計量檢定員培訓資料

1、12測量能力的確認測量能力的確認 標準標準器及配套設備器及配套設備 標準的標準的主要計量特性主要計量特性 環(huán)境條環(huán)境條件及設施件及設施 文件集文件集 人員人員3計量檢定員考核內(nèi)容：l一是計量理論知識： 1) 計量基礎及法律知識 2) 計量專業(yè)項目知識(相應計量標準的工作原理和使用維護，相應的國家計量檢定系統(tǒng)，計量檢定規(guī)程或計量技術規(guī)范)l二是計量檢定實際操作技能： 相應計量器具全過程檢定操作；檢定結果處理；出具檢定證書、標注檢定印等。4l一一 、計量基礎知識、計量基礎知識l 誤差基本概念l 不確定度基本概念l 計量標準有關內(nèi)容l 數(shù)據(jù)處理基本內(nèi)容l 計量單位基本內(nèi)容l二、計量法的有關內(nèi)容二、計

2、量法的有關內(nèi)容l 計量檢定系統(tǒng)表l 計量檢定規(guī)程l 強制檢定，l 計量檢定人員的職責和違法行為56 計量學是關于測量的科學，計量科學是研究測量、保證測量統(tǒng)一和準確的科學，它從事計量單位及其基準、標準的建立、保存和使用，因此涉及領域非常廣泛，有長度、溫度、力學等各方面，其最突出之點就是準字，所以誤差理論是計量工作者必須很好掌握的一門知識，它可以幫助我們分析各項數(shù)據(jù)的可靠程度，探索如何使用最經(jīng)濟、最簡便的手段獲得可靠的測量結果。誤差理論已經(jīng)成為計量科學和實驗測量科學的主要理論基礎之一。7l科學從測量開始，對自然界所發(fā)生的量變現(xiàn)象的研究，需要借助于各式各樣的的實驗與測量來完成。l例如：用一只尺子去測

3、量門的高度是211.3cm，如果用一個更好的鋼卷尺去測量高度，就會得到更精密的結果，用一臺激光干涉儀去測量，會得到差異更小的結果，但仍然不能知道門口的準確高度。因為當需要更準確的高度測量時，在測量過程中，溫度、濕度在變化，薄薄的灰塵也有影響。8l誤差公理：誤差公理：測量結果都具有誤差，誤差自始至終存在于一切科學實驗和測量的過程之中。l一個沒有標明誤差的測量結果，幾乎是沒有用的數(shù)據(jù)9為了減小測量誤差，提高測量準確度，就必須了解誤差來源。而誤差來源是多方面的，在測量過程中，幾乎所有因素都將引入測量誤差。 主要來源 測量設備誤差 測量方法誤差 測量環(huán)境誤差 測量人員誤差 10測量設備誤差測量設備誤差

4、 標準器誤差裝置誤差附件誤差以固定形式復現(xiàn)標準量值的器具，如標準電阻、標準量塊、標準砝碼等等，他們本身體現(xiàn)的量值，不可避免地存在誤差。一般要求標準器件的誤差占總誤差的1/31/10。 測量裝置在制造過程中由于設計、制造、裝配、檢定等的不完善，以及在使用過程中，由于元器件的老化、機械部件磨損和疲勞等因素而使設備所產(chǎn)生的誤差。 測量儀器所帶附件和附屬工具所帶來的誤差。 設計測量裝置時，由于采用近似原理所帶來的工作原理誤差 組成設備的主要零部件的制造誤差與設備的裝配誤差 設備出廠時校準與定度所帶來的誤差 讀數(shù)分辨力有限而造成的讀數(shù)誤差 數(shù)字式儀器所特有的量化誤差 元器件老化、磨損、疲勞所造成的誤差

5、11測量方法誤差測量方法誤差 指使用的測量方法不完善，或采用近似的計算公式等原因所引起的誤差 ，又稱為理論誤差 /2 2FK UU21.11U如用均值電壓表測量交流電壓時，其讀數(shù)是按照正弦波的有效值進行刻度，由于計算公式中出現(xiàn)無理數(shù)和，故取近似公式，由此產(chǎn)生的誤差即為理論誤差。12測量環(huán)境誤差測量環(huán)境誤差 指各種環(huán)境因素與要求條件不一致而造成的誤差。對于電子測量，環(huán)境誤差主要來源于環(huán)境溫度、電源電壓和電磁干擾等激光光波比長測量中，空氣的溫度、濕度、塵埃、大氣壓力等會影響到空氣折射率，因而影響激光波長，產(chǎn)生測量誤差。高精度的準直測量中，氣流、振動也有一定的影響 13測量人員誤差測量人員誤差測量人

6、員的工作責任心、技術熟練程度、生理感官與心理因素、測量習慣等的不同而引起的誤差。 為了減小測量人員誤差，就要求測量人員要認真了解測量儀器的特性和測量原理，熟練掌握計量規(guī)程，精心進行測量操作，并正確處理測量結果。 14測量誤差測量誤差（error of measurement）測量誤差測量誤差測得值測得值真值真值真值（true value）是指一個特定的物理量在一定條件下所定義的客觀量值，又稱為理論值或定義值。理論真值一般只存在于純理論之中。 三角形內(nèi)角之和恒為180一個整圓周角為36015l測量誤差（measuement error)l測得的量值減去參考量值l參考值可以是被測量的真值,也可以是

7、約定量值l注：測量誤差不應與出現(xiàn)的錯誤或過失相混淆。lmeasurement error lerror of measurement lerror lmeasured quantity value minus a reference lquantity value 16約定真值約定真值( (conventional true value）指定值、最佳估計值、約定值或參考值 是指對于給定用途具有適當不確定度的、賦予特定量的值。這個術語在計量學中常用。由國家建立的實物標準（或基準）所指定的千克副原器質量的約定真值為1kg，其復現(xiàn)的不確定度為0.008mg。當今保存在國際計量局的鉑銥合金千克原器的最

8、小不確定度為0.004mg誤差是針對真值而言的，真值一般都是誤差是針對真值而言的，真值一般都是指約定真值。指約定真值。 亦稱17l與量的定義一致的量值。18l對于給定目的，由協(xié)議賦予某量的量值。l例：l1 標準自由落體加速度（以前稱標準重力加速度） 注1：有時將術語“約定真值”用于此概念，但不提倡這種用法。l注2：有時約定量值是真值的一個估計值。l注3：約定量值通常被認為具有適當?。赡転榱悖┑臏y量不確定度。19誤差誤差 絕對誤差相對誤差系統(tǒng)誤差隨機誤差表示形式性質特點20絕對誤差絕對誤差（absolute errorabsolute error） 定義定義 0 xxx 測得值 被測量的真值，

9、常用約定真值代替 絕對誤差 特點特點 絕對誤差是一個具有確定的大小、符號及單位的量。單位給出了被測量的量綱，其單位與測得值相同。 絕對誤差不能完全說明測量的準確度。 1 按表現(xiàn)形式分類21修正值修正值( (correction) 與誤差絕對值相等、符號相反的值，一般用c表示。 0cxxx 在自動測量儀器中，可將修正值編成程序存儲在儀器中，儀器輸出的是經(jīng)過修正的測量結果修正的測量結果。 修正結果修正結果（correction result）是將測得值加上修正值后的測量結果，這樣可提高測量準確度。 在測量儀器中，修正值常以表格、曲線或公式的形式給出。 修正值修正值22l對估計的系統(tǒng)誤差的補償l注1

10、：補償可取不同形式，諸如加一個修正值或乘一個修正因子，或從修正值表或修正曲線上得到。l注2：修正值是用代數(shù)方法與未修正測量結果相加，以補償其系統(tǒng)誤差的值。修正值等于負的系統(tǒng)誤差估計值。l注3：修正因子是為補償系統(tǒng)誤差而與未修正測量結果相乘的數(shù)字因子。l注4：由于系統(tǒng)誤差不能完全知道，因此這種補償并不完全。23定義定義 被測量的真值，常用約定真值代替，也可以近似用測量值來代替 相對誤差 特點特點相對誤差只有大小和符號，而無量綱，一般用百分數(shù)來表示。 相對誤差常用來衡量測量的相對準確程度。 0 xrx絕對誤差x0 x相對誤差相對誤差（relative errorrelative error） 相對

11、誤差相對誤差24引用誤差引用誤差（fiducial error of a measuring instrument） 定義定義 該標稱范圍（或量程）上限 引用誤差 儀器某標稱范圍（或量程）內(nèi)的最大絕對誤差 mmmxrx引用誤差是一種相對誤差，而且該相對誤差是引用了特定值，即標稱范圍上限（或量程）得到的，故該誤差又稱為引用相對誤差。 25l測量儀器或測量系統(tǒng)的誤差除以儀器的特定值。l注：該特定值一般稱為引用值，例如，可以是測量儀器的量程或標稱范圍的上限。26l在規(guī)定工作條件下，符合規(guī)定的計量要求，使測量誤差或儀器不確定度保持在規(guī)定極限內(nèi)的測量儀器或測量系統(tǒng)的等別或級別。27我國電工儀表、壓力表的

12、準確度等級（準確度等級（accuracy accuracy classclass）就是按照引用誤差進行分級的。 當一個儀表的等級s選定后，用此表測量某一被測量時，所產(chǎn)生的最大絕對誤差為 %mmxxs %mmxxxrsxx 最大相對誤差為絕對誤差的最大值與該儀表的標稱范圍（或量程）上限xm之比選定儀表后，被測量的值越接近于標稱范圍（或量程）上限，測量的相對誤差越小，測量越準確 （公式2）（公式1）電工儀表、壓力表的準確度等級準確度等級28儀表準確度等級選擇原則 不應單純追求測量儀表準確度越高越好，而應根據(jù)被測量的大小，兼顧儀表的級別和標稱范圍（或量程）上限合理進行選擇。 選擇被測量的值應大于均勻

13、刻度測量儀表量程上限的三分之二，即 23mxx測量的最大相對誤差不超過 %1.5 %23mxmxrssx 即測量誤差不會超過測量儀表引用誤差的的1.5倍。29【例【例1-1- 】某被測電壓為100伏左右，現(xiàn)有0.5級、量程為300伏和1.0級、量程為150伏兩塊電壓表，問選用哪一塊合適？ 【解【解 由公式2，當用0.5級、量程為300伏的電壓表測量時，有 111300%0.5%1.5%100mxrsx 當用1.0級、量程為100伏的電表測量時，有 222150%1.0%1.5%100mxrsx 可見，如果量程選擇適當，用1.0級電壓表進行測量與用0.5級一樣準確?？紤]到儀表等級越高，成本越高，

14、故應選擇1.0級電壓表進行測量。 30系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差（systematic errorsystematic error） 2 按性質分類在重復性條件下，對同一被測量進行無限多次測量所得結果的平均值與被測量的真值之差。 定義定義特征特征 在相同條件下，多次測量同一量值時，該誤差的絕對值和符號保持不變。相同測量程序 、相同觀測者、使用相同的測量儀器、相同地點、在短時間內(nèi)進行的重復測量。系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因：系統(tǒng)誤差的減?。?1l在重復測量中保持不變或按可預見方式變化的測量誤差的分量。l注1：系統(tǒng)測量誤差的參考量值是真值，或是測量不確定度可忽略不計的測量標準的測量值，或是約定量值。l注2：系統(tǒng)測量誤

15、差及其來源可以是已知或未知的，對于已知的系統(tǒng)測量誤差可采用修正補償。l注3：系統(tǒng)測量誤差等于測量誤差減隨機測量誤差。32隨機誤差隨機誤差（random errorrandom error） 測量結果與在重復性條件下，對同一被測量進行無限多次測量結果的平均值之差。定義定義特征特征 在相同測量條件下，多次測量同一量值時，絕對值和符號以不可預定方式變化的誤差。 產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因實驗條件的偶然性微小變化，如溫度波動、噪聲干擾、電磁場微變、電源電壓的隨機起伏、地面振動等。 33隨機誤差的大小、方向均隨機不定，不可預見，不可修正。 雖然一次測量的隨機誤差沒有規(guī)律，不可預定，也不能用實驗的方法加以消除。但是

16、，經(jīng)過大量的重復測量可以發(fā)現(xiàn)，它是遵循某種統(tǒng)計規(guī)律的。因此，可以用概率統(tǒng)計的方法處理含有隨機誤差的數(shù)據(jù)，對隨機誤差的總體大小及分布做出估計，并采取適當措施減小隨機誤差對測量結果的影響。隨機誤差的減小 隨機誤差的性質34l在重復測量中按不可預見方式變化的測量誤差的分量。l注1：隨機測量誤差的參考量值是對同一被測量由無窮多次重復測量得到的平均值。l注2：一組重復測量的隨機測量誤差形成一種分布，該分布可用期望和方差描述，其期望通?？杉僭O為零。l注3：隨機誤差等于測量誤差減系統(tǒng)測量誤差。35粗大誤差粗大誤差（gross errorgross error） 指明顯超出統(tǒng)計規(guī)律預期值的誤差。又簡稱粗差。

17、定義定義產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因某些偶爾突發(fā)性的異常因素或疏忽所致。測量方法不當或錯誤，測量操作疏忽和失誤（如未按規(guī)程操作、讀錯讀數(shù)或單位、記錄或計算錯誤等）測量條件的突然變化（如電源電壓突然增高或降低、雷電干擾、機械沖擊和振動等）。由于該誤差很大，明顯歪曲了測量結果。故應按照一定的準則進行判別，將含有粗大誤差的測量數(shù)據(jù)（稱為壞值或異常值）予以剔除。 36l一、隨機變量的基本概念l事件和隨機變量：觀測或實驗的結果稱為一個事件。如明天的天氣晴天、陰天和下雨這三種可能性的每一種都成為事件；測量工件的直徑所得結果9.91mm，9.92mm，9.93mm， ，每個測量結果都稱為事件。l必然事件：在一定條件下必

18、然出現(xiàn)的事件。l不可能事件：在一定條件下不可能出現(xiàn)的事件。l隨機事件：在一定條件下，可能出現(xiàn)也可能不出現(xiàn)的事件。如測量工件的直徑所得結果9.91mm，9.92mm，9.93mm， ，之間，是一個隨機事件，隨機事件是隨機現(xiàn)象的某種結果。37l隨機變量：如果某一量（例如測量結果）在一定的條件下，取某一值是一個隨機事件，則這樣的量叫隨機變量。隨機變量不同與其他變量的特點，他是以一定的概率，在一定的區(qū)間上取值。如工件直徑測量結果在（9.90mm-9.93mm）區(qū)間上取值的概率為0.9，測量結果是隨機變量。l事件的概率：隨機事件的特點是，在一此觀 測和實驗中，它可能出現(xiàn)，也可能不出現(xiàn)，但在大量重復的觀測

19、和實驗中呈現(xiàn)統(tǒng)計規(guī)律，概率就是用以度量隨機事件出現(xiàn)可能大小的數(shù)值。l必然事件概率為1，不可能事件概率為0，隨機事件的概率大于0，小于1。38l分布函數(shù)l隨機變量的特點是以一定的概率取值。如重復測量某一圓柱體直徑時，測量結果是隨機變量，記為X，它所取得可能值是充滿某一區(qū)間，我們關心的問題是落在該區(qū)間的概率是多少 =？根據(jù)概率加法定理l顯然只要求出 及 因為它只依賴于一個參數(shù)。l對于任何實數(shù)x，事件（ ）的概率當然是一個函數(shù) 。令 ，我們稱 為隨機變量X的分布函數(shù)，所以分布函數(shù)完全決定了隨機變量在 區(qū)間的概率?；蛘哒f分布函數(shù)完全描述了隨機變量的統(tǒng)計特性。)(bXaP)(bXP)(aXPxX x)(

20、)(xXPxF)(xFbXa)()()(aXPbXPbXaP39l概率分布密度f（x)定義為概率分布函數(shù)的F（x）的導數(shù)，由此可將分布函數(shù)寫為：l ： 隨機誤差的可能值（ ）l ：測量列的標準偏差或標準差xdxxfxF)()(2exp21)(22xf x40l隨機變量的數(shù)字特征：l分布函數(shù)和分布密度函數(shù)可以完全確定一個隨機變量，但在實際問題中，求分布函數(shù)和分布密度函數(shù)不僅十分困難，而且沒有必要，如測量零件的長度，只需知道零件長度這個隨機變量的一些特證就夠了，如長度的平均值，及測量標準差。用一些數(shù)字來描述隨機變量的主要特征，這些數(shù)字特征有數(shù)學期望、方差。數(shù)學期望：隨機變量X的數(shù)學期望記為E(X)

21、或記為，它用來表示隨機變量本身的大小，表征隨機變量分布的中心位置，為一系列觀測值的平均值一般形式為。l加權平均值1)(iiipxXE41l方差：只用數(shù)學期望還不能充分描述一個隨機變量，對測量而言，數(shù)學期望表示被測量本身的大小，各個測得值對數(shù)學期望的分散程度用方差來表示。)()(2XEXEXD42 誤差分類的圖解 43 條形的面積表示 測量結果出現(xiàn)在 該區(qū)間內(nèi)的概率 44 45 概率密度 f(x) 測得值的概率 密度分布曲線 總體均值 測得值46 概率密度 f(x) 真值 系統(tǒng)誤差等于無限 多次測量結果的平 均值減去真值 測得值的概率 密度分布曲線 總體均值 測得值47 概率密度 f(x) 真值

22、 系統(tǒng)誤差 測得值的概率 密度分布曲線 總體均值 測得值48 概率密度 f(x) 真值 隨機誤差是測量結 系統(tǒng)誤差 果與無限多次測量 結果的平均值之差 測得值的概率 密度分布曲線 總體均值 測得值49 概率密度 f(x) 測量結果 真值 系統(tǒng)誤差 測得值的概率 密度分布曲線 總體均值 測得值50 概率密度 f(x) 測量結果 真值 系統(tǒng)誤差 隨機誤差 測得值的概率 密度分布曲線 總體均值 測得值51 概率密度 f(x) 測量結果 真值 系統(tǒng)誤差 隨機誤差 測得值的概率 密度分布曲線 誤差等于測量 結果減真值 總體均值 測得值52 概率密度 f(x) 測量結果 誤差 真值 系統(tǒng)誤差 隨機誤差 測

23、得值的概率 密度分布曲線 總體均值 測得值53 概率密度 f(x) 測量結果 誤差 真值 系統(tǒng)誤差 隨機誤差 測得值的概率 密度分布曲線 結論： 誤差= 隨機誤差 +系統(tǒng)誤差 總體均值 測得值54 概率密度 f(x) 測量結果 測得值的概率 誤差 真值 密度分布曲線 隨機誤差 系統(tǒng)誤差 總體均值 測得值55由系統(tǒng)誤差和隨機誤差的定義，可得： 誤差=測量結果真值 =測量結果總體均值+總體均值真值 =隨機誤差+系統(tǒng)誤差 測量結果=誤差+真值 =真值+隨機誤差+系統(tǒng)誤差56l常用術語l測量結果的準確度定義測量結果與被測量的真值之間的一致程度 注： 1 不要用術語精密度代替準確度。 2 準確度是一個定

24、性的概念。 57準確度、正確度和精密度三者之間的關系準確度、正確度和精密度三者之間的關系(a)(b)(c)彈著點全部在靶上，但分散。相當于系統(tǒng)誤差小而隨機誤差大，即精密度低，正確度高。彈著點集中，但偏向一方，命中率不高。相當于系統(tǒng)誤差大而隨機誤差小，即精密度高，正確度低。彈著點集中靶心。相當于系統(tǒng)誤差與隨機誤差均小，即精密度、正確度都高，從而準確度亦高。58l被測量的測得值與其真值間的一致程度。l注1：概念“測量準確度”不是一個量，不給出有數(shù)字的量值。當測量提供較小的測量誤差時就說該測量是較準確的。l注2：術語“測量不確定度”不應與“測量正確度”、“測量精密度”相混淆，盡管它與這兩個概念有關。

25、l注3：測量準確度有時被理解為賦予被測量的測量值之間的一致程度。59l無窮多次重復測量所得量值的平均值與一個參考量值間的一致程度。l注1：測量正確度不是一個量，不能用數(shù)值表示。l注2：測量正確度與系統(tǒng)測量誤差有關，與隨機測量誤差無關。l注3：術語“測量正確度”不能用“測量準確度”表示。反之亦然。60l在規(guī)定條件下，對同一或類似被測對象重復測量所得示值或測得值間的一致程度。l注1：測量精密度通常用不精密程度以數(shù)字形式表示，如在規(guī)定測量條件下的標準偏差、方差或變差系數(shù)。l注2：規(guī)定條件可以是重復性測量條件、期間精密度測量條件或復現(xiàn)性測量條件。l注3：測量精密度用于定義測量重復性、期間測量精密度或測

26、量復現(xiàn)性。l注4：術語“測量精密度”有時用于指“測量準確度”，這是錯誤的。61l 二、計量標準有關內(nèi)容62 計量標準的重復性是指在相同測量條件下，重復測量同一個被測量，計量標準提供相近示值的能力。通常用測量結果的分散性來定量地表示，即用測量列結果的實驗標準差s(yi)來表示。 63l在重復性條件下，用計量標準對常規(guī)的被檢定或被校準對象進行 n 次獨立重復測量，若得到的測量結果為yi (i = 1，2， n )，則其重復性s(yi)為 (C-1)l式中n 為 重復測量次數(shù)，n 應盡可能大，一般應不少于10次。l如果重復性引入的不確定度分量在檢定或校準結果的測量不確定度中不是主要分量，允許適當減少

27、重復測量的次數(shù)，但至少應滿足n6。1)()(12nyyysniii64l由于被測對象也會對測量結果的分散性有影響，特別是當被測對象是非實物量具的測量儀器時。因此，由式(C-1)計算得到的分散性通常比計量標準本身所引入的分散性稍大。在測量結果的不確定度評定中，當測量結果由單次測量得到時，它直接就是由重復性引入的不確定度分量。當測量結果由N次重復測量的平均值得到時，由重復性引入的不確定度分量為 Nysi)(65l被測儀器的分辨力也會對重復性測量有影響。在不確定度評定中，當重復性引入的不確定度分量大于被測儀器的分辨力所引入的不確定度分量時，可以不考慮分辨力所引入的不確定度分量。當重復性引入的不確定度

28、分量小于被測儀器的分辨力所引入的不確定度分量時，應該用分辨力引入的不確定度分量代替重復性分量。若被測儀器的分辨力為dx,則分辨力引入的不確定度分量為0.289dx。 66l在一組重復性測量條件下的測量精密度。67l相同測量程序、相同操作者、相同測量系統(tǒng)、相同操作條件和相同地點、并在短時間內(nèi)對同一或相類似被測對象重復測量的一組測量條件。68l不同地點、不同操作者、不同測量系統(tǒng)，對同一或相類似被測對象重復測量的一組測量條件。l注1：不同的測量系統(tǒng)可采用不同的測量程序。l注2：在給出復現(xiàn)性時應說明改變和未變的條件及實際改變到什么程度。69l在復現(xiàn)性測量條件下的測量精密度。70l計量標準的穩(wěn)定性是指計

29、量標準保持其計量特性隨時間恒定的能力。因此計量標準的穩(wěn)定性與所考慮的時間段的長短有關。l注：穩(wěn)定性可用幾種方式量化。l例：l1 用計量特性變化到某個規(guī)定的量所經(jīng)過的時間間隔表 示；l2 用特性在規(guī)定時間間隔內(nèi)發(fā)生的變化表示。71l 計量標準通常由計量標準器和配套設備所組成，因此一般說來計量標準的穩(wěn)定性應包括計量標準器的穩(wěn)定性和配套設備的穩(wěn)定性。同時在穩(wěn)定性的測量過程中還不可避免地會引入被測對象對穩(wěn)定性測量的影響，為使這一影響盡可能地小，必須選擇一穩(wěn)定的測量對象來作為穩(wěn)定性測量的核查標準。72l核查標準的選擇大體上可以按下述幾種情況分別處理:(1) 被檢定或被校準的對象是實物量具 在這種情況下可

30、以選擇一性能比較穩(wěn)定的實物量具作為核查標準。73(2) 計量標準僅由實物量具組成，而被檢定或被校準的對象為非實物量具的測量儀器 實物量具通常可以直接用來檢定或校準非實物量具的測量儀器，并且實物量具的穩(wěn)定性通常遠優(yōu)于非實物量具的測量儀器，因此在這種情況下可以不必進行穩(wěn)定性考核。但需畫出計量標準器所提供的標準量值隨時間變化的曲線，即計量標準器穩(wěn)定性曲線圖。74(3) 計量標準器和被檢定或被校準的對象均為非實物量具的測量儀器l如果存在合適的比較穩(wěn)定的對應于該參數(shù)的實物量具，可以用它作為核查標準來進行計量標準的穩(wěn)定性考核。如果對于該被測參數(shù)來說，不存在可以作為核查標準的實物量具，可以不作穩(wěn)定性考核。l

31、一次性使用的標準物質可以不進行穩(wěn)定性考核。75l對于新建計量標準，每隔一段時間（大于一個月），用該計量標準對核查標準進行一組 n 次的重復測量，取其算術平均值作為該組的測量結果。共觀測 m 組（m4）。取 m 個測量結果中的最大值和最小值之差，作為新建計量標準在該時間段內(nèi)的穩(wěn)定性。76l對于已建計量標準，每年用被考核的計量標準對核查標準進行一組 n 次的重復測量，取其算術平均值作為測量結果。以相鄰兩年的測量結果之差作為該時間段內(nèi)計量標準的穩(wěn)定性。 l若計量標準在使用中采用標稱值或示值（即不加修正值使用），則測得的穩(wěn)定性應小于計量標準的最大允許誤差的絕對值；如加修正值使用，則測得的穩(wěn)定性應小于該

32、修正值的擴展不確定度（即U，k=2或U95）。77真值時間測得值78真值t1 t2 時間測得值79真值t1 t2 時間測得值80真值t1 t2 時間測得值81真值t1 t2 分散性 1 分散性 2 時間測得值82真值t1 t2 分散性 1 分散性 2 期望值 1期望值2時間測得值83真值t1 t2 分散性 1 分散性 2 漂移 期望值 1期望值2時間測得值84真值t1 t2 分散性 1 分散性 2 漂移 期望值 1期望值2時間測得值85真值t1 t2 分散性 1 分散性 2 漂移 期望值 1期望值2時間測得值不確定區(qū)域86真值t1 t2 分散性 1 分散性 2 漂移 期望值 1期望值2系統(tǒng)誤差

33、 1系統(tǒng)誤差 2時間測得值不確定區(qū)域87真值t1 t2 分散性 1 分散性 2 漂移 期望值 1期望值2系統(tǒng)誤差 1系統(tǒng)誤差 2測量結果 1測量結果 2時間測得值不確定區(qū)域88真值t1 t2 分散性 1 分散性 2 漂移 期望值 1期望值2系統(tǒng)誤差 1系統(tǒng)誤差 2測量結果 1測量結果 2隨機誤差 1隨機誤差 2 時間測得值不確定區(qū)域89真值t1 t2 分散性 1 分散性 2 漂移 期望值 1期望值2系統(tǒng)誤差 1系統(tǒng)誤差 2測量結果 1測量結果 2隨機誤差 1隨機誤差 2 時間測得值粗差粗差不確定區(qū)域9091l傳統(tǒng)的誤差評定遇到的兩個問題：(1) 邏輯概念上的問題 測量誤差和真值的定義(2) 評

34、定方法問題隨機誤差和系統(tǒng)誤差的合成方法92l尋找所有誤差來源l將所有誤差分量分為系統(tǒng)誤差和隨機誤差兩類l系統(tǒng)誤差用可能產(chǎn)生的最大誤差來表示l隨機誤差通過多次重復測量，以標準偏差 或其倍數(shù) 2 或 3 表示。l如果有多個系統(tǒng)誤差分量，則通過平方相加再開方（方和根法）進行合成，得到總的系統(tǒng)誤差 sysl如果有多個隨機誤差分量，也用方和根法進行合成，得到總的隨機誤差ranl最后總誤差可表示為: 2 = 2sys + 2ran93l1993年以七個國際組織的名義正式由ISO出版發(fā)行，Guide to the Expression of Uncertainty in Measurementl1995年修

35、訂重印。l1999年我國發(fā)布了JJF1059-1999測量不確定度評定與表示。94l七個國際組織是l國際計量局（BIPM）、l國際電工委員會（IEC）、l國際臨床化學委員會（IFCC）、l國際標準化組織（ISO）、l國際理論化學與應用化學聯(lián)合會（IUPAC）l國際理論物理與應用物理聯(lián)合會（IUPAP）l國際法制計量組織（OIML）。95l定義 表征合理地賦予被測量之值的分散性，與測量結果相聯(lián)系的參數(shù)。 96l根據(jù)所用到的信息，表征賦予被測量量值分散性的非負參數(shù)。97l由所用的測量儀器或測量系統(tǒng)引起的測量不確定度的分量。l注1：除原級測量標準采用其他方法外，儀器的不確定度通過對測量儀器或測量系統(tǒng)

36、校準得到。l注2：儀器的不確定度通常按B類測量不確定度評定。l注3：對儀器的測量不確定度的有關信息可在儀器說明書中給出。98l在規(guī)定條件下的一組操作，其第一步是確定由測量標準提供的量值與相應示值之間的關系，第二步則是用此信息確定由示值獲得測量結果的關系，這里測量標準提供的量值與相應示值都具有測量不確定度。l注1：校準可以用文字說明、校準函數(shù)、校準圖、校準曲線或校準表格的形式表示。某些情況下，可以包含示值的具有測量不確定度的修正值或修正因子。l注2:校準不應與測量系統(tǒng)的調(diào)整（常被錯誤稱作“自校準”）相混淆，也不應與校準的驗證相混淆。l注3：通常，只把上述定義中的第一步認為是校準。99lopera

37、tion that, under specified conditions, in a first lstep, establishes a relation between the quantity lvalues with measurement uncertainties provided lby measurement standards and corresponding lindications with associated measurement uncer-ltainties and, in a second step, uses this information lto e

38、stablish a relation for obtaining a measurement lresult from an indication 100l通過文件規(guī)定的不間斷的校準鏈，測量結果與參照對象聯(lián)系起來的特性，校準鏈中的每項校準均會引入測量不確定度。101l用于將測量結果與參照對象聯(lián)系起來的測量標準和校準的次序。102不確定度是與測量結果相聯(lián)系的參數(shù) 測量不確定度這個參數(shù)用在測量儀器上。由所用的測量儀器或測量系統(tǒng)引起的測量不確定度的分量。103l 不確定度是一個分散性，因此不確定度表示一個區(qū)間或范圍。這是不確定度和誤差之間最大的差別。l誤差表示一個差值，不確定度表示一個區(qū)間或范圍。

39、104%27.68控制范圍%45.95%99.99%73.99-44-33-22-正態(tài)分布時的置信概率105l注： (1)此參數(shù)可以是諸如標準偏差或其倍數(shù)，或說明了置信水準的區(qū)間的半寬度。 (2)測量不確定度由多個分量組成。其中一些分量可用測量列結果的統(tǒng)計分布估算，并用實驗標準差表征。另一些分量則可用基于經(jīng)驗或其它信息的假定概率分布估算，也可用標準差表征。(3)測量結果應理解為被測量之值的最佳估計，而所有的不確定度分量均貢獻給了分散性，包括那些由系統(tǒng)效應引起的（如，與修正值和參考測量標準有關的）分量。 106l用標準偏差表示的不確定度稱為標準不確定，統(tǒng)一規(guī)定用小寫拉丁字母 u 表l用標準偏差的

40、倍數(shù)表示的不確定度稱為擴展不確定，統(tǒng)一規(guī)定用大寫拉丁字母U表示。 擴展不確定度通常對應于較高的置信概率。 1073 3、幾個相關的名詞與概念、幾個相關的名詞與概念 標準不確定度標準不確定度（standard uncertainty） 用標準差表示測量結果的不確定度，一般用符號u來表示。對于不確定度分量，常在u上加小腳標進行表示，如u1，u2，un等。 合成標準不確定度合成標準不確定度（combined standard uncertainty） 當測量結果由若干個其它量的值求得時，測量結果的合成標準不確定度等于這些量的方差和（或）協(xié)方差加權和的正平方根，其中權系數(shù)按測量結果隨這些量變化的情況而

41、定。用符號uc表示。 108擴展不確定度擴展不確定度. .（expanded .uncertainty） 規(guī)定了測量結果取值區(qū)間的半寬度，該區(qū)間包含了合理賦予被測量值的分布的大部分。用符號U或UP表示。 包含因子包含因子（coverage factor） 為獲得擴展不確定度，對合成標準不確定度所乘的倍數(shù)因子。常用符號k或kP來表示。也可稱為覆蓋因子，其取值一般在2與3之間。 幾個相關的名詞與概念幾個相關的名詞與概念 109 標準偏差 標準不確定度 u 標準偏差的倍數(shù) 擴展不確定度 k U U = k u 說明了置信水準區(qū)間的半寬度 置信概率 p 半寬度 由于通常用這種方法表示 時置信概率均較高

42、，因此 置信區(qū)間 也是一種擴展不確定度。U110區(qū)別1：定義l測量誤差 表明測量結果偏離真值，是一個差值。l測量不確定度 表明被測量之值的分散性，是一個區(qū)間。用標準偏差，標準偏差的倍數(shù)，或說明了置信水準的區(qū)間的半寬度來表示。111區(qū)別2：分類不同l測量誤差按出現(xiàn)于測量結果中的規(guī)律，分為隨機誤差和系統(tǒng)誤差兩類，它們都是無限多次測量的理想概念。 l測量不確定度按是否用統(tǒng)計方法求得，分為A類評定和B類評定兩種評定方法。它們都以標準不確定度表示。 在測量不確定度評定中，一般不必區(qū)分其性質。若需要區(qū)分時，應表述為“由隨機效應引入的測量不確定度分量”和“由系統(tǒng)效應引入的不確定度分量”。 112區(qū)別3：可操

43、作性l測量誤差 由于真值未知，往往不能得到測量誤差的值。當用約定真值代替真值時，可以得到測量誤差的估計值。 l測量不確定度 測量不確定度可以由人們根據(jù)實驗、資料、經(jīng)驗等信息進行評定，從而可以定量確定測量不確定度的值。 113區(qū)別4：數(shù)值符號 l測量誤差 非正即負，不能用正負（）號表示。 l測量不確定度 是一個無符號的參數(shù)，當由方差求得時，取其正平方根。 114區(qū)別5：合成方法 l測量誤差 各誤差分量的代數(shù)和 。l測量不確定度 當各分量彼此獨立時用方和根法進行合成，否則應考慮加入相關項。 115區(qū)別6：結果修正 l測量誤差 已知系統(tǒng)誤差的估計值時，可以對測量結果進行修正，得到已修正的測量結果。

44、l測量不確定度 不能用測量不確定度對測量結果進行修正。對已修正測量結果進行不確定度評定時，應考慮修正不完善引入的不確定度分量。 116區(qū)別7：結果說明 l測量誤差 誤差是客觀存在的，不以人的認識程度而轉移。誤差屬于給定的測量結果，相同的測量結果具有相同的誤差，而與得到該測量結果的測量儀器和測量方法無關。 l測量不確定度 測量不確定度與人們對被測量、影響量、以及測量過程的認識有關。合理賦予被測量的任一個值，均具有相同的測量不確定度。 117 Y0 y-U y y+U Uuc 圖圖2 2 測量不確定度與測量誤差的區(qū)別測量不確定度與測量誤差的區(qū)別118l標準不確定度的標準不確定度的評定方法有兩類評定

45、方法有兩類：（1 1） A A類評定：對在規(guī)定測量條件下測得的量值類評定：對在規(guī)定測量條件下測得的量值用統(tǒng)計分析的方法進行的測量不確定度分量的評用統(tǒng)計分析的方法進行的測量不確定度分量的評定，用實驗標準偏差表征。定，用實驗標準偏差表征。（2 2）B B類評定：用不同于類評定：用不同于A A類評定的方法進行的測類評定的方法進行的測量不確定度分量的評定。評定是基于有關信息或量不確定度分量的評定。評定是基于有關信息或經(jīng)驗及假設的概率分布（先驗概率分布），用估經(jīng)驗及假設的概率分布（先驗概率分布），用估計的標準偏差表征。計的標準偏差表征。 所有的不確定度來源包括隨機影響和系統(tǒng)影響均所有的不確定度來源包括隨

46、機影響和系統(tǒng)影響均對被測量估計值的不確定度有貢獻。對被測量估計值的不確定度有貢獻。)()(iixsxu119lA A類評定的方法類評定的方法 對被測量進行獨立重復測量，通過所得到的一系列測得值，用統(tǒng)計分析方法獲得實驗標準偏差s(x) ,當用算術平均值作為被測量估計值時，被測量估計值的A類標準不確定度按公式下式計算： nxsxsxuuA)()()(120 貝塞爾公式法貝塞爾公式法 在重復性條件或復現(xiàn)性條件下對同一被測量獨立重復觀測n次，得到n個測得值xi（i=1，2，n），被測量X的最佳估計值是n個獨立測得值的算術平均值，l自由度為n-1。實驗標準偏差表征了測得值x的分散性，測量重復性用 表征。

47、niikxxnxs12)(11)(121圖圖1 1 擴展不確定度示意圖擴展不確定度示意圖 PDF122l 計量法中有關內(nèi)容 123 中國的計量法規(guī)體系 我國的計量法規(guī)體系分為以下三個層次：l1) 計量法律 即中華人民共和國計量法。l2) 計量行政法規(guī) ：一是國務院依據(jù)計量法制定的計量行政法規(guī)如:計量法實施細則。二是地方性計量法規(guī)。l3) 計量規(guī)章 ：一是國務院計量行政部門制定的計量管理辦法,如中華人民共和國計量法條文解釋,計量標準考核辦法,計量檢定人員管理辦法等。二是國務院有關主管部門制定的部門計量管理規(guī)章。 三是地方計量管理規(guī)章。124l1.1.法定計量單位法定計量單位l * * 我國采用國

48、際單位制，國際單位制計量單我國采用國際單位制，國際單位制計量單位和國家選定的其他計量單位為國家法定計位和國家選定的其他計量單位為國家法定計量單位。量單位。l2.2.計量基準計量基準l * * 國家計量基準是統(tǒng)一全國量值的最高依據(jù)。國家計量基準是統(tǒng)一全國量值的最高依據(jù)。計量基準由國務院計量行政部門負責批準和計量基準由國務院計量行政部門負責批準和頒發(fā)證書。頒發(fā)證書。125l計量基準“作為統(tǒng)一全國量值的最高依據(jù)”，是指全國的各級計量標準和工作計量器具的量值，都要溯源于計量基準。l“國務院計量行政部門負責建立”，是指由國家質檢總局根據(jù)國家的實際情況和各方面的條件統(tǒng)一規(guī)劃、組織建立。計量基準大多數(shù)都建立

49、在國家計量院，還有一部分建立在其他-單位。目前國家共有計量基準178項126l3.3.計量標準計量標準l * * 縣級以上地方人民政府計量行政部門，根縣級以上地方人民政府計量行政部門，根據(jù)本地區(qū)需要建立本行政區(qū)域內(nèi)社會公用計據(jù)本地區(qū)需要建立本行政區(qū)域內(nèi)社會公用計量標準。量標準。l * * 社會公用計量標準是統(tǒng)一本地區(qū)量值的依社會公用計量標準是統(tǒng)一本地區(qū)量值的依據(jù)，據(jù)，127l在社會上實施計量監(jiān)督具有公證作用，其數(shù)在社會上實施計量監(jiān)督具有公證作用，其數(shù)據(jù)具有權威性和法律效力。據(jù)具有權威性和法律效力。l * * 國務院有關主管部門或省級有關主管部國務院有關主管部門或省級有關主管部門根據(jù)本部門的特殊

50、需要，可以建立本部門門根據(jù)本部門的特殊需要，可以建立本部門使用的計量標準。企業(yè)、事業(yè)單位根據(jù)需要，使用的計量標準。企業(yè)、事業(yè)單位根據(jù)需要，可以建立本單位使用的計量標準?？梢越⒈締挝皇褂玫挠嬃繕藴?。128l計量標準的溯源遵照計量法第十一條“計量檢定工作應當符合經(jīng)濟合理，就地就近的原則，不受行政區(qū)劃和部門管轄的限制?！钡囊?guī)定執(zhí)行。129l4.4.強制檢定強制檢定l強制檢定是指計量標準或工作計量器具必須強制檢定是指計量標準或工作計量器具必須定期定點地由法定的或授權的計量檢定機構定期定點地由法定的或授權的計量檢定機構檢定。檢定。l* * 強制檢定的計量器具范圍有強制檢定的計量器具范圍有: : l(1

51、)(1) 社會公用計量標準器具社會公用計量標準器具; ; l(2)(2) 部門和企業(yè)、事業(yè)單位使用的最高計量部門和企業(yè)、事業(yè)單位使用的最高計量標準器具標準器具; ; 130l(3)(3) 用于貿(mào)易結算、安全防護、醫(yī)療衛(wèi)生、用于貿(mào)易結算、安全防護、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測等方面的列入計量器具強制檢定目環(huán)境監(jiān)測等方面的列入計量器具強制檢定目錄的工作計量器具。錄的工作計量器具。l * * 非強制檢定的計量器具可由使用單位依法非強制檢定的計量器具可由使用單位依法自行定期檢定，本單位不能檢定的，由有權自行定期檢定，本單位不能檢定的，由有權開展量值傳遞工作的計量檢定機構進行檢定。開展量值傳遞工作的計量檢定機構進

52、行檢定。計量檢定工作應當按照經(jīng)濟合理、就地就近計量檢定工作應當按照經(jīng)濟合理、就地就近的原則進行。的原則進行。131l強制檢定的計量標準，由主持考核該項計量標準的質量技術監(jiān)督部門指定的法定計量檢定機構或者授權的計量技術機構進行檢定。具體應用時，計量標準器（具）的溯源按照強制檢定的有關規(guī)定，配套的計量器具的溯源參照非強制檢定的計量器具的管理要求進行。132l10.10.法定計量檢定機構法定計量檢定機構l縣級以上人民政府計量行政部門，根據(jù)縣級以上人民政府計量行政部門，根據(jù)需要設置計量檢定機需要設置計量檢定機 ，或者授權其他單或者授權其他單位的計量檢定機構，執(zhí)行強制檢定和其他檢位的計量檢定機構，執(zhí)行強制檢定和其他檢定、測試任務。被授權執(zhí)行檢定、測試任務定、測試任務。被授權執(zhí)行檢定、測試任務人員，必須經(jīng)授權單位考核合格。人員，必須經(jīng)授權單位考核合格。133 第十條 計量檢定必須按照國家計量檢定系統(tǒng)表進行。 計量檢定必須執(zhí)行計量檢定規(guī)程。.l國家計量檢定系統(tǒng)(表)是指對從計量基準到各等級的計量標準直至工作計量器具的檢定程序所作的技術規(guī)定。迄今為止，國家已正式頒布了93個國家計量檢定系統(tǒng)表。134l計量檢定規(guī)程是指對計量器具的計量性能、檢定項目