計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)課件

1、計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí),一.計(jì)量 1.計(jì)量的定義 計(jì)量量值準(zhǔn)確一致的測(cè)量 計(jì)量需有公認(rèn)的 、約定的、法定的計(jì)量單位，計(jì)量器具，計(jì)量人員，計(jì)量檢定系統(tǒng)，檢定規(guī)程。,2.中國(guó)古代的計(jì)量 古代計(jì)量 ：“布手知尺”、“掬手為升”以人體為基準(zhǔn) 大禹治水：大禹使用準(zhǔn)繩、規(guī)、矩等計(jì)量器具,中國(guó)古代的計(jì)量制度秦制 公元前221年，秦始皇統(tǒng)一中國(guó)，頒布詔書，以最高法律的形式統(tǒng)一全國(guó)的計(jì)量制度“度量衡”制度。,秦代的度量衡制度 度、量、衡原始含意是關(guān)于長(zhǎng)度、容積和重量的測(cè) 量 度量衡的計(jì)量器具 度尺 量斗 衡秤,度量衡的換算單位 度制 1丈=10尺=100寸=1000分 量制 1斗=10升=100合 衡制 1斤=16兩,秦

2、代計(jì)量器具的檢定 詔書規(guī)定度量衡計(jì)量器具每年至少檢定一次 檢定日期規(guī)定在每年的春分和秋分時(shí)節(jié) 違反規(guī)定將受罰,秦代度、量、衡制度的意義 統(tǒng)一了中國(guó)計(jì)量制度 滿足人民日常生產(chǎn)、生活的需要 促進(jìn)了社會(huì)生產(chǎn)有次序的發(fā)展 秦制一直延用至年止,.國(guó)外的計(jì)量發(fā)展 歷史上經(jīng)歷的三次技術(shù)革命帶動(dòng)計(jì)量技術(shù)的發(fā)展 第一次技術(shù)革命蒸汽機(jī)的發(fā)明（力學(xué)和熱力學(xué)） 焦耳、卡諾 第二次技術(shù)革命電的產(chǎn)生（電磁學(xué)） 麥克斯韋、愛迪森 第三次技術(shù)革命量子力學(xué)、核物理學(xué) 愛因斯坦 、貝可勒爾,傳統(tǒng)古典的計(jì)量體系已不能滿足十八世紀(jì)以后歐洲機(jī)器制造工業(yè)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要。 一些國(guó)家根據(jù)科學(xué)技術(shù)和大生產(chǎn)需要而形成各種不同的計(jì)量制度 如

3、：米制、英制、美制。,米制是國(guó)際上最早公認(rèn)的單位制 1791年法國(guó)采納以長(zhǎng)度單位“米”為基本單位的計(jì)量制度。 米定義為：地球子午線的四分之一長(zhǎng)度的一千萬(wàn)分之一 面積、體積單位為平方米和立方米 1875年由17個(gè)國(guó)家代表簽署了米制公約,國(guó)際計(jì)量組織 國(guó)際計(jì)量局（BIPM）國(guó)際計(jì)量大會(huì)國(guó)際計(jì)量委員會(huì) 是根據(jù)1875年5月20日在巴黎簽署的“米制公約”而成立的，它的任務(wù)是保證物理計(jì)量在世界范圍的統(tǒng)一。 國(guó)際單位制單位 在米制基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的國(guó)際單位制單位 是經(jīng)過年第屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)通過,.計(jì)量學(xué) 十八世紀(jì)歐洲的工業(yè)革命形成一門新型的技術(shù)基礎(chǔ)科學(xué)計(jì)量學(xué) 計(jì)量學(xué)研究的基本內(nèi)容 .計(jì)量單位，計(jì)量基（標(biāo)準(zhǔn)）的

4、建立、復(fù)制、保存和傳遞； .計(jì)量理論、計(jì)量方法、普通計(jì)量器具； .計(jì)量人員的技術(shù)能力； .測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理； .物理常數(shù)和材料特性的測(cè)定； .計(jì)量管理，計(jì)量效益和計(jì)量保證。,.十大計(jì)量領(lǐng)域 .幾何量（長(zhǎng)度） .力學(xué) .熱工 .電磁 .無(wú)線電 .時(shí)間、頻率 .聲學(xué) .光學(xué) .化學(xué) .電離輻射計(jì)量,.計(jì)量的特點(diǎn) .準(zhǔn)確性 .一致性 .朔源性 .法制性,二.名詞解釋 .計(jì)量量值準(zhǔn)確一致的測(cè)量 .測(cè)量為確定量值而進(jìn)行的一組操作 .測(cè)試具有探索性的測(cè)量 .量的真值在觀察條件下嚴(yán)格定義的量值 量的真值是一個(gè)理想的概念 .約定真值約定的量值 .計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)用于定義、實(shí)現(xiàn)、保持或復(fù)現(xiàn)計(jì)量單位的一個(gè)或多個(gè)已知量值

5、的實(shí)物量具，測(cè)量?jī)x器或測(cè)量系統(tǒng)。,.計(jì)量檢定國(guó)家法定計(jì)量部門（或法定授權(quán)組織）為確定或證實(shí)計(jì)量器具技術(shù)性能是否合格所進(jìn)行的全部工作 檢定證書證明計(jì)量器具檢定合格的文件 檢定結(jié)果通知書證明計(jì)量器具檢定不合格的文件 .測(cè)量結(jié)果由測(cè)量所得到的被測(cè)量的值 由數(shù)字和計(jì)量單位的積表示 .示值測(cè)量器具所給出的被測(cè)量值,.測(cè)量的重復(fù)性在相同的條件下，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行連續(xù)多次測(cè)量所得結(jié)果的一致性。 .實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差對(duì)被測(cè)量作n次測(cè)量，表征測(cè)量結(jié)果分散程度的量。 12.測(cè)量的復(fù)現(xiàn)性在改變了的測(cè)量條件下，同一被測(cè)量的測(cè)量結(jié)果之間的一致程度。,.精密度相同條件下進(jìn)行多次測(cè)量時(shí)所得結(jié)果的一致程度 .正確度測(cè)量結(jié)果與真值的接

6、近程度 . 準(zhǔn)確度（精度）測(cè)量結(jié)果的一致性與真值的接近程度 是精密度和正確度的綜合反映,.（測(cè)量）不確定度表征合理的賦于被測(cè)量之值的分散性，與測(cè)量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù) 表征被測(cè)量真值所處范圍的評(píng)定 測(cè)量不確定度評(píng)定 不確定度的類評(píng)定 用對(duì)觀察列用統(tǒng)計(jì)分析的方法來(lái)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不確定度 不確定度的類評(píng)定 用不同于對(duì)觀察列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的方法來(lái)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不確定度,合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度 當(dāng)測(cè)量結(jié)果由若干個(gè)其它量值求得時(shí)，按其他各量的方差或協(xié)方差算得的標(biāo)準(zhǔn)不確定度 擴(kuò)展不確定度 確定測(cè)量結(jié)果區(qū)間的量，合理賦于被測(cè)量之值分布的大部分值含于此區(qū)間,三.計(jì)量法及有關(guān)計(jì)量法規(guī) .計(jì)量法 年月日第屆人大常委會(huì)第次會(huì)議通過 年月日

7、實(shí)施 立法的宗旨 ）為了加強(qiáng)計(jì)量監(jiān)督管理； ）為了國(guó)家計(jì)量單位制的統(tǒng)一； ）為了量值的準(zhǔn)確可靠。,立法的最終目的 ）有利于生產(chǎn)、貿(mào)易和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展； ）適應(yīng)社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)的需要； ）維護(hù)國(guó)家和人民的利益。 .電力系統(tǒng)計(jì)量法規(guī) 年月日國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)由國(guó)家計(jì)量局和水利電力部發(fā)布水利電力部門電測(cè)、熱工計(jì)量?jī)x表和裝置管理的規(guī)定,.計(jì)量管理體系,國(guó)務(wù)院計(jì)量行政部門 國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局,中國(guó)計(jì)量院,?。ㄊ校┯?jì)量行政部門 ?。ㄊ校┵|(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局,縣計(jì)量行政部門 縣技術(shù)監(jiān)督部門,省市計(jì)量測(cè)試研究院,縣計(jì)量測(cè)試所,.強(qiáng)制檢定 .凡社會(huì)公用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，部門和企事業(yè)單位使用的最高標(biāo)準(zhǔn)以及用于貿(mào)易結(jié)算、安全防護(hù)

8、、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測(cè)方面列入強(qiáng)制檢定目錄的工作計(jì)量器具均實(shí)行強(qiáng)制檢定。 .強(qiáng)制檢定由縣級(jí)以上計(jì)量部門指定的法定計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)或授權(quán)的計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)檢定。 .非強(qiáng)制檢定的計(jì)量器具由使用單位依法定期檢定或送其他計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)檢定。,.計(jì)量檢定、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)量人員管理 ）計(jì)量檢定 計(jì)量檢定必須按照國(guó)家計(jì)量檢定系統(tǒng)表進(jìn)行，必須執(zhí)行計(jì)量檢定規(guī)程。 對(duì)于檢定不合格的，沒有檢定的，超過檢定周期的計(jì)量器具均屬違反計(jì)量法。 ）計(jì)量標(biāo)準(zhǔn) 企、事業(yè)單位建立的最高計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)須經(jīng)有關(guān)計(jì)量部門考核合格后方可使用。,）計(jì)量人員 執(zhí)行計(jì)量檢定和測(cè)試任務(wù)的人員必須經(jīng)過考核合格。 計(jì)量檢定人員的職責(zé) 正確使用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，負(fù)責(zé)維護(hù)和保養(yǎng)，使

9、其保持良好的技術(shù)狀態(tài)； 執(zhí)行計(jì)量技術(shù)法規(guī)進(jìn)行計(jì)量檢定工作； 保證計(jì)量檢定原始數(shù)據(jù)和有關(guān)資料完整； 承辦政府計(jì)量行政部門委托的有關(guān)任務(wù)。 計(jì)量人員的權(quán)利 計(jì)量人員有權(quán)拒絕任何人迫使其違反計(jì)量檢定規(guī)程或使用未經(jīng)考核的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢定。,四.法定計(jì)量單位 法定計(jì)量單位是以國(guó)家法令形式規(guī)定強(qiáng)制使用或允許所有的 計(jì)量單位 年月日國(guó)務(wù)院第次常務(wù)會(huì)議通過 國(guó)家計(jì)量局中華人民共和國(guó)法定計(jì)量單位 月日發(fā)布國(guó)務(wù)院關(guān)于在我國(guó)統(tǒng)一實(shí)行法定計(jì)量單位的命令 年底完成向國(guó)家法定計(jì)量單位的過渡,.中華人民共和國(guó)法定計(jì)量單位 國(guó)際單位制單位（）國(guó)家選定的其它單位 .國(guó)際單位制構(gòu)成 基本單位（個(gè)） 單位 導(dǎo)出單位 輔助單位（個(gè)）

10、 具有專門名稱的導(dǎo)出單位 組合形式的導(dǎo)出單位 國(guó)際單位制（） 單位的十進(jìn)倍數(shù)和分?jǐn)?shù)單位,3.SI單位 1）基本單位7個(gè),2）國(guó)際單位制的輔助單位,3）國(guó)際單位制中具有專門名稱的導(dǎo)出單位,4）組合單位 力矩 Nm 電阻率m 熱容J/K,5）用于構(gòu)成十進(jìn)倍數(shù)和分?jǐn)?shù)單位的詞頭,4.國(guó)家選定的非國(guó)際單位制單位,5.法定計(jì)量單位的使用規(guī)則 單位符號(hào)一般用小寫羅馬字母（正體），但單位名稱源于專用名詞時(shí)，其第一個(gè)字母應(yīng)大寫。 Pa 二個(gè)以上單位的組合 Nm N.m Nm 不宜寫成 mN m/s ms-1 組合單位的中文名稱與其符號(hào)書寫的次序一致; 乘號(hào)沒有對(duì)應(yīng)名稱，符號(hào)中的除號(hào)對(duì)于名稱為“每”，“每”只在除

11、號(hào)的地方出現(xiàn)一次; 米每二次方秒 m/s2 牛米 Nm 同一行不得用多于一條的斜線; m/s2 ms-2 不得寫成m/s/s,用斜線（/）表示除時(shí)，單位符號(hào)的分子分母處于同一水平線上; km/h 分母含二個(gè)以上單位相乘時(shí)，整個(gè)分母加括號(hào); 比熱容 焦?fàn)柮垮X克開爾文 J/（kgK) 詞頭和單位之間無(wú)間隔； km2 中文名稱 平方千米 單位名稱或符號(hào)必須作為一個(gè)整體使用，單位名稱在數(shù)值后面； 20攝氏度（20）不應(yīng)寫成攝氏20度 1.5m不應(yīng)寫成1m5,選用的倍數(shù)或分?jǐn)?shù)單位，一般應(yīng)使數(shù)值處于0.11000范圍內(nèi)； 0.00394m3.94mm 11401Pa11.401kPa 1.2104N12k

12、N 不得使用重疊詞頭 微微法FpF 毫微米mmnm納米,五.測(cè)量誤差 1.誤差分類 性質(zhì)分類 ： 系統(tǒng)誤差 、隨機(jī)誤差、粗大誤差 產(chǎn)生原因分類：設(shè)備（儀器、工具）誤差 ；方法誤差；環(huán)境誤差；人員誤差和被測(cè)對(duì)象變化產(chǎn)生誤差。 2.誤差的表示方法 絕對(duì)誤差測(cè)量結(jié)果和被測(cè)量真值之間的差值 相對(duì)誤差測(cè)量的絕對(duì)誤差與被測(cè)量真值之比 引用誤差測(cè)量的絕對(duì)誤差與測(cè)量范圍之比,指示儀表基本誤差的表示方法 =C%FS 數(shù)字儀表基本誤差的表示方法 =C%rdg 例1：（0200）V電壓表刻度在100V的實(shí)際電壓值為101V 絕對(duì)=（100-101）V=-1V 相對(duì)=-1/101=-1% 引用=-1/200=-0.5

13、%,例2. 1.0級(jí)2V電壓表測(cè)量電池電壓（1.5V），電池端電壓的實(shí)際值在什么范圍之間？ 2V（1.0%）= 0.02V 端電壓在（1.48 1.52）V之間 例3. 0.5級(jí)量程為（050）的電流表，在測(cè)量20 mA時(shí)測(cè)量誤差是多少？ 以相對(duì)誤差表示 20 mA 0.5%= 0.1 mA 以引用誤差表示 50 mA 0.5%= 0.25 mA,例4. 測(cè)量1.2MPa壓力，要求測(cè)量誤差不大于4%，應(yīng)選用怎樣的壓力表？ 測(cè)量范圍選擇 1.2MPa3/2=1.8MPa 壓力 表量程系列 （-1.6MPa 、2.0MPa、2.5MPa、4MPa、6MPa-） 測(cè)量誤差 1.2MPa4%=0.04

14、8MPa A 1.0級(jí)（06）MPa 引用=0.06MPa B 1.5級(jí)（04）MPa 引用=0.06MPa C 1.5級(jí)（02.5）MPa 引用=0.038MPa D 2.5級(jí)（01.6）MPa 引用=0.04MPa 選C D,3.誤差合成和微小誤差準(zhǔn)則 誤差合成 測(cè)量過程中存在各種誤差 1 2 3 4 5 n 合成誤差 = 1+2 +3 +4 +5 + n,微小誤差準(zhǔn)則 當(dāng)某項(xiàng)小誤差只占總誤差1/31/10時(shí)，對(duì)總誤差的影響只有5% 10%，可認(rèn)為沒有影響。 實(shí)用意義 1）用微小誤差準(zhǔn)則在測(cè)量過程中選擇計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器的允許誤差 1/31/10被檢器允許誤差 2）測(cè)量結(jié)果數(shù)值修約位數(shù)

15、的確定 使測(cè)量結(jié)果的修約誤差是被測(cè)量允許誤差的1/101/20 通常數(shù)值修約位數(shù)比測(cè)量允許誤差位數(shù)多一位,如：測(cè)量范圍100V 準(zhǔn)確度等級(jí)為1% 允許誤差為1V 測(cè)量修約位數(shù)至0.1V,六.數(shù)據(jù)處理 1.有效數(shù)字 測(cè)量結(jié)果以數(shù)字形式出現(xiàn)，有效數(shù)字與測(cè)量誤差相關(guān)。 定義一個(gè)數(shù)的允許誤差不大于其保留末位數(shù)字的0.5單位，則該數(shù)字的左邊第一個(gè)非零數(shù)字起至右邊末位數(shù)字都是有效數(shù)字。 0.001018 5位有效數(shù)字 1000 4位有效數(shù)字 1.0103 2位有效數(shù)字,31785Pa取2位有效數(shù)字32kPa 3.2104Pa 0.032MPa 一般應(yīng)使數(shù)值處于0.11000范圍內(nèi) 2.有效數(shù)字的運(yùn)算 常數(shù)

16、運(yùn)算 ：取有效位數(shù)取決于運(yùn)算的需要決定 加減運(yùn)算：根據(jù)參加運(yùn)算數(shù)字共有小數(shù)位決定 加減運(yùn)算結(jié)果只保留各數(shù)共有的小數(shù)位數(shù) 位數(shù)多的先進(jìn)行舍入處理，取比共有小數(shù)位多一位參加運(yùn)算。 結(jié)果修約至共有小數(shù)位 28.5+3.74+0.13528.5+3.74+0.1432.3832.4,乘除運(yùn)算 根據(jù)參加運(yùn)算數(shù)字共有的有效位決定 將有效位數(shù)較多的先進(jìn)行舍入處理，修約到比最少有效位數(shù)多一位，然后進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果再修約至各參與計(jì)算數(shù)字最少有效位數(shù)。 例：0.15111100.70.15111101=1681.651.7103,3.數(shù)據(jù)修約規(guī)則 （1）修約間隔 指定位數(shù)的 0.1 0.2 0.5 間隔 63.

17、37 修約間隔0.1單位63.4 1075.2 修約到十位數(shù)的0.2單位 1076 1075.2修約到百位數(shù)的0.2單位 10801.08103 63.37修約到個(gè)位的0.5單位63.5 63.37修約到十位的0.5單位65,（2）修約規(guī)則 常規(guī)修約 （1單位的修約） a. 當(dāng)擬舍去的尾數(shù)大于保留末位數(shù)的半個(gè)單位時(shí)，保留末位數(shù)加一個(gè)單位。 3.0863.09 b.當(dāng)擬舍去的尾數(shù)小于保留末位數(shù)的半個(gè)單位時(shí)，尾數(shù)舍去。 4.1644.16 當(dāng)擬舍去的尾數(shù)恰好等于保留末位數(shù)的半個(gè)單位時(shí)，如擬保留的末位數(shù)是奇數(shù)則進(jìn)位；如偶數(shù)時(shí)則不進(jìn)位。 （偶數(shù)法則） 3.1753.18 3.2853.28,c.擬舍去的尾數(shù)超過2位數(shù)時(shí)不得連續(xù)多次修約，只能一次修約。 修約至2位有效數(shù) 3.145463.1 3.14553.1463.153.2, 0.2單位的修約 a.當(dāng)保留末位為偶數(shù)時(shí)，將保留末位數(shù)右邊的數(shù)舍去。 37.4337.4 b.當(dāng)保留末位為奇數(shù)而右邊有數(shù)值時(shí)，將保留末位進(jìn)位為偶數(shù)。 37.7437.8 1037.011038 c.當(dāng)保留末為奇數(shù)而右邊沒有數(shù)值時(shí)，將該數(shù)除以2，然后按偶數(shù)法則修約后乘2。 46.70223