1、计量检定员换证考核培训班讲义计量检定员换证考核培训班讲义 张久良2012年9月目 录第一章 计量法律、法规和规章 （1）第二章计量器具（7）第三章 （测量）标准（计量）标准（11）第四章 计量检定 （13）第五章 量值溯源 （20）第六章 法定计量单位 （23）第七章 测量误差及数据处理 （34）第八章 测量不确定度的评定与表达 （44）第一节 研究不确定度的意义 （44）第二节 测量不确定度的基本概念 （46）第三节 测量不确定度的评定 （51）第九章 计量标准考核中有关技术问题的说明 （62）第一节 计量标准的重复性 （62）第二节 计量标准的稳定性 （58）第一章 计量法律、法规和规章中
2、华人民共和国计量法概述中华人民共和国计量法（以下简称计量法）经第六届全国人民代表大会常务委员会第十二次会议通过，于1985年9月6日以中华人民共和国主席令第28号令正式公布，自1986年7月1日起实行。计量法是国家管理计量工作的基本法律，是实施计量管理的最高准则。1、 立法宗旨 立法的宗旨是加强计量监督管理，保障国家计量单位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。2、 立法的原则 统一立法，区别管理。3、 适用范围 中华人民共和国境内，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。凡是使用计量单位，建立计量基准、
3、计量标准，进行计量检定、制造、修理、销售、使用计量器具和进口计量器具，开展计量认证，实施仲裁检定和调解计量纠纷，进行计量监督管理方面所发生的各种法律关系，均为计量法适用的范围。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家选定的其他计量单位为国家法定计量单位。5、 计量基准国家计量基准是统一全国量值的最高依据。计量基准由国务院计量行政部门负责批准和颁发证书。对于每一个参数来说，一个国家只能有一个国家计量基准，多了就会造成全国量值的混乱。计量基准一般集中建立在法定计量检定机构。一些专业性很强的，工作条件要求特殊的项目可建在有关部门所属的技术机构，这要国务院计量行政部门统一规划，
4、其他部门无权决定和建立国家计量基准。只有国家计量基准才有资格代表国家参加国际比对，以保证量值与国际保持一致。6、 计量标准、社会公用计量标准（1）计量标准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。计量标准在量值传递系统中处于中间环节，起着承上启下的作用，即将计量基准所复现的计量单位的量值，通过检定或校准的方式传递到工作计量器具，从而确保工作计量器具量值的准确可靠。计量标准的准确度一般应比被检定计量器具的准确度高3至10倍。凡不用于量值传递而只用于日常测量的计量器具，不管准确度有多高都称为工作计量器具，不能称为计量标准。（2）社会公用计
5、量标准社会公用计量标准器具简称社会公用计量标准，是指经过政府计量行政部门（即质量技术监督部门）考核、批准，作为统一本地区量值的依据，在社会上实施计量监督具有公证作用的计量标准。其数据具有权威和法律效力。县级以上地方人民政府计量行政部门，根据本地区需要建立本行政区域内社会公用计量标准，是统一本地区量值的依据。 国务院有关主管部门或省级有关主管部门根据本部门的需要，可以建立本单位使用的计量标准。用于量值传递的不同等级的计量标准不可能都直接与计量基准进行比对，因而省、市、县计量行政部门需要规划建立本行政区域的社会公用计量标准，作为统一本地区量值的依据。7、 强制检定强制检定是指计量标准或工作计量器具
6、必须定期定点由法定的或授权的计量检定机构检定。使用单位和个人应当向当地人民政府计量行政部门指定的计量检定机构按规定的周期申请检定。强制检定的计量器具范围有：（1） 社会公用计量标准器具；（2） 部门和企业、事业单位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。强制检定的计量标准器具和强制检定的工作计量器具统称为强制检定计量器具。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。计量法规定：计量检定必须按照国家计量检定系统表进行；计量检定必须执行计量检定规程，没有国家计量检
7、定规程的可执行部门和地方计量检定规程。9、量值传递系统对于一个国家来说，每一个量值传递系统只允许有一个国家基准，在我国大部分国家计量基准保存在中国计量科学研究院。有些等级较高的计量标准，大多设在省级计量技术机构和部门计量机构中。较低准确度等级的计量标准，大多设置在市（地）、县级计量技术机构及计量准确度要求较高的大、中型企业中。国家计量基准复现的单位量值，通过各级计量标准，逐级传递到工作计量器具，由此形成了量值传递系统。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。被授权执行检定、测试任务人员，必须经
8、授权单位考核合格。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）。县级以上人民政府计量行政部门负责计量纠纷的调解和仲裁检定，并可根据司法机关、合同管理机关、涉外仲裁机关或其他单位的委托，指定有关计量检定机构进行仲裁检定。仲裁检定的含义：凡调解、仲裁纠纷或判决案件，只要是因为计量器具准确度所引起的，就要以国家计量基准或社会公用计量标准检定、测试的数据为依据，并具有法律效力。这种用国家计量基准或社会公用计量标准所进行的以裁决为目的的计量检定、测试活动统称为仲裁检定。第二章 计量器具 一、计量器具（测量仪器）的定义 计量
9、器具是指单独地或联同辅助设备一起用以进行测量的器具。从这个定义可以看出计量器所具有的特征：（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。过去对计量器具的定义是：凡是表示计量单位和数值的量具和仪器仪表。这种概念不够明确，因为任何事物和现象都可以表示量值，但不一定就是计量器具。如恒温槽或烘箱，它可以反映温度的量值，但却不是计量器具，因为它不用于测量，也不能确定被测对象量值，它只是一个恒温容器。而控制恒温槽或烘箱用的温度计则是计量器具。有些计量器具能单独地用来完成某项测量，如直尺、温度计、电流表等；另一些计量器具需要与其他计量器具或辅助设备一起使用才能完成测量，如砝码、热
10、电偶、电流互感器等。计量器具也称为测量仪器。二、计量器具的分类计量器具的种类繁多，并有多种分类方法。最常见的分类有按其结构特点和计量学用途进行分类。1、按结构特点分类 计量器具按其结构特点可分为：实物量具、计量仪器（仪表）、计量装置。（1）实物量具 实物量具是指使用时以固定形式复现或提供给定量的一个或多个已知值的器具。例如：砝码、量块，标准电阻、标准信号发生器、标准物质等。实物量具一般不带指示器，而由被计量对象本身形成指示器。例如计量液体容器的量器，就是利用液体的上部端面作为指示器。可调量具虽然有指示器，但它是供量具调整用而不是供计量时用，标准信号发生器就是如此。量具根据其复现或提供量值的多少
11、，可分为单值量具和多值量具。单值量具复现或提供一个量值，如量块、标准电池、砝码等，它不带标尺；多值量具复现或提供多个量值，如刻线尺、电阻箱等，它带有标尺。多值量具也包括成套量具，如砝码组、量块组等。量具从工作方式来分，有从属量具和独立量具，必须借助其他测量仪器才进行测量的量具称为从属量具，如砝码，只有借助天平和质量比较仪才能进行质量的测量；不必借助于其他测量仪器即可进行测量的，称为独立量具，如尺子、量器等。标准物质也是实物量具的一种形式。（2）计量仪器 将被测的量转换成可直接观测的指示值或等效信息的计量器具称为计量仪器。例如电流表、压力表、水表、温度计、干涉仪、天平等都是计量仪器。计量仪器可分
12、为：显示式计量仪器，如温度计、压力表、千分尺、功率表等；比较式计量仪器，如天平、比较仪、电位差计、光度计等；积分式计量仪器，它是一种通过一个量对另一个量的积分，以确定被测量值的仪器。如电能表、流量表、皮革面积计等。累积式计量仪器，它是通过对来自一个或多个源中，同时或依次得到的被测量的部分值求和，以确定被测量量的计量仪器。如累积式皮带秤、电子轨道衡、总加式电功率表等。（3）计量装置 计量装置是指为确定被测量值所必需的计量器具和辅助设备的总体。例如电工材料的电阻率计量装置、医用温度计校准装置等。2、按计量学用途分类按计量学用途可分为：计量基准、计量标准和工作计量器具。三、计量器具特性 计量器具特性
13、有静态特性和动态特性，这里我们只介绍静态特性。当输入信号不变时，计量装置或计量装置的元件输出信号的特性称为静态特性。它包括：范围、准确度、稳定度、分度值、分辨力、灵敏度、线性度和鉴别力阈等。1、范围 我们这里所说的范围包括：分度值、示值范围、标称范围、测量范围、量程。所谓示值是指由计量器具提供的被计量的量值，包括记录器的记录值、计量装置中的计量信号或响应、实物量具的示值。分度值是指对应相邻标记的两个值之差，例如米尺的分度值为1mm。示值范围是指极限示值界限内的一组值。对模拟显示而言，它可以称为标尺范围。标称范围是指计量仪器的操纵器件调到特定位置时可得到的示值范围。标称范围通常用它的上限和下限表
14、明，例如50V300V。若下限为零，标称范围一般只用其上限表明，例如0V100V的标称范围可表示为100V。测量范围是指测量仪器的误差处在规定极限内的一组被测量的值。这里的“误差”是指按约定真值确定。它与测量设备的最大允许误差有关，在标称范围内，测量设备的误差处于最大允许误差内的那一部分范围才称为测量范围，也就是说只有在这一部分测量的值，其准确度才符合要求，因此，有时又把测量范围称为“工作范围”。测量范围、标称范围强调的是“区间”界限。量程是指标称范围两极限之差。例如对从-10V10V的标称范围，其量程为20V。它强调的是“标称范围”，而不是测量范围内的两极限之差。量程强调的是“某一具体的值”
15、。在有些知识领域中，最大值与最小值之差称为范围。2、准确度 准确度有测量准确度与测量仪器的准确度。测量准确度测量结果与被测量真值之间的一致程度。测量仪器的准确度测量仪器给出接近于真值的响应能力。准确度主要以真值为中心，接近真值的“一致程度”或 “响应能力”。测量准确度对“测量”而言；测量仪器准确度对“测量仪器”而言，均为定性概念。在实际应用中，以测量不确定度、准确度等级或最大允许误差来定量表达。3、准确度等级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。它也是计量器具最具概括性的特征，综合反映着计量器具基本误差和附加误差的极限值以及其他影响测量准确度的特性值（如
16、稳定度）。准确度等级通常按约定注以数字或符号，并称为等级指标。等别、级别在计量学中是两个不同的概念，它们是有区别的。等和级的区分通常这样约定，级别根据示值误差来确定，表明示值误差的档次；等别根据测量不确定度来确定，表明实际的扩展不确定的档次。如：0.25级精密压力表，1.6级一般压力表；1等标准水银温度计；M2级砝码；级秤等。在技术标准、检定规程或规范等技术文件中，通常对每个等级的计量器具的各种计量特性做出详细规定，以全面反映该等级计量器具的准确度水平。 第三章 （测量）标准（计量）标准一、术语 （测量）标准为了定义、实现、保存或复现量的单位或一个或多个量值，用作参考的实物量具、测量仪器、参考
17、物质或测量系统。测量标准也称为（计量）基准或（计量）标准。如：1kg质量标准；100标准电阻；标准电流表；有证标准物质。一组相似的实物量具或测量仪器，通过它们的组合使用所构成的标准称为集合标准，如标准电阻；一组其值经过选择的标准，它们可单个使用或组合使用，从而提供一系列同种量的值，称为标准组，如标准砝码组。国际（测量）标准经国际协议承认的测量标准，在国际上作为对有关量的其他测量标准定值的依据。也称为国际计量标准。国家（测量）标准经国家决定承认的测量标准，在一个国家内作为对有关量的其他测量标准定值的依据。也称为国家计量标准。国家（测量）标准由国家计量行政部门根据国民经济发展和科学技术进步的需要统
18、一规划，组织建立。属于基本的、通用的、为各行各业服务的测量标准，建立在国家法定计量检定机构；属于专业性强，仅为个别行业所需要，或工作条件要求特殊的测量标准，可授权其他部门建在有关技术机构。二、测量标准的分类 测量标准按计量单位的定义形式可分为自然基准和实物基准。如质量计量基准就是实物基准千克原器。长度计量基准就是自然基准（由激光波长来定义）。测量标准按量传系统通常有基准（原级标准）、次级标准、参考标准、工作标准等。基准（又称原级标准）具有最高计量学特性，其值不必参考相同量的其他标准，被指定的或普遍承认的测量标准。如国家测量标准、国际测量标准。次级标准通过与相同量的基准比对而定值的测量标准。有时
19、副基准、工作基准亦称次级标准。参考标准在给定地区或给定组织内，通常具有最高计量学特性的测量标准，在该处所做的测量均从它导出。工作标准用于日常校准或核查实物量具、测量仪器或参考物质的测量标准，它通常用参考标准来校准。用于确保日常测量工作正确进行的工作标准又称为核查标准。 第四章 计量检定 一、计量检定概述计量检定是指查明和确认计量器具是否符合法定要求的程序，它包括检查、加标记和出具检定证书。计量检定具有法制性，其对象是法制管理范围内的计量器具。计量检定的依据是按法定程序公布的计量检定规程执行检定。我国计量法规定“计量检定必须按照计量检定系统表进行，计量检定必须执行检定规程”。计量检定是进行量值传
20、递（或量值溯源）保证量值准确可靠的重要措施，是国家对计量器具进行依法管理的技术手段。检定必须按照计量检定规程进行，检定规程规定了对计量器具检定的要求、检定项目、检定条件、检定方法、检定周期以及检定结果的处理等。二、计量检定的特点 （1）计量检定的对象是计量器具（含计量标准、工作计量器具和标准物质）；（2）计量检定的目的是判定计量器具是否符合法定的要求；（3）计量检定的依据是按法定程序审批发布的计量检定规程；（4）计量检定必须作出是否合格的结论，出具检定证书或检定结果通知书；（5）计量检定属于法制计量的范畴；（6）计量检定的主体是计量检定员。三、计量检定的分类按计量器具的法制管理形式可分为强制检
21、定和非强制检定二类；按检定的性质可分为首次检定和后续检定。1、 强制检定指由政府计量行政主管部门所属的法定计量检定机构或授权的计量检定机构，对社会公用计量标准器具、部门和企事业单位的最高计量标准器具，以及用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测方面列入国家强制检定目录的工作计量器具，实行定点定期检定。其特点是由政府计量行政部门统管，指定法定的或授权的技术机构具体执行。2、 非强制检定指由计量器具使用单位自己委托具有社会公用计量标准或授权的计量检定机构，依法进行的一种检定。强制检定与非强制检定均属于法制检定，是对计量器具依法管理的两种形式，都要受法律的约束。3、首次检定是指对未曾检定过的新计量
22、器具进行的检定。首次检定的目的是为了确定新生产的计量器具的性能，是否符合型式批准的规定要求。首次检定一般根据计量法制要求，由计量器具的制造者、进口者或使用者提出首次检定申请。首次检定的实施可在计量器具出厂前、销售前、安装使用前进行。多数计量器具首次检定后还应进行后续检定。然而某些强制检定的工作计量器具，如竹木直尺、玻璃体温计、液体量提，我国规定只作首次检定，失准报废；直接与供水、供气、供电部门结算用的生活用水表、煤气表和电能表也只作首次强制检定，限期使用，到期更换。4、后续检定计量器具首次检定后的任何一种检定。它包括强制性周期检定、修理后的检定、周期检定有效期内的检定。后续检定的目的在于检查计
23、量器具是否仍保持其法制特性。（1）周期检定：按规定时间间隔和规定程序，对计量器具定期进行的一种后续检定。周期检定是后续检定的一种重要形式。为保证使用中计量器具的准确度，必须对它们进行有效期管理。而这种有效期通常具有相等的时间间隔，带有周期性，并在检定规程中加以规定。规程中一般给的是常规条件下的最长周期。确定检定周期是执法的需要，是确保计量器具准确可靠的需要，按周期进行检定是必须遵守的法制性要求，任何企业和个人都应遵守。（2）仲裁检定：以裁决为目的，解决因计量准确度而引起的纠纷，或由计量数据引起的争议等，用国家计量基准或社会公用计量标准所进行的检定。四、检定周期的确定和检定结果的处理为了保证计量
24、器具的量值准确可靠，必须按照国家计量检定系统表和计量检定规程，对计量器具进行周期检定。在计量检定规程中，一般对需要进行周期检定的计量器具都规定了检定周期，该检定周期是法定最长周期。众所周知，用户使用情况千差万别，若不加以区别，一律机械地按照检定规程的周期进行检定，则难以保证一些在用计量器具在检定周期内都是合格的。因此，计量检定机构应结合实际情况合理确定计量器具的检定周期。确定检定周期主要依据是：（1）计量器具的长期稳定性和可靠性水平；（2）计量器具使用的环境条件；（3）计量器具使用的频繁程度；（4）使用单位的维护保养能力；（5）计量器具历年周期检定情况；（6）影响准确度和长期稳定度的其他因素。
25、计量器具的检定周期，经计量检定机构确定之后，使用单位或个人必须按照规定周期送检或申请现场检定，不得拒绝检定，检定机构应按时实施检定，不得无故拖延。对不需要进行周期检定的计量器具，如玻璃量器等，可以在使用前进行首次检定后，不再进行后续检定。经检定合格的计量器具，由检定单位按照计量检定规程的规定出具检定证书、检定合格证或在计量器具上加盖检定合格印；不合格的，由检定机构出具检定结果通知书。未经检定或检定不合格的计量器具，任何单位或个人不得使用。五、计量检定印、证的作用及种类计量器具经检定合格后，检定机构要根据检定结果作出检定结论、出具检定印、证，以证明其性能是否合格。计量检定印、证在计量监督管理中具
26、有重要作用。具有法制性和权威性的一种标志。1、检定检定印、证的种类根据国家计量局制定的计量检定印、证管理办法，检定印、证的种类有：（1）检定证书（证明计量器具已经过检定并合格的文件）；（2）检定合格证（经检定合格的计量器具出具的合格标签）；（3）检定合格印：錾印、喷印、钳印、漆封印；（4）检定结果通知书（证明计量器具经检定不合格的文件）；（5）注销印。以上五种印、证，前三种用于检定合格的计量器具，后两种用于经检定不合格的计量器具。出证时具体使用哪一种，在检定规程中都有明确规定。另外，国家质量技术监督局还在1996年7月1日正式推出使用同国际惯例接轨的检定/校准证书。此证书适用于各级质量技术监督
27、部门依法设置的法定计量检定机构、授权建立的法定计量检定机构在开展量值传递时使用。推广使用检定/校准证书的主要目的是加强对法定计量检定机构的监督管理，促进试验室的内部建设和管理，提高检定、校准工作质量，为社会提供科学准确的量值，保障我国单位量值的一致统一，规范出证行为，扩充现用证书的信息范围，促使我国建立检定、校准工作尽快与国际通行做法一致，以利于参与国际比对和国家间计量结果的相互认可。2、检定证书的信息 检定证书应包含以下信息： （1）检测单位名称；（2）被检单位（或用户）名称；（3）受检产品名称、型号规格、制造厂（商）、出厂编号、准确度等级；（4）检测环境条件（温度、湿度、气压等）；（5）检
28、测依据（规程或规范）；（6）检测结果（结论或检测数据）；（7）检测日期、有效日期；（8）检测及使用注意事项的说明；（9）检定员、核验员、批准人签字，并加盖检定单位印章。六、检定原始记录 检定原始记录是对检测结果提供客观依据的文件，作为检定过程及检定结果的原始凭证，也是编制证书或报告并在必要时再现检定的重要依据。因此，计量检定人员要在检定过程中如实地记录检定时所测量的实际数据。1、检定原始记录的信息检定原始记录应包含足够的信息：（1）被检器具的名称、型号规格、编号、量程、生产厂家、准确度等级或测量不确定度等；（2）使用的技术依据（规程或规范）； （3）使用的计量检测器具（计量标准器或计量标准装置
29、）； （4）检定时的环境条件（温度、湿度、振动、气压等）； （5）检测地点； （6）采用的检测方法（必要时）； （7）检测时依据技术指标要求（适合时）； （8）原始观察数据及计算过程； （9）检定结果判定（是否合格）； （10）检定日期； （11）检定人员、核验人员签名； （12）检定连接线路图（如电学、无线电检定）（必要时）。2、检定原始记录的要求 检定原始记录应做到：（1）检定原始记录格式统一印制（其格式参照检定规程要求，检定规程没有规定的，由检定人员设计）；（2）检定原始记录内容应如实记载，记录完整，数据无误，字迹清楚，严禁追记，不得用铅笔填写。填写内容不允许随意涂改或删除；若确需要改，
30、作废数据应划两条水平线，将正确数据填在上方，并在原作废处盖上更改人印章；（3）检定原始记录应由持检定证件的检定人员和核验人员分别签名，核验人员必须认真核对检定数据，如果对检定数据有怀疑，必须进行复检。3、检定原始记录的数据处理 应按照检定规程和有关国家标准等技术文件的要求，对检定原始记录的数据进行正确处理。4、检定原始记录的存档与保管期限计量检定原始记录应保存4个检定周期，即符合计量标准证书中有效期内要求，以便用户查询及计量标准复查过程提供必要的检定原始记录。七、计量检定人员计量检定人员作为计量检定的主体，在计量检定中发挥着重要的作用。为了对计量检定人员纳入正常管理，1987年7月10日由国家计量局发布了计量检定人员管理办法，作为我国从事计量检定的检定人员的管理依据。第五章 量值溯源 一、 量值传递与量值溯源性的定义 量值传递通过对计量器具的检定或校准，将国家基准所复现的计量单位量值通过各等级计量标准传递到工作计
