計量校準基礎(chǔ)知識

1、計量校準基礎(chǔ)知識 深圳市霍達爾儀器有限公司姚力簡介 概述 量值溯源等級圖 計量校準規(guī)范 計量標準 數(shù)據(jù)處理與測量誤差 校準證書與校準報告 計量校準的定義計量檢定量值溯源與量值傳遞校準與檢定的區(qū)別概述計量校準的定義 校準 calibration 在規(guī)定條件下，為確定測量儀器或測量系統(tǒng)所指示的量值，或?qū)嵨锪烤呋騾⒖嘉镔|(zhì)所代表的量值，與對應(yīng)的由標準所復(fù)現(xiàn)的量值之間關(guān)系的一組操作。 注： 1校準結(jié)果既可給出被測量的示值，又可確定示值的修正值。 2校準也可確定其它計量特性，如影響量的作用。 3校準結(jié)果可以記錄在校準證書或校準報告中。概述計量校準的定義計量校準的特征： 在規(guī)定條件下，用一個可參考的標準，對

2、包括標準物質(zhì)在內(nèi)的測量儀器的特性賦值，并確定其示值誤差。 將測量儀器所指示或代表的量值，按校準鏈，將其溯源到標準所復(fù)現(xiàn)的量值。概述計量校準的定義計量校準的目的： 確定示值誤差，并可確定是否在預(yù)期的允差范圍內(nèi)。 得出標稱值偏差的報告值，可對測量儀器調(diào)整或?qū)κ局导右孕拚?給任何標尺標記賦值或確定其它特性值，或給參考物質(zhì)特性賦值。 實現(xiàn)量值溯源。 概述計量檢定 檢定verifcation 查明和確認計量器具是否符合法定要求的程序，它包括檢查、加標記和（或）出具檢定證書。 概述計量檢定計量檢定具有法制性。 在中華人民共和國計量法第十條中明確規(guī)定“計量檢定必須按照國家計量檢定系統(tǒng)表進行”，“計量檢定必

3、須執(zhí)行計量檢定規(guī)程”。 對檢定結(jié)果必須作出合格與否的結(jié)論，并出具證書可加蓋印記。 概述量值溯源與量值傳遞 量值溯源是指自下而上通過不間斷的校準而構(gòu)成的溯源體系 量值傳遞指自上而下通過逐級檢定而構(gòu)成的檢定系統(tǒng)。概述量值溯源與量值傳遞量值溯源量值傳遞途徑自下而上自上而下級別不間斷逐級方式校準檢定概述校準和檢定的區(qū)別校準 檢定 法制性 不具有（自愿） 具有（法律規(guī)定）工作 主要確定計量特性全面進行評定 依據(jù) 校準規(guī)范及其它方法（包括自定） 計量檢定規(guī)程 結(jié)論 一般不判斷，需要時可作出符合性結(jié)論 應(yīng)判定合格與否 證書和報告 校準證書或校準報告 檢定證書和不合格通知書 量值溯源等級圖 定義檢定系統(tǒng)表溯源

4、等級圖的繪制概述量值溯源等級圖定義 溯源等級圖一種代表等級順序的框圖，用以表明計量器具的計量特性與給定量的基準之間的關(guān)系。 注：溯源等級圖是對給定量或給定型號計量器所用的比較鏈的一種說明，以此作為基溯源性的證據(jù)。 概述量值溯源等級圖定義 國家溯源等級圖 在一個國家內(nèi)，對給定量的計量器具有效的一種溯源等級圖，它包括推薦（或允許）的比較方法和手段。 注：有時也稱國家計量檢定系統(tǒng)表 國際溯源等級圖 由國際組織采納，用作某一區(qū)域溯源性基礎(chǔ)的溯源等級圖。2.1 概述量值溯源等級圖定義建立溯源等級圖的目的是要對所進行的測量在其溯源到計量基準的途徑中，盡可能減少環(huán)節(jié)和降低測量不確定度，能給出最大的可信度。

5、概述量值溯源等級圖檢定系統(tǒng)表 國家計量檢定系統(tǒng)表是一種法定技術(shù)文件，由國務(wù)院計量行政部門組織制定并批準發(fā)布。這種系統(tǒng)表通常用圖表結(jié)合文字的形式表達。我國規(guī)定：一項國家基準對應(yīng)一種檢定系統(tǒng)表，并由該項基準的保存單位負責(zé)編制，經(jīng)一定的審批手續(xù)，由國家計量行政部門批準發(fā)布。概述量值溯源等級圖檢定系統(tǒng)表 國家檢定系統(tǒng)表具有一定的法律地位，它規(guī)定了我國量值傳遞（也就是量值溯源的逆過程）體系，按檢定系統(tǒng)表進行檢定，既可確保被檢儀器的準確度，又可避免用過高準確度的計量標準檢定低準確度的計量器具，也可指導(dǎo)企業(yè)、事業(yè)單位實現(xiàn)計量儀器的溯源。 概述量值溯源等級圖溯源等級圖的繪制 繪制量值溯源等級框圖一般也分三大部

6、分上級計量基(標)準器具、本單位計量標準器具、工作計量器具（被檢儀器），本單位計量標準器具由最高計量標準器具和工作計量標準器具組成 。水泥凈漿攪拌機(62285)r/min、(0255)s(510)r/min、(13)s水泥膠砂攪拌機(62285)r/min、(0210)s(510)r/min、1s轉(zhuǎn)速檢定裝置(160000)r/min1*10-4(江蘇省計量科學(xué)研究院)電子秒表24h0.5s/d(江蘇省計量科學(xué)研究院)比對比對水泥軟練設(shè)備測量儀（30.05000.0）r/min、(1999.9)s0.5%0.1r/min、0.1s直接測量砂漿攪拌機(6080)r/min、2min(24)r/

7、min、1s上級計量標準器具本單位計量標準器具工作計量器具計量校準規(guī)范 計量校準的依據(jù) 計量校準規(guī)范的結(jié)構(gòu) 計量校準規(guī)范的編寫 計量校準規(guī)范 計量校準的依據(jù) 計量校準的依據(jù)計量校準規(guī)范 選用計量檢定規(guī)程中相應(yīng)的方法 計量校準規(guī)范 計量校準的依據(jù) 選用國際規(guī)定校準方法； 選用國際標準、國家標準或行業(yè)標準中規(guī)定的檢驗方法； 選用國際技術(shù)組織或國內(nèi)技術(shù)組織或國內(nèi)外知名科技文獻或雜志公布的方法； 選用經(jīng)協(xié)商確認的國內(nèi)外先進企業(yè)或生產(chǎn)商提供的方法。 以上四種方法應(yīng)編制成為企業(yè)內(nèi)部的校準方法，并經(jīng)一定程序?qū)彶榇_認。計量校準規(guī)范 計量校準規(guī)范的結(jié)構(gòu) 封面、扉頁、目錄、范圍、引用文獻、術(shù)語和計量單位、概述、計

8、量特性、校準條件、校準項目和校準方法、校準結(jié)果表達、復(fù)校時間間隔、附錄、附加說明 計量校準規(guī)范 計量校準規(guī)范的編寫 一般原則 符合國家有關(guān)法律、法規(guī)的規(guī)定； 適用范圍按校準實際需要規(guī)定，力求完整； 充分考慮采用先進技術(shù)和為采用最新技術(shù)留有空間。計量校準規(guī)范 計量校準規(guī)范的編寫 基本要求 文字表述應(yīng)做到結(jié)構(gòu)嚴謹、層次分明、用詞確切、敘述清楚，不致產(chǎn)生不同的理解； 所用術(shù)語、符號、代號要統(tǒng)一，并始終表達同一概念； 按國家規(guī)定表述計量單位名稱與符號、物理量的名稱與符號、計量名詞、術(shù)語以及縮略語、技術(shù)制圖、圖形符號、尺寸和公差的標準等； 公式、圖樣、表格、數(shù)據(jù)應(yīng)準確無誤地按要求表述； 相關(guān)規(guī)范有關(guān)內(nèi)容

9、的表述均應(yīng)協(xié)調(diào)一致，不能矛盾。計量校準規(guī)范 計量校準規(guī)范的編寫 層次劃分校準規(guī)范內(nèi)容的層次一般可按章、條、段劃分，必須有“條”的編號。計量校準規(guī)范 計量校準規(guī)范的編寫 編輯細則按JJF10021998國家計量檢定規(guī)范編寫規(guī)則第七章要求。 計量標準基本定義最高計量標準的建立 建立計量標準的準備 計量標準的考核 計量標準 基本定義 計量標準（測量標準）為了定義、實現(xiàn)、保存或復(fù)現(xiàn)量的單位或一個或多個量值，用作參考的實物量具、測量儀器、參考（標準）物質(zhì)或測量系統(tǒng)。 注： 1一組相似的實物量具或測量儀器，通過它們的組合使用所構(gòu)成的標準你為集合標準。 2一組其值經(jīng)過選擇的標準，它們可單個使用或組合使用，從

10、而提供一系列同種量的值，稱為標準組。 3計量標準一般約定由計量標準器及主要配套設(shè)備組成。計量標準 基本定義最高計量標準（參考標準） 在給定地區(qū)或在給定組織內(nèi)，通常具有最高計量學(xué)特性的測量標準，在該處所做的測量均從它導(dǎo)出。工作標準 用于日常檢定/校準或核查實物量具、測量儀器或參考（標準）物質(zhì)的測量標準。 注： 1工作標準通常用參考標準檢定/校準。 2用于確保日常測量工作正確進行的工作標準你為核查標準。中華人民共和國計量法第九條規(guī)定：部門和企業(yè)、事業(yè)單位使用的最高計量標準，實行強制檢定。 計量標準 最高計量標準的建立 國務(wù)院有關(guān)主管部門和省、自治區(qū)、直轄市人民政府有關(guān)主管部門，根據(jù)本部門的特殊需要

11、，可以建立本部門使用的計量標準器具，其各級最高計量標準器具經(jīng)同級人民政府計量行政部門主持考核合格后使用。 企業(yè)、事業(yè)單位需要，可以建立本單位使用的計量標準器具，其各項最高計量標準器具經(jīng)有關(guān)人民政府計量行政部門主持考核合格后使用。 中華人民共和國計量法第七條和第八條規(guī)定計量標準 建立計量標準的準備 選用的計量標準，其計量技術(shù)指標應(yīng)當(dāng)滿足相應(yīng)的國家計量檢定系統(tǒng)表和計量檢定規(guī)程（或計量技術(shù)規(guī)范）的要求，并具有有效檢定證書。 計量標準器和配套設(shè)備，應(yīng)當(dāng)試運行足夠的時間。 完成相應(yīng)的計量標準技術(shù)報告，進行不確定度評定、驗證及重復(fù)性、穩(wěn)定性考核。 實驗室環(huán)境條件必須符合開展檢定/校準工作的要求，并按要求配

12、備對環(huán)境條件進行有效監(jiān)測、控制的設(shè)施。 配備至少2名持本項目計量檢定員證的人員（校準要配備具有校準資格的人員）。 具有完善的管理制度（或程序文件）。 建立計量標準技術(shù)檔案。 計量標準 計量標準的考核 計量標準考核的依據(jù)：JJF1033-2001計量標準技術(shù)考核規(guī)范計量標準 計量標準的考核申請 計量標準考核（復(fù)查）申請書原件一式兩份； 計量標準技術(shù)報告一份； 計量標準測量重復(fù)性考核記錄復(fù)印件一份； 計量標準穩(wěn)定性考核記錄復(fù)印件一份； 計量標準器及主要配套設(shè)備有效檢定證書復(fù)印件一份； 符合開展檢定/校準項目的原始記錄及相應(yīng)的模擬檢定/校準證書復(fù)印件兩份； 計量檢定人員檢定證件或者校準人員資質(zhì)證明復(fù)

13、印件一份。 計量標準 計量標準的考核 考核內(nèi)容 計量標準考核內(nèi)容為計量標準器及配套設(shè)備、環(huán)境條件、人員、管理制度四個方面。計量標準考核證書 計量標準考核證書有效期4年。 數(shù)據(jù)處理與測量誤差 有效數(shù)字 數(shù)據(jù)修約 近似數(shù)的運算 測量誤差和相對誤差 隨機誤差和系統(tǒng)誤差 修正值與修正因子 數(shù)據(jù)處理與測量誤差 有效數(shù)字 （末）的概念 所謂（末），指的是任何一個數(shù)最末一位數(shù)字所對應(yīng)的單位量值。有效數(shù)字的概念 人們在日常生活中接觸到的數(shù)，有準確數(shù)和近似數(shù)。對于任何數(shù)，包括無限不循環(huán)小數(shù)和循環(huán)小數(shù)，截取一定位數(shù)后所得的即是近似數(shù)。 數(shù)據(jù)處理與測量誤差 數(shù)據(jù)修約 對某一似修約數(shù)，根據(jù)保留數(shù)位的要求，將其多余位數(shù)

14、的數(shù)字進行舍取，按一定規(guī)則，選取一個其值為修約間隔整數(shù)倍的數(shù)（稱為修約數(shù)）來代替似修約數(shù)，這一過程你為數(shù)值修約。為了簡化計算，準確表達測量結(jié)果，必須對有關(guān)數(shù)據(jù)進行修約。數(shù)據(jù)處理與測量誤差 數(shù)據(jù)修約根據(jù)GB81701987數(shù)值修約規(guī)則進行修約 擬修約（舍棄）數(shù)字的最左一位小于5時，則舍去，即保留的各位數(shù)字不變。 擬修約（舍棄）數(shù)字的最左一位大于5（包括5后面有并非全部為0的數(shù)字）時，則進1，即保留的末位數(shù)字加1。 擬修約（舍棄）數(shù)字的最左一位等于5（5后面全0或沒有數(shù)字）時，保留的末位數(shù)字為奇數(shù)（1，3，5，7，9）則進1，為偶數(shù)（2，4，6，8，0）則舍去。 數(shù)據(jù)處理與測量誤差 近似數(shù)的運算

15、加、減運算 以參與運算的各數(shù)中（末）最大的數(shù)為準（也就是說以小數(shù)點后面位數(shù)最少的為準），其余數(shù)均比它多保留一位，多余位數(shù)應(yīng)舍去。計算結(jié)果與（末）最大的數(shù)相同（小數(shù)點后面位數(shù)最少的數(shù)位數(shù)相同）。乘、除運算 以有效數(shù)字位數(shù)最少的數(shù)為準，其余數(shù)的有效數(shù)字位數(shù)均比它多保留一位，多余位數(shù)應(yīng)舍去。計算結(jié)果與有效數(shù)字位數(shù)最少的數(shù)相同。數(shù)據(jù)處理與測量誤差 測量誤差和相對誤差 測量誤差 測量結(jié)果減去被測量的真值所得的差，稱為測量誤差，簡稱誤差。相對誤差 測量誤差除以被測量的真值所得的商，稱為相對誤差。數(shù)據(jù)處理與測量誤差 隨機誤差和系統(tǒng)誤差 隨機誤差 測量結(jié)果在重復(fù)條件下，對同一被測量進行無限多次測量所得結(jié)果的平

16、均值之差，稱為隨機誤差。系統(tǒng)誤差 在重復(fù)性條件下，對同一被測量進行無限多次測量所得結(jié)果的平均值與被測量的真值之差，稱為系統(tǒng)誤差。 數(shù)據(jù)處理與測量誤差 修正值與修正因子 修正值 用代數(shù)方法與未修正測量結(jié)果相加，以補償其系統(tǒng)誤差的值，稱為修正值。真值=測量結(jié)果+修正值=測量結(jié)果-誤差修正因子 為補償系統(tǒng)誤差而與未修正測量結(jié)果相乘的數(shù)字因子，稱為修正因子。偏差 一個值減去參考值，稱為偏差。常見EMC類測試儀器的計量校準 1.靜電槍 2.工頻磁場 3.浪涌 4.脈沖群 5.電壓跌落，中斷靜電放電 靜電的產(chǎn)生： 人在合成纖維的毛毯上行走，通過鞋子與毛毯之間的摩擦就可以達到10-6庫侖，在這樣一個系統(tǒng)里面

17、（人，地毯，大地的平均電容可以達到幾十到上百皮法），可能產(chǎn)生的電壓達到15KV，靜電可能導(dǎo)致半導(dǎo)體元器件被擊穿靜電放電 接觸放電：接觸放電都是模擬人手可以接觸到的地方，對于我們常用的電腦，譬如講機箱外殼，控制鍵盤，顯示屏，指示燈 空氣放電：空氣放電一般都是對于孔，縫隙，絕緣面靜電槍計量測試設(shè)備靜電槍 高壓表關(guān)鍵內(nèi)阻要高于1G靜電高壓測試設(shè)備，一般靜電槍的測試誤差為5%，此高壓表誤差為1%滿足不確定性度的要求靜電槍計量測試設(shè)備輸入端是一個 2的低阻抗，能吸收大部分的靜電脈沖電流，輸出端的阻抗為 50，能與示波器保持良好的阻抗匹配，為保證靜電脈沖波形不失真，同軸適配器必須有特定的頻率特性。v 靜電

18、放電電流的典型波形靜電放電電流的典型波形關(guān)鍵指標：關(guān)鍵指標：開路電壓（空氣放電）開路電壓（空氣放電）放電時的第一個電流放電時的第一個電流30nS30nS時的電流時的電流60nS60nS時的電流時的電流放電電流上升時間放電電流上升時間工頻磁場有些設(shè)備,像計算機的監(jiān)視器、電子顯微鏡等一類設(shè)備在工頻磁場作用下會產(chǎn)生電子束的抖動;對電度表等一類設(shè)備,在工頻磁場作用下程序會產(chǎn)生紊亂、內(nèi)存數(shù)據(jù)丟失和計度誤差;對內(nèi)部有霍爾元件等一類對磁場敏感器件所構(gòu)成的設(shè)備,在磁場作用下會出現(xiàn)誤動作(以電感式接近開關(guān)為例,可能出現(xiàn)定位的不準確)。因此,用工頻磁場發(fā)生器對上述設(shè)備進行磁場騷擾的抗擾度試驗具有特殊意義 線圈工頻磁場線圈計量重要指標：電流 A磁場強度 A/m線圈因數(shù) coil factor exp：1.15 1151.15=100A/m3dB區(qū)域 10lg2=3dB 表征場均勻性的參數(shù)工頻磁場計量測試設(shè)備電流鉗表 場強探頭計量測試報告浪涌 評價被測設(shè)備遭受電力線路和