计量基础知识与企业计量管理2012版PPT课件下载推荐.ppt
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(1英尺=0.3048米)码:
9世纪,撒克逊王朝亨利一世规定,他的手臂向前平伸,从鼻尖到指尖的距离定为1码。
(1码=0.9144米),计量概述,经典阶段:
以宏观现象与人工实物为科学基础的阶段。
在1875年米制公约会议之后,用含铂90%、铱10%的合金制成千克原器,目前保存在巴黎的国际计量局总部,所有质量的计量都应溯源到该千克原器。
最初的千克质量单位是由18世纪末法国采用的长度单位米推导出来的。
1立方分米纯水在最大密度(温度约为4摄氏度)时的质量,就定为1千克。
计量概述,现代阶段:
以量子理论为基础,由宏观实物基准过渡到微观量子基准。
1983年,光速取代了保存在巴黎国际计量局的铂制米原器被选作定义“米”的标准,并且约定光速严格等于299,792,458米/秒,此数值与当时的米的定义和秒的定义一致。
后来,随着实验精度的不断提高,光速的数值有所改变,米被定义为1/299792458秒内光通过的路程。
计量概述,1.3计量学研究的内容1.研究计量单位及其基准标准的建立复制保存和使用2.研究计量方法和计量器具的计量特性3.研究量值传递与量值溯源的方法4.研究计量的不确定度、测量理论和结果处理方法5.研究计量人员进行计量的能力培养与考核方法6.研究计量法制和管理7.研究有关计量的一切理论和实际问题8.基本物理常数标准物质及材料特性等的准确测定等,计量概述,1.4计量学分类按工作分类:
科学计量、工程计量、法制计量,计量概述,按专业分类:
几何量、热学、力学、电磁学、电子学、时间频率、电离辐射、声学、光学、化学。
计量概述,1.5计量的特点,计量,准确性(目的),统一性(本质的特征),法制性(保障),溯源性(量值传递),计量概述,高速铁路两根铁轨之间的标准距离一般为1435毫米,允许的范围为1434-1436毫米,超出这个范围,都可能造成列车运行的不平稳,甚至带来脱轨的安全隐患,准确性,计量概述,溯源性,计量概述,1.6计量的地位和作用,体温,航天测控,科学研究,计量涉及到工农业生产、国防建设、科学试验、国内外贸易、人民生活等各方面,是国民经济的一项重要的技术基础。
计量概述,保证生产、科研和生活的正常进行,促进国民经济和国防建设的发展,为社会现代化建设提供计量保证;
保护广大消费者免受不准确或不诚实测量所造成的危害;
保护人民群众的健康和生命、财产的安全,保护国家的权益不受侵犯。
计量概述,计量检测产品质量,计量检测手段的高低在某种程度上反映了一个企业产品质量的水平,产品标准要靠计量检测才能制定出来,产品是否能达到标准的要求,同样要靠计量检测、检验。
在生产过程中,产品在每道工序的质量如何,也要靠计量检测来进行判断。
从原材料的检验到产品的检验,都离不开计量。
可以说,没有先进、科学的计量检测手段,就没有优质的产品质量。
“5.20世界计量日”的主题上体现计量的重要作用。
计量概述,第一届2001年计量保证质量第二届2002年计量与科技第三届2003年计量与节能、计量在你身边第四届2004年计量与节能第五届2005年计量与能源第六届2006年计量与节约能源第七届2007年能源计量与节能降耗和污染减排第八届2008年计量与能源、计量与体育第九届2009年质量安全第十届2010年计量科学发展第十一届2011年计量检测健康生活,计量概述,1.7计量科技的十一大领域几何量:
长度、角度、工程参量等力学:
质量、密度、力、功、能、流量、转速、振动热工:
热力学温度、热量、热容、热导率电磁:
电流、电势、电压、电容、磁通、磁导电子:
噪声、功率、调制、脉冲、失真、衰减、阻抗、场强等时间频率:
时间、频率、波长、振幅、阻尼系数声学:
声压、声速、声功率、声强光学:
发光强度、光通量、照度、辐射强度辐射通量辐射照度等化学:
标准物质、物质的量、阿伏伽德罗常数摩尔质量渗透压等电离辐射:
粒子能量、密度能通量、密度活度、吸收剂量等气象:
气温、气压、风速、相对湿度等,计量概述,1.9中华人民共和国计量法中华人民共和国计量法第八条企业事业单位根据需要可以建立本单位使用的计量标准器具,其各项最高计量标准器具经有关人民政府计量行政部门主持考核合格后使用。
中华人民共和国计量法第九条县级以上人民政府计量行政部门对社会公用计量标准器具,部门和企业事业单位使用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、环境监测方面的列入强制检定目录的工作计量器具,实行强制检定。
对前款规定以外其他计量标准器具和工作计量器具,使用单位应当自行定期检定或者送其他计量检定机构检定,县级以上人民政府计量行政部门应当进行监督检查。
计量概述,中华人民共和国计量法第十条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中华人民共和国计量法第十一条计量检定工作应当按照经济合理的原则就地就近进行。
中华人民共和国计量法实施细则第七条计量标准器具的使用必须具备下列条件:
1.经计量检定合格2.具有正常工作所需要的环境条件3.具有称职的保存、维护、使用人员4.具有完善的管理制度中华人民共和国计量法实施细则第十三条计量检定工作应当按照经济合理的原则,不受行政区域和部门管辖的限制。
计量概述,关于企业使用的非强检计量器具由企业依法自主管理的公告(国家质量技术监督局1999年第6号)为落实国务院办公厅关于印发国家质量技术监督局职能配置内设机构和人员编制规定通知规定(国办发199884号),国家质量技术监督局决定对企业使用的非强制检定计量器具的检定周期和检定对企业依法自方管理的有关事项,公告如下:
一、企业使用的非强制检定计量器具,是指除企业最高计量标准器具以及用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测方面的列人强制检定目录以外的其他计量标准器具和工作计量器具,非强制检定计量器具的检定周期由企业根据计量器具的实际使用情况本着科学经济和量值准确的原则自行确定。
二、非强制检定计量器具的检定方式由企业根据生产和科研的需要可以自行决定在本单位检定或者送其他计量检定机构检定测试任何单位不得干涉。
三、企业使用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、环境监测方面列人强制检定目录的工作计量器具应当进行强制检定。
未按照规定申请检定或者检定不合格的企业不得使用。
特此公告国家质量技术监督局(印)一九九九年三月十九日,计量概述,计量概述,有关的计量法规中华人民共和国计量法中华人民共和国计量法实施细则中华人民共和国强制检定的工作计量器具检定管理办法中华人民共和国强制检定的工作计量器具目录,物理量和计量单位,第二章,量和单位
(一),2.1基本概念2.1.1量、量制与量纲量:
现象、物体或物质的可以定性区别和定量确定的一种属性。
计量学中的量都是指可以测量的量。
一般意义的量:
如长度、温度、电流。
特定的量:
如某根木棒的长度、通过某条导线的电流。
可相互比较并按大小排序的量称为同种量,若干同种量合在一起可称为同类量如功、热、能。
认识自然、利用和改造自然,量制:
彼此间存在确定关系的一组量,即在特定科学领域中的基本量和相应导出量的特定组合。
一个量制可以有不同的单位制。
量纲:
以给定量制中基本量的幂的乘积表示该该量制中某量的表达式其数字系数为1。
dimQ=LMTINJ长度的量纲为L,速度为LT-1,压力为L-1MT-2,动能和功都为L2MT-2。
同种量的量纲一定相同,相同量纲的量却不一定是同种量,量和单位
(一),2.1.2计量单位和单位制计量单位:
为定量表示同种量的大小而约定地定义和采用的特定量。
计量单位一经选定,所有同种量便可用单位与纯数之积表示,并称为该量的量值。
5.34m和534cm,显然量的大小和量值的形式无关,量的大小与所选择的单位无关,而量值则因单位不同而形式各异。
单位制:
为给定量制按给定规则确定的一组基本单位和导出单位。
量和单位
(二),2.2国际单位制国际单位制是1960年第十一届国际计量大会CGPM通过,并用符号“SI”表示。
国际单位制的构成:
量和单位(三),量和单位(四),SI导出单位1.用SI基本单位表示的导出单位,速度单位;
2.包括辅助单位在内的具有专门名称的导出单位,力的单位;
3.用具有专门名称的导出单位表示的导出单位,功、热单位焦耳;
4.上述三类单位组合而成的单位,电容的单位法拉为库/伏。
SI单位的倍数单位一般应使量的数值在0.11000范围内0.00758写成7.58mm15263Pa写成15.263kPa,量和单位(五),2.3我国的法定计量单位我国的法定计量是以国际单位制为基础,根据我国的实际情况,适当地增加了一些其它单位而构成的。
法定计量单位制的基本单位包括国际单位制单位国家选定的非国际单位制单位由以上单位构成组合形式的单位,量和单位(六),2.4法定计量单位的使用规则2.4.1法定计量单位的名称符号法定计量单位44个单位名称(国际单位制的基本单位7个,国际单位制的导出单位21个,国家选定的非国际单位制单位16个)时间:
秒s分min小时h天d角度:
(角)秒(角)分度旋转速度:
转每分r/min速度:
节kn长度:
海里nmile质量:
吨t原子质量单位u体积:
升L(l)能:
电子伏eV级差:
分贝dB线密度:
特(克斯)tex面积:
公顷hm2,量和单位(七),2.4.2法定计量单位词头符号:
由词头和以上单位构成的十进倍数和分数单位,SI词头共20个,量和单位(八),2.4.3使用注意事项*kg.m/s2名称:
千克米每平方秒,“千克米/平方秒”错比热容单位J/(kgK)读作:
焦耳每千克开尔文m2读作:
平方米-1读作:
每摄氏度km2读作:
平方千米*力矩单位:
kNm不宜写成Nkm,也不能写成mKn*3(千秒)-1读作:
三每千秒,三千每秒应写成3000秒-1或3千(秒)-1,量和单位(九),*5点45,“点”不是计量单位,是口头习惯,“”是角度单位,确切的是“5时45分”;
*速度“1Km/h”,“K”小写,“h”不能斜体;
*时间“4060s”应该为“40s60s”或“(4060)s”;
*“摄氏20度”应该为20摄氏度,“”可作为中文使用;
*110KWh/吨应该为110kWh/t;
*体积13.3104立方米应表示为13.3104m3*允许误差:
0.20.5%,应表示为(0.2%0.5%)。
量和单位(九),误差和数据处理,第三章,误差和数据处理,3.1测量误差3.1.1测量误差的定义测量误差指测量结果与被测量的真值之差。
这是绝对误差,表示为:
=X-X0式中X-测量结果;
X0-真值绝对误差有大小和符号,其单位与测量结果的单位相同;
如三角形的三个内角和的真值为180实测结果为179,则绝对误为-1,符号为负,说明测量结果小于真值。
不应将绝对误差与误差的绝对值混淆,后者为误差的模。
按数学形式分,除绝对误差外还有相对误差、引用误差和分贝误差。
3.1测量误差,误差和数据处理,?
=X-X0公式中X-测量结果;
X0-真值,公式的理解,这个公式涵盖了我们所做的计量工作的内容。
你能说出几条?
3.1.2、测量误差的分类一般将误差分为两类即系统误差和随机误差。
1)系统误差:
是指在重复条件下,对同一被测量进行无限多次测量,所得结果的平均值与被测量的真值之差。
系统误差决定测量结果的正确程度。
2)系统误差的产生:
装置误差、环境误差、方法误差、人员误差。
3)减小系统误差的方法:
a.采用修正的方法b.尽可能减少或消除产生系统误差的因素c.选择适当的测量方法:
异号法、交换法、替代法对称法半周期偶数法等。
误差和数据处理,4)随机误差:
是指测量结果与在重复条件下对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差。
随机误差决定计量结果的精密程度。
对于某一次测量而言,随机误差的大小以不可预知的方式变化,但就整体而言,却服从一定的统计规律。
因此,可以以数理统计的方法估计随机误差对测量结果的影响。
误差和数据处理,误差,误差和数据处理,3.2测量结果的精密度和准确度精密度:
表示各测量结果的一致程度(Precision)。
您的选择?
哪组精密度高?
误差和数据处理,Ateam:
1016132019,Bteam:
1513141615,准确度:
表明测量结果与真值之间的一致程度(accurace)。
设一工件的实际尺寸为cm。
使用两件量具的测量值。
Ateam:
15.015.114.915.015.1Bteam:
16.214.214.515.314.8,基准值,测量的平均值,误差和数据处理,误差和数据处理,3.3测量误差的计算基础:
误差和数据处理,3.3.1平均值,3.3.2残余误差,3.3.3实验标准偏差,3.3.4算术平均值标准偏差,3.3.5最小二乘法:
在一系列等精度计量的计量值中,最佳值是使所有计量值的残差的平方和最小的值。
对于不等精度计量的一系列计量值来说,它们的算术平均值即为最佳值。
误差和数据处理,3.4数据处理:
异常值的判定和剔除,3.4.2:
格拉布斯(Grubbs)准则,3.4.1:
拉依达准则3准则,误差和数据处理,3.4.3狄克逊(Dixon)准则:
在n=810情况下,在n=37情况下,在n=1113情况下,在n14情况下,当ij1ij,ijD(,n),则xn为异常值当ij1ij,ijD(,n),则x1为异常值,误差和数据处理,3.4.2有效数字的运算规则1)当几个数作加减运算时,在各数中以小数位数最少的为准,其余各数均凑成比该数多一位小数,所保留的多一位数字常称为安全数字。
2)当几个数作乘法除法运算时,在各数中以有效数字位数最少的为准,其余各数均凑成比该数多一个数字,而与小数点位置无关。
3)将数平方或开方后,结果可比有效数字位数最少的数多保留一位或相同。
4)对于复合运算,中间运算所得数字的位数应比单一运算所得数字的位数至少多取一位。
5)若有效数字的第一位数为8或9,则有效位数可增计一位。
误差和数据处理,3.5数字舍入规则数字舍入规则1)若舍去部分的数值首位大于5,则保留末位加1,如1.67641.682)若舍去部分的数值首位小于5,则保留末位不变,如1.67441.673)若舍去部分的数值等于5,而5之后的数字不都是0时,则保留末位加1,如1.65041.66若舍去部分的数值等于5,而5之后的数字都是0时,则保留末位变成偶数,即当末位为偶数时,则末位不变;
当末位为奇数时则加1。
如1.655001.66,1.665001.66,1.645001.64,误差和数据处理,测量不确定度评定,第四章,测量不确定度评定,4.1测量不确定度的定义测量不确定度是表征合理地赋予被测量之值的分散性,与测量结果相关系的参数。
测量不确定度是说明测量结果不可信程度的一个参数。
1)该参数是一个分散性参数;
2)该参数一般由若干分量组成,统称它们为不确定度分量;
3)该参数适用于完整表征测量结果的。
包括对被测量的最佳估计及其分散性参数两个部分。
4.2测量不确定度的来源:
环境、设备、人员、方法*标准不确定度:
用标准差表示(u)*不确定度的A类评定:
用对样本观测值的统计分析进行不确定度评定的方法。
*不确定度的B类评定:
用不同于统计分析的其他方法进行不确定度评定的方法。
*合成标准不确定度:
分量的协方差加权和的正方根,用uc表示。
*扩展不确定度:
规定了测量结果取值区间的半宽度,用U表示,一般U=k.uc。
测量不确定度评定,测量误差与测量不确定度的主要区别,测量不确定度评定,4.4测量不确定度的评定*JJF1059-1999测量不确定度评定与表示4.4.1建立数学模型4.4.2标准不确定度的A类评定:
贝塞尔公式法、极差法其自由度为n-1。
4.4.3标准不确定度的B类评定:
三种方法:
1)确定区间(-a,a)和置信因子k,得u(x)=a/k。
2)如根据信息可得不确定度分量是以标准差的几倍表示,则可简单取其与倍数之商。
3)直接凭经验给出估计值。
常见情形:
1)仪器的允许误差;
2)仪器的分辨力、有限位数等;
3)测得的输入量;
4)测量方法的不确定度。
测量不确定度评定,B类评定中k的确定:
一般取均匀布的置信因子。
B类评定的自由度:
一般取值为50。
4.4.3合成标准不确定度,有效自由度的计算,测量不确定度评定,4.4.4扩展不确定度U=kucK的确定:
一般采用自由度法,根据置信水平和有效自由度,查t分布表得出k值。
4.4.5测量结果的表示方式:
3种4.6数据修约规则:
1)不确定度的有效位数一般不超过两位。
2)被测量的估计值的位数要与修约后的不确定度的位数对齐,多余部分按四舍六入、逢五取偶的原则进行取舍。
测量不确定度评定,4.7测量不确定度的应用举例:
1、数显卡尺示值误差的测量结果不确定度评定与表示;
2、数字温度指示调节仪示值误差的测量结果不确定度评定与表示。
测量不确定度评定,测量仪器及其特性,第五章,测量不确定度评定,5.1测量仪器(计量器具)测量仪器(measuringimstrument)又称计量器具,定义为“单独地或连同辅助设备一起用以进行测量的器具”。
测量仪器可分为实物量具、标准物质、测量系统和测量设备。
5.1.1测量仪器一般有下列特性:
一、有关范围的特性:
1)示值范围:
测量仪器所给出的量的值。
如三个量程的材料试验机,就有02kN,05kN,010kN三个示值范围。
2)标称范围:
仪器的操纵器件调到特定位置时可得到的示值范围。
如一台万用表,调到10V档,标尺上下限为05,其标称范围为多少?
测量不确定度评定,3)测量范围:
使仪器的误差处在规定极限范围内得一组被测量值。
如立式光学计示值范围为-100m100m,测量范围为0150mm,*标称值:
仪器上表明其特性或指导其使用的量值。
案例:
一支带有01示值,刻度范围为250300的二等水银温度计的示值范围?
标称范围?
测量范围?
量程?
4)量程:
标称范围两极限之差的模。
测量不确定度评定,1)灵敏度2)鉴别力(阈)3)分辨力4)稳定性5)漂移6)响应特性7)响应时间8)死区9)准确度,测量不确定度评定,二、测量仪器的计量特性,10)准确度等级11)示值误差12)最大允许误差13)基值误差14)零值误差15)固有误差16)偏移17)重复性18)引用误差,三、测量仪器的使用条件,测量不确定度评定,1.参考条件标准工作条件要求最严2.额定操作条件正常工作条件要求较宽3.极限条件极端条件范围和额定值最大,使用条件,计量特性,影响,5.2计量标准计量标准:
是指为了定义、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、标准物质或测量系统。
5.2.1计量标准的分类按计量特性分:
原级标准(计量基准)、次级标准、参考标准、工作标准。
按溯源性分:
国际测量标准、国家测量标准、参考标准、工作标准。
测量不确定度评定,计量质量保证,第六章,计量质量保证,6.1量值传递量值传递:
将国家计量基准所复现的计量单位的量值,通过检定或其它传递方式传递给下一等级的计量标准,并依次逐级传递到工作计量器具,以保证被计量的对象的量值准确一致。
量值传递的法定要求:
1)必须依据国家计量检定系统表2)必须按照计量检定规程进行3)计量检定人员必须经计量考核合格,取得计量检定员证书4)计量标准必须经计量考核合格,取得计量标准合格证书5)计量检定机构必须是政府设立或授权的法定计量技术机构,6.2量值溯源量值溯源是量值传递逆过程,是通过连续的比较链,使计量器具测得的量值能够与国家测量标准和国际测量标准联系起来。
溯源性证明文件:
检定证书或校准证书溯源图举例,计量质量保证,计量质量保证,溯源图,6.3国家计量检定系统图国家计量检定系统(过去曾称为量值传递系统)是由国务院计量行政部门组织制定的全国性技术法规,其中用图表结合文字的形式,明确地规定由国家计量基准到各级计量标准直到普通计量器具的量值传递程序,包括名称、计量范围、准确度、不确定度、允许误差和传递方法等。
计量质量保证,6.4量值传递的基本方法量值传递的方法通常可分为直接传递和间接传递。
凡可直接进行传递者,如电压计量中的源和表,用直接传递法。
凡不能直接进行传递,如电压计量中的源和源或表和表,则只好用间接传递法。
所谓间接是指传者与被传者不能直接进行量值传递,而必须通过一个过渡指示器,通常将其称为过渡标准、传递标准或比对标准。
对过渡指示器的技术特性,在量值传递的具体技术文件中应有明确的规定。
计量质量保证,6.5计量检定6.5.1有关概念1)检定2)校准3)测试4)计量确认5)检定与校准的区别6.5.2检定的分类1)强制检定:
定义、特点、范围2)非强制检定:
定义分类:
首次检定、后续检定、使用中检验、周期检定、仲裁检定。
3)强制检定与非强制检定的区别,计量质量保证,6.5.3计量检定规程:
6.5.4检定的步骤1)外观与正常性检查:
检查计量器具有否致命缺陷和能否正常工作2)计量特性的检定:
按有关检定规程的检定方法进行3)对检定结果的数据进行处理和分析,例如算出平均值,求出不确定度,给出修正值等,必要时画出误差曲线图进行分析。
4)检定结果的处理:
检定结果合格出具检定证书,不合格的出具检定结果通知书。
计量质量保证,计量质量保证,定义,职责,条件及要求,法律责任,6.5.6计量标准管理6.5.7检定环境条件,6.5.5计量检定人员,权利与义务,考核,6,1,2,5,4,3,计量检定,6.5.8检定记录一、检定记录的内容包括:
1)受检计量器具的名称、制造厂、型号、出厂编号以及额定特性和参数。
2)检定条件3)所用标准器具的名称型号和编号4)检定日期5)检定过程中所进行的每一次独立计量的结果6)检定结论7)检定员和核验员签字二、有关要求,计量质量保证,1)判断标准器具的不确定度忽略条件判断应按以下的原则来进行:
一般来说测量结果的测量不确定度Ut至少包含标准器具的不确定度Us和被检器具的不确定度Ux,即:
计量质量保证,所以一般情况下可按1/31/10范围的比例选择计量标准,也可认为计量标准的扩展不确定或最大允许误差为被检计量器具最大允许误差的1/3以下时,计量标准的不确定度对测量结果
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