一級注冊計量師課件

1、一級注冊計量師基礎(chǔ)知識及專業(yè)實務(wù) 以規(guī)定為指南，以大綱為準繩 以教材為依據(jù)，以解讀為引領(lǐng) 以自學(xué)為原則，以輔導(dǎo)為補充 以備課迎考為動力，以提高通過為目標LOGO第二章 計量綜合知識第三節(jié) 測量結(jié)果 1、被測量及影響量 2、量的真值和約定真值 3、測量結(jié)果 4、描述測量結(jié)果的術(shù)語第四節(jié) 測量儀器及其特性 1、測量儀器 2、測量儀器的特性LOGO第三章 測量數(shù)據(jù)處理第一節(jié) 測量誤差的處理 1、系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)及減小系統(tǒng)誤差的方法 2、實驗標準差的估計方法 3、算術(shù)平均值及其實驗標準差的計算 4、異常值的判別和剔除 5、測量重復(fù)性和測量復(fù)現(xiàn)性的評定 6、加權(quán)算術(shù)平均值及其實驗標準差的計算 7、計量器具

2、誤差的表示與評定 8、計量器具其他一些計量特性的評定LOGO第三章 測量數(shù)據(jù)處理第二節(jié) 測量不確定度的評定與表示 1、統(tǒng)計技術(shù)應(yīng)用 2、評定不確定度的一般步驟 3、測量不確定度的評定方法 4、表示不確定度的符號第三節(jié) 測量結(jié)果的處理和報告 1、測量不確定度的有效位數(shù)及數(shù)字修約規(guī)則 2、報告測量結(jié)果的最佳估計值的有效位數(shù)的確定 3、測量結(jié)果的表示和報告 LOGO第三節(jié) 測量結(jié)果1、被測量及影響量被測量被測量: :作為被測對象的特定量特定量 （1）要對被測量進行定義：如給定的水樣品在20時的蒸汽壓力 （2）有時測量會改變研究中的現(xiàn)象、物體或物質(zhì)，導(dǎo)致實際受到測量的量可能不同于想要測量的量 （3）被

3、測量可以是物理量，化學(xué)量、生物量，甚至是一種生理活動等影響量：影響量：不是被測量但對測量結(jié)果有影響的量安培計直接測量交流電流的幅度時受頻率影響，電流是被測量，而頻率就是影響量。LOGO2、量的真值和約定真值真值：真值：與給定的特定量的定義一致的值。 由于定義不完善，可能存在與定義一致的一組真值 真值只有通過完善的測量才能獲得約定真值：約定真值：對于給定目的具有適當不確定度的、賦予賦予特定量的值 實際計量中用約定真值代替真值。 在日常校準中，將由測量標準復(fù)現(xiàn)的量值作為約定真值。 約定真值僅是真值的估計值，是具有不確定度的。第三節(jié) 測量結(jié)果LOGO3、測量結(jié)果：由測量所得的賦予賦予被測量的值。VI

4、M3定義：由測量所得的賦予被測量的值及其有關(guān)的信息。測量結(jié)果表示為一個被測量的估計值測量的估計值及其測量不確定度測量不確定度，必要時給出不確定度的置信水平、自由度等的說明。常將一組獨立重復(fù)測得值的算術(shù)平均值作為被測量的最佳估計值未修正結(jié)果、已修正結(jié)果。對于間接測量，測量結(jié)果是由各直接測量的量值通過函數(shù)關(guān)系經(jīng)計算獲得的，其中每個直接測量值的不確定度都會對測量結(jié)果的不確定度有貢獻。第三節(jié) 測量結(jié)果LOGO 4、描述測量結(jié)果的術(shù)語 （一）測量誤差 （二）測量結(jié)果的重復(fù)性和復(fù)現(xiàn)性 （三）測量準確度 （四）測量不確定度第三節(jié) 測量結(jié)果LOGO描述測量結(jié)果的術(shù)語( (一一) )測量誤差測量誤差測量誤差=測

5、量結(jié)果-被測量的真值，簡稱誤差。 VIM3中，測量誤差=測得量值-參考量值 參考量值都是有不確定度的，所以獲得的是測量誤差的估計值。 測量誤差有正負號。 測量誤差的估計值是測量值偏離參考量值的程度，通常是指絕對誤差。 絕對誤差與被測量值之比稱相對誤差，常用百分數(shù)或指數(shù)冪表示。 表征測量儀器特性的術(shù)語：示值誤差、最大允許誤差、準確度等級等，不同于測量結(jié)果的測量誤差LOGO討論：用量塊校準一把150mm的游標卡尺在100mm處的示值誤差。假設(shè)：量塊標稱值：100mm,證書給出修正值0.2m。游標卡尺示值：100.02mm。則可得：示值誤差=示值-參考值=+0.02mm用一把檢定合格的150mm的游

6、標卡尺，測量某試樣的長度，得到測量結(jié)果100.02mm。測量誤差=測量結(jié)果-參考值。 參考值未知，因此無法得出測量誤差。但是可以得到測量結(jié)果，并評定出測量結(jié)果的不確定度。另：校準是不是一種測量？如果認為是，那么被測量是示值誤差，也就是說測得的示值誤差是測量結(jié)果，而不是測量誤差？LOGO測量誤差：系統(tǒng)誤差和隨機誤差兩類。系統(tǒng)誤差：在重復(fù)性條件下，對同一被測量進行無窮多次測量所得結(jié)果的平均值與被測量真值之差。它是在重復(fù)測量中保持恒定不變或按可預(yù)見的方式變化的測量誤差的分量。系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差= =期望期望- -真值真值隨機誤差：測量結(jié)果與在重復(fù)性條件下對同一被測量進行無窮多次測量所得結(jié)果的平均值之差

7、。它是在重復(fù)測量中按不可預(yù)見的方式變化的測量誤差的分量。隨機誤差隨機誤差= =測量結(jié)果測量結(jié)果- -期望期望隨機誤差隨機誤差+ +系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差=(=(測量結(jié)果測量結(jié)果- -期望期望)+()+(期望期望- -真值真值)=)=測量結(jié)果測量結(jié)果- -真值真值= =測量誤差測量誤差描述測量結(jié)果的術(shù)語LOGO描述測量結(jié)果的術(shù)語系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)和減小系統(tǒng)誤差的方法系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)和減小系統(tǒng)誤差的方法1、系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)2、減小系統(tǒng)誤差的方法：（1）采用修正的方法（2）在試驗中盡可能減少或消除一切產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的因素（3）選擇適當?shù)臏y量方法，使系統(tǒng)誤差抵消而不致帶入測量結(jié)果中LOGO恒定系統(tǒng)誤差消除法恒定系統(tǒng)誤

8、差消除法 異號法 改變測量中的某些條件，使兩種條件下的測量結(jié)果中的誤差符號相反，取其平均值以消除系統(tǒng)誤差。 交換法 將測量中的某些條件適當交換，設(shè)法使兩次測量中的誤差源對測量結(jié)果的作用相反，從而抵消了系統(tǒng)誤差。 替代法 保持測量條件不變，用某一已知量值的標準器替代被測件再作測量，使指示儀器的指示不變或指零，這時被測量等于已知的標準量，達到消除系統(tǒng)誤差的目的。描述測量結(jié)果的術(shù)語LOGO可變系統(tǒng)誤差消除法可變系統(tǒng)誤差消除法 用對稱測量法消除線性系統(tǒng)誤差 半周期偶數(shù)測量法消除周期性系統(tǒng)誤差描述測量結(jié)果的術(shù)語LOGO描述測量結(jié)果的術(shù)語修正系統(tǒng)誤差的方法： （1）在測量結(jié)果上加修正值 修正值的大小等于系

9、統(tǒng)誤差估計值的大小，但符號相反。 測量結(jié)果系統(tǒng)誤差的估計值為： 修正值C為： 已修正的測量結(jié)果 為：CsxxCxxccxcxLOGO（2）對測量結(jié)果乘修正因子修正因子Cr等于標準值與未修正測量結(jié)果之比：已修正的測量結(jié)果Xc為：（3）畫修正曲線（4）制定修正值表xxCsrxCXrc描述測量結(jié)果的術(shù)語LOGO注意：注意： （1）修正值或修正因子的獲得，最常用的方法是將測量結(jié)果與計量標準的標準值比較得到，也就是通過校準得到。修正曲線往往還需要采用實驗方法獲得。 （2）修正值和修正因子都有不確定度。在獲得修正值或修正因子時，需要評定這些值的不確定度。 （3）使用已修正測量結(jié)果時，應(yīng)該考慮由于修正不完善

10、引入的不確定度分量。描述測量結(jié)果的術(shù)語LOGO（二）測量結(jié)果的重復(fù)性和復(fù)現(xiàn)性（二）測量結(jié)果的重復(fù)性和復(fù)現(xiàn)性重復(fù)性:在相同條件下(重復(fù)性條件)，對同一被測量進行連續(xù)多次測量所得結(jié)果之間的一致性。用標準偏差sr定量表示復(fù)現(xiàn)性:在改變了的測量條件下，同一被測量的測量結(jié)果之間的一致性。用標準偏差sR定量表示描述測量結(jié)果的術(shù)語LOGO(1) 測量結(jié)果的重復(fù)性評定 測量結(jié)果的重復(fù)性：在相同測量條件下，對同一被測量進行連續(xù)多次測量所得結(jié)果之間的一致性。 測量重復(fù)性用實驗標準偏差 定量表示： 式中： 每次測量的測量值； n 測量次數(shù)；通常取n=10； n次測量的算術(shù)平均值。 在測量結(jié)果的不確定度評定中，當測量

11、結(jié)果由單次測量得到時， 直接是由重復(fù)性引入的標準不確定度分量；當測量結(jié)果由n次重復(fù)測量的平均值得到時，由重復(fù)性引入的標準不確定度分量為)(ysr1)()(12nyyysniiriyy)(ysrnysi)(描述測量結(jié)果的術(shù)語LOGO測量復(fù)現(xiàn)性評定 測量復(fù)現(xiàn)性：在改變了的測量條件改變了的測量條件下，同一被測量的測量結(jié)果之間的一致性。 改變了的測量條件可以是：測量原理、測量方法、觀測者、測量儀器、計量標準、測量地點、環(huán)境及使用條件、測量時間。改變條件可以是一個或多個。給出復(fù)現(xiàn)性時應(yīng)說明所改變條件的詳細情況。 測量復(fù)現(xiàn)性用實驗標準偏差 定量表示， 復(fù)現(xiàn)性中所涉及的測量結(jié)果通常指已修正結(jié)果。)(ysR1

12、)()(12nyyysniiR描述測量結(jié)果的術(shù)語LOGO（三）測量準確度（三）測量準確度 測量準確度：測量結(jié)果與被測量真值之間的一致程度，它是一個定性的概念。 不能定量表示為：準確度為0.25%；準確度為16mg等 不同與測量儀器準確度描述測量結(jié)果的術(shù)語LOGO（四）測量不確定度（四）測量不確定度 測量不確定度是指“表征合理賦予被測量之值的分散性分散性，與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)”。 （1）測量不確定度是用來描述測量結(jié)果的； （2）測量不確定度是說明測量值分散性的參數(shù)； （3）測量不確定度用實驗標準偏差、實驗標準偏差的倍數(shù)或說明了置信水平的區(qū)間半寬度來表示； （4）不同場合下測量不確定度術(shù)語的表述

13、不同，如：測量不確定度、標準不確定度、合成標準不確定度、擴展不確定度； （5）標準不確定度有兩種評定方法，即A類評定和B類評定； （6）不確定度不按系統(tǒng)或隨機的性質(zhì)分類。描述測量結(jié)果的術(shù)語LOGO 標準不確定度u ：以標準偏差表示的測量不確定度。 合成標準不確定度uc：當測量結(jié)果由若干其他量的值求得時，按其他各量的方差或（和）協(xié)方差算得的標準不確定度。 ur=uc(y)/y，urel 擴展不確定度:確定測量結(jié)果的區(qū)間的量，合理賦予被測量之值的分布的大部分可望含于此區(qū)間。由合成標準不確定度的倍數(shù)得到，用符號U表示，U=kuc，其確定了測量結(jié)果可能值所在的區(qū)間。Up ， Ur ， Urel P 包

14、含概率或置信水平 例：測量不確定度為0.5% LOGO通常用下標通常用下標 c c 表示表示合成標準不確定度合成標準不確定度乘乘k k得到得到擴展不確擴展不確定度定度開方后得開方后得到到合成標合成標準不確定準不確定度度由方差合由方差合成定理得成定理得到合成方到合成方差差平方后得平方后得到各分量到各分量的方差的方差乘靈敏系乘靈敏系數(shù)后得到數(shù)后得到標準不確標準不確定度分量定度分量依次評定依次評定各輸入量各輸入量的的標準不標準不確定度確定度寫出數(shù)學(xué)模型寫出數(shù)學(xué)模型尋找不確定度來源尋找不確定度來源k 2)(ic u u( (x xi i) )u ui i( (y y) )u ui i2 2( (y y

15、) )u uc c2 2( (y y) )u uc c( (y y) )U U( (y y) )測量不確定度的評定流程測量不確定度的評定流程x x1 1, , x x2 2, , x x3 3,x xn ny y = = f f ( (x x1 1, , x x2 2, , x x3 3,x xn n) )LOGO測量誤差和測量不確定度的差別測量誤差和測量不確定度的差別（1）定義上的差別）定義上的差別（2）分類方法不同）分類方法不同（3）可操作性不同）可操作性不同（4）數(shù)值符號方面的差別）數(shù)值符號方面的差別（5）合成方法不同）合成方法不同（6）結(jié)果修正不同）結(jié)果修正不同（7）說明的含義不同）說

16、明的含義不同描述測量結(jié)果的術(shù)語LOGO第二章 計量綜合知識第四節(jié) 測量儀器及其特性 1、測量儀器（計量器具） 2、測量儀器的特性LOGO1、測量儀器（計量器具）測量儀器及其作用測量儀器及其作用 測量儀器又稱計量器具，是指“單獨地或連同輔助設(shè)備一起用以進行測量的器具”。它是用來測量并能得到被測對象量值的一種技術(shù)工具或裝置。 測量儀器的特點： （1）用于測量，目的是為了獲得被測對象量值的大小； （2）具有多種形式，可以單獨地或連同輔助設(shè)備一起使用； （3）測量儀器本身是一種器具或一種技術(shù)裝置，是一種實物。 測量儀器的作用:獲得測量結(jié)果，復(fù)現(xiàn)單位，計量法制管理，科學(xué)研究、從事生產(chǎn)。第四節(jié) 測量儀器及

17、其特性LOGO實物量具、測量系統(tǒng)和測量設(shè)備實物量具、測量系統(tǒng)和測量設(shè)備 實物量具是“使用時以固定形態(tài)復(fù)現(xiàn)或提供給定量的一個或多個已知值的器具”。它的主要特性是能復(fù)現(xiàn)或提供某個量、某些量的已知量值。它的特點： （1）本身直接復(fù)現(xiàn)或提供了單位量值； （2）在結(jié)構(gòu)上一般沒有測量機構(gòu)，只是復(fù)現(xiàn)單位量值的一個實物； （3）沒有測量機構(gòu)，通常不依賴其他配套的測量儀器，不能直接測量被測量值。 標稱值是指標在實物上的以固定形態(tài)復(fù)現(xiàn)或提供給定量的那個值。 量具可分為單值量具和多值量具；從屬量具和獨立量具。第四節(jié) 測量儀器及其特性LOGO 測量系統(tǒng)是指“組裝起來以進行特定測量的全套測量儀器及其配套設(shè)備”。 測量設(shè)

18、備是指“測量儀器、測量標準、標準物質(zhì)、輔助設(shè)備以及進行測量所必須的資料的總稱”。它包括檢定或校準中使用的，還包括試驗和檢驗過程中使用的測量設(shè)備。它的特點： （1）概念的廣義性； （2）內(nèi)容的擴展性； （3）測量設(shè)備不僅是指硬件還有軟件。第四節(jié) 測量儀器及其特性LOGO測量儀器的分類測量儀器的分類 指示類或顯示式測量儀器:顯示示值的測量儀器。 不同于單純的指示裝置、指示器、顯示器 記錄式測量儀器：提供示值記錄的測量儀器。 累計式測量儀器： 積分式測量儀器： 模擬式測量儀器或模擬式指示儀器 數(shù)字式測量儀器或數(shù)字式指示儀器 僅就輸出或顯示的表現(xiàn)形式而言，與測量儀器的工作原理無關(guān)。第四節(jié) 測量儀器及其

19、特性LOGO測量鏈、測量傳感器、檢測器、敏感器測量鏈、測量傳感器、檢測器、敏感器 測量鏈：測量儀器或測量系統(tǒng)的系列單元，由它們構(gòu)成測量信號從輸入到輸出的通道。 測量傳感器：提供與輸入量有確定關(guān)系的輸出量的器件。 檢測器：用于指示某個現(xiàn)象的存在而不必提供有關(guān)量值的器件或物質(zhì)。 敏感器（敏感元件）：測量儀器或測量鏈中直接受被測量作用的元件。 檢測器、傳感器、敏感器的區(qū)別。第四節(jié) 測量儀器及其特性LOGO顯示裝置、指示器、測量儀器的標尺和儀器常數(shù)顯示裝置、指示器、測量儀器的標尺和儀器常數(shù) 顯示裝置：測量儀器顯示示值的部件。 指示器：顯示裝置的固定的或可動的部件，根據(jù)它相對于標尺標記的位置可確定示值。

20、 測量儀器的標尺：測量儀器顯示裝置的部件，由一組有序的帶有數(shù)碼的標記構(gòu)成。 標尺長度、標尺間距、標尺間隔（分度值）、標尺分度。 儀器常數(shù)：為給出被測量的指示值或用于計算被測量的指示值，必須與測量儀器直接示值相乘的系數(shù)。第四節(jié) 測量儀器及其特性LOGO測量儀器的調(diào)整和使用者調(diào)整測量儀器的調(diào)整和使用者調(diào)整 測量儀器的調(diào)整是指“使測量儀器性能進入適于使用狀態(tài)的操作”。調(diào)整的方式可以是自動的、半自動的或手動的。 有時需對可調(diào)整部件加以封印 測量儀器的“使用者調(diào)整”是指“可由使用者做的調(diào)整”。其目的是為了確保測量儀器使用中的準確度。 如常用的零位調(diào)整。 第四節(jié) 測量儀器及其特性LOGO2、測量儀器的特性

21、示值范圍、標稱范圍、量程和測量范圍示值范圍、標稱范圍、量程和測量范圍 測量儀器的示值是指測量儀器所給出的量值； 示值范圍：測量儀器極限示值界限內(nèi)的一組值。 標稱范圍：測量儀器的操作器件調(diào)到特定位置時可得到的示值范圍。 量程是指“標稱范圍兩極限之差的?！薄?測量范圍（工作范圍）：測量儀器的誤差處在規(guī)定極限內(nèi)誤差處在規(guī)定極限內(nèi)的一組被測量的值。 示值范圍、標稱范圍、測量范圍的區(qū)別。 第四節(jié) 測量儀器及其特性LOGO測量儀器的計量特性 測量儀器的示值誤差 基值誤差 零值誤差 固有誤差 絕對誤差 相對誤差 引用誤差 測量儀器的準確度 測量儀器的準確度等級 測量儀器的最大允許誤差 測量儀器的重復(fù)性 響應(yīng)

22、特性 靈敏度 鑒別力閾 顯示裝置的分辨力 穩(wěn)定性 漂移 響應(yīng)時間 死區(qū) 測量儀器的偏移LOGO測量儀器的計量特性測量儀器的計量特性 靈敏度是指“測量儀器響應(yīng)的變化除以對應(yīng)的激勵變化”。 鑒別力（閾）又稱閾值，是指“使測量儀器產(chǎn)生未察覺的響應(yīng)變化的最大激勵變化，這種激勵變化應(yīng)緩慢而單調(diào)地進行”。有時又稱靈敏閾或靈敏限。 靈敏度與鑒別力（閾）的區(qū)別。 顯示裝置的分辨力是指“顯示裝置能有效辨別的最小示值差”。 穩(wěn)定性是指“測量儀器保持其計量特性隨時間恒定的能力”。 漂移是指“測量儀器計量特性的慢變化”。是反映在規(guī)定條件下測量儀器計量特性隨時間的慢變化保持其計量特性恒定的能力。第四節(jié) 測量儀器及其特性LOGO 響應(yīng)特性是指“在確定條件下，激勵與對應(yīng)響應(yīng)之間的關(guān)系”。 響應(yīng)時間是指“激勵受到規(guī)定突變的瞬間，與響應(yīng)達到并保持其最終穩(wěn)定值在規(guī)定極限內(nèi)的瞬間，這兩者之間的時間間隔”。 死區(qū)是指“不致引