一页三、响应方面的特性1、响应特性在确定条件下，激励与对应响应之间的关系。2、灵敏度测量仪器响应的变化除以对应的激励的变化本讲稿第一百二十二页，共一百五十一页测量仪器响应的变化除以对应的激励变化，称为灵敏度。它反映测量仪器被测量（输入）变化引起仪器示值（输出）变化的程度，用被观察变量的增量（即响应或输出量）与相应被测量的增量（即激励或输入量）之商来表示。如果被测量变化很小，而引起的示值改变（输出量）很大，

45、则该测量仪器的灵敏度很高。灵敏度是测量仪器重要的计量特性之一，其值应与测量目的相适应，并不是越高越好。例如：为了方便读数，及时地使示值稳定下来，有时还需要施加阻尼，特意降低灵敏度。本讲稿第一百二十三页，共一百五十一页3、鉴别力（阀）使测量仪器产生未察觉的响应变化的最大激励变化，这种激励变化应是缓慢而单调地变化。4、分辨力显示装置能有效辨别的最小的示值差。对数字式显示装置而言，这就是当变化一个最小的有效数字时其示值的变化。本讲稿第一百二十四页，共一百五十一页显示装置能有效辨别的最小的示值差，称为显示装置的分辨力，或简称为分辨力。它是指显示装置中对其最小示值的辨别能力。模拟式显示装置的分辨力，通常

46、为标尺分度值的一半，即用肉眼可以分辨到一个分度值的1/2；当然也可以采取其他工具，例如放大镜、读数望远镜等来提高分辨力。对于数字式显示装置，其分辨力为末位数字的一个数码。对半数字式的显示装置，其分辨力为末位数字的一个分度。显然，分辨力高可以降低读数误差，从而减少由于读数误差引起的对测量结果的影响。本讲稿第一百二十五页，共一百五十一页5、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大区间。死区可能与变化的速率有关。死区有时有意地做大些，以防止激励的微小变化引起响应的变化。6、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终稳定值在规定极限内的瞬间，这两者之间的时间间隔。本讲稿第一百二

47、十六页，共一百五十一页四、准确度方面的特性1、测量仪器的准确度测量仪器给出接近于真值的响应的能力。2、准确度等级符合一定的计量要求，使误差保持在规定极限以内的测量仪器的等别、级别。本讲稿第一百二十七页，共一百五十一页我们可以说准确度高低、准确度等级或准确度符合标准等，而不宜将准确度与数字直接相连，例如：准确度为0.25%、16mg、16mg或16mg等。本讲稿第一百二十八页，共一百五十一页3、测量仪器示值误差测量仪器示值与对应输入量的真值之差。由于真值不能确定，实际上使用约定真值。此概念主要应用于与对参考标准相比较的仪器。就实物量具而言，示值就是赋予它的值。本讲稿第一百二十九页，共一百五十一页

48、真值从本质上说是不能确定的。但在实践中，对于给定的目的，并不一定需要获得特定量的“真值”，而只需要与“真值”足够接近的值。这样的值就是约定真值，对于给定的目的可用它代替真值。例如：可以将通过校准或检定得出的某特定量的值，或由更高准确度等级的测量仪器测得的值，或多次测量的结果所确定的值，作为该量的约定真值。本讲稿第一百三十页，共一百五十一页测量结果的误差往往是由若干个分量组成的，这些分量按其特性可分为随机误差与系统误差两大类，而且无例外地取各分量的代数和。换言之，任意一个误差，均可分解为系统误差和随机误差的代数和，即可用下式表示：误差=测量结果-真值=（测量结果-总体均值）+（总体均值-真值）=

49、随机误差+系统误差本讲稿第一百三十一页，共一百五十一页测量结果与在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所的结果的平均值之差，称为随机误差。随机误差大抵来源于影响量的变化，这种变化在时间上和空间上是不可预知的或随机的，它会引起被测量重复观测值的变化，故称之为“随机效应”。可以认为正是这种随机效应导致了重复观测中的分散性。本讲稿第一百三十二页，共一百五十一页在重复性条件下，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，称为系统误差。由于只能进行有限次数的重复测量，真值也只能用约定值代替，因此可能确定的系统误差只是其估计值，并具有一定的不确定度。系统误差大抵来源于影响量，它对

50、测量结果的影响若已识别，则可定量表述，故称之为“系统效应”。该效应的大小若是显著的，则可通过估计的修正值予以补偿。本讲稿第一百三十三页，共一百五十一页4、最大允许误差规范、规程等对给定测量仪器所允许的误差极限值。本讲稿第一百三十四页，共一百五十一页示值误差和最大允许误差示值误差和最大允许误差示值就是由测量仪器所指示的被测量值。测量仪器的示值误差是测量仪器示值与对应的输入量的真值之差，它是测量仪器最主要的计量特性之一，本质上反映了测量仪器准确度的大小，即测量仪器给出接近于真值的响应的能力。示值误差大，则其准确度低；示值误差小，则其准确度高。示值误差是相对真值而言的，由于真值不能确定，实际上使用的