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文檔簡介
1、計(jì)量管理與測量管理體系知識講座申歡友一 前言 為了宣傳、普及計(jì)量管理知識,讓現(xiàn)場計(jì)量工作者加深對測量管理體系的理解,促進(jìn)珠鋼計(jì)量貫標(biāo)工作的順利進(jìn)行和有效實(shí)施,特編寫本知識講座。本講義內(nèi)容主要根據(jù)有關(guān)培訓(xùn)資料編輯而成。考慮到初學(xué)入門者的特點(diǎn),這里主要是對計(jì)量和計(jì)量技術(shù)的基本概念、測量管理體系結(jié)構(gòu)及原理作概括性解釋。其中部分內(nèi)容是本人學(xué)習(xí)“計(jì)量”的理解和發(fā)揮,供大家參考。概念是推理的基礎(chǔ)和前提,概念名詞是人們描述事物現(xiàn)象或特性的標(biāo)記,尤其對于新知識、新理論、新系統(tǒng)的概念名詞有新的含義。如果對概念模糊不清,思維就會(huì)發(fā)生概念沖突、概念混淆和邏輯推理混亂的現(xiàn)象。所以,我們只能從概念和概念名詞開始學(xué)習(xí)。下
2、面先就計(jì)量問題談幾點(diǎn)學(xué)習(xí)體會(huì)。1、 我們先從漢字本身來解釋計(jì)、量這兩個(gè)字的含義。“量”字有兩個(gè)讀音,liàng讀去聲,作名詞,如計(jì)量,估量,度量,這里的“量”是作標(biāo)準(zhǔn)器具或量具解;“計(jì)”是計(jì)算、結(jié)算的意思,因此,計(jì)量的傳統(tǒng)含義是用標(biāo)準(zhǔn)器具去測量同類型的未知量的大小或多少,表示一種活動(dòng)。liáng讀上聲,作動(dòng)詞,如測量、丈量,量體溫,表示一種測量的動(dòng)作。2、 現(xiàn)代的計(jì)量概念與傳統(tǒng)的計(jì)量概念已經(jīng)有很大不同。從后面的定義可以看到,這時(shí)的“量”是代表事物的屬性,因此,現(xiàn)代計(jì)量是要定性區(qū)別和定量確定這種屬性的量值。它用計(jì)量單位來定性區(qū)別,用測量數(shù)據(jù)來定量確定。可見,現(xiàn)代計(jì)量是包括了傳
3、統(tǒng)的計(jì)量概念,但又遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)的計(jì)量概念。同時(shí),計(jì)量概念是包含測量概念的。3、 要注意區(qū)分計(jì)量與計(jì)數(shù)的概念區(qū)別。計(jì)量是對某個(gè)未知量的狀態(tài)、大小的測量,而計(jì)數(shù)是對相同的已知事物的數(shù)量計(jì)算或統(tǒng)計(jì);如統(tǒng)計(jì)出席會(huì)議的人數(shù),計(jì)算一天(月,年)的出鋼爐數(shù)或鋼水噸數(shù)等屬于計(jì)數(shù)范疇。應(yīng)該說,計(jì)數(shù)不同于測量和計(jì)量,但計(jì)量工作包含了“計(jì)數(shù)”,如計(jì)量數(shù)據(jù)處理等。4、 學(xué)習(xí)質(zhì)量管理和計(jì)量管理等知識,要注意區(qū)分許多名詞在不同場合和位置表示的多重不同含義和一個(gè)概念用不同名詞表示的相同或相近含義。如計(jì)量單位、基本單位與工作單位中的“單位”含義不同;作名詞的“組織”與作動(dòng)詞的“組織”含義不同;計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)與工作標(biāo)準(zhǔn)中的“標(biāo)準(zhǔn)”含
4、義不同;如“被測量”一般解釋為“被測的量”(iàng讀去聲),也可以解釋為某參數(shù)“被測量”( liáng讀上聲)。同時(shí),在計(jì)量管理中也有許多表示相同概念的同義詞和近義詞,如計(jì)量設(shè)備、測量設(shè)備、計(jì)量器具、計(jì)量儀器,計(jì)量管理、測量管理等。5、 計(jì)量的作用問題。計(jì)量是信息數(shù)據(jù)的主要來源。計(jì)量對國家、社會(huì)、科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、貿(mào)易等各方面的整體作用是勿容質(zhì)疑的。但對于一次或一個(gè)具體的測量過程,它的作用決定于測量結(jié)果(數(shù)據(jù))的使用價(jià)值。通常沒有采用或很少采用或使用價(jià)值較低的測量數(shù)據(jù),則可以認(rèn)為該測量過程的作用很小,可以不予考慮。測量結(jié)果(數(shù)據(jù))使用價(jià)值的評價(jià)應(yīng)該從企業(yè)計(jì)量管理的整體利益出發(fā),
5、對于企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量、安全、環(huán)保、經(jīng)營、能源等方面產(chǎn)生影響的測量過程和測量設(shè)備應(yīng)納入計(jì)量管理體系。6、 計(jì)量單位的統(tǒng)一問題。第一,任何測量數(shù)據(jù)必須要有計(jì)量單位,沒有單位的數(shù)據(jù)無法區(qū)別事物屬性,所以是無意義的。第二。統(tǒng)一計(jì)量單位是為了方便測量數(shù)據(jù)的比較、統(tǒng)計(jì)和分析,便于數(shù)據(jù)共享,可以提高社會(huì)或企業(yè)管理的效率。第三,統(tǒng)一計(jì)量單位是為了提高測量設(shè)備的測量準(zhǔn)確度。因?yàn)闇y量設(shè)備自身的準(zhǔn)確度是保證測量準(zhǔn)確度的前提,而測量設(shè)備的準(zhǔn)確度是靠計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具來檢定或校準(zhǔn)的,標(biāo)準(zhǔn)器具則溯源到國家計(jì)量基準(zhǔn)器具,仍至計(jì)量單位的最高基準(zhǔn)。第四,把計(jì)量單位統(tǒng)一到法定計(jì)量單位是計(jì)量管理納入到法制化管理的需要。7、 計(jì)量的誤差問題
6、。有計(jì)量,必然產(chǎn)生測量誤差。測量結(jié)果得到的測量數(shù)據(jù)是否有用,決定測量誤差的大小。不同的測量過程對測量誤差的要求是差別很大的。如火箭、導(dǎo)彈對時(shí)間、速度的測量要求很高,否則就會(huì)差之毫厘、失之千里;液壓油缸對活塞與缸體的表面配合要求很高,那么加工時(shí)的直徑和表面光潔度的測量誤差必須得到控制。超出最大允許誤差的計(jì)量是無效的計(jì)量,所以,控制和評價(jià)測量誤差是計(jì)量的基本問題之一。第一,對于現(xiàn)場需要的測量過程首先要知道它的測量范圍和誤差要求;第二,必須知道測量設(shè)備本身的最大測量誤差(通過定期檢定或校準(zhǔn)過程來確定);第三,必須知道現(xiàn)場環(huán)境影響該測量過程的測量結(jié)果的主要因素;第四,必須對重點(diǎn)測量過程的影響因素實(shí)施控
7、制(包括制定測量過程作業(yè)指導(dǎo)書,培訓(xùn)操作人員,改善測量環(huán)境條件,加強(qiáng)測量設(shè)備的維護(hù),對測量過程采取必要的監(jiān)視等);第五,必要時(shí),定期對測量過程的歷史測量數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差計(jì)算分析和對測量不確定度進(jìn)行計(jì)算與評價(jià)。8、 計(jì)量管理的范圍問題。任何管理問題,首先要知道對象、確定對象范圍和地位,然后再考慮管理目標(biāo)和要求。我們珠鋼現(xiàn)在是要開展ISO 10012:2003 測量管理體系 測量過程和測量設(shè)備的要求標(biāo)準(zhǔn)的貫標(biāo)審核認(rèn)證工作。本標(biāo)準(zhǔn)的第4條(總要求)原文如下:“組織應(yīng)規(guī)定屬本標(biāo)準(zhǔn)所確定的測量設(shè)備和測量過程,在確定測量管理體系的范圍和內(nèi)容時(shí),應(yīng)考慮由于不符合計(jì)量要求而帶來的風(fēng)險(xiǎn)和后果。”第一,企業(yè)(組織)采
8、用本標(biāo)準(zhǔn)建立測量管理體系,是在對產(chǎn)品質(zhì)量、能源計(jì)量、安全防護(hù)、環(huán)境檢測、經(jīng)營管理等方面需要有準(zhǔn)確可靠的測量作保證的情況下采用的。第二,確定測量管理體系的范圍和內(nèi)容是由企業(yè)(組織)自己選擇決定的,“標(biāo)準(zhǔn)”本身沒有規(guī)定哪些測量設(shè)備要納入體系管理,哪些測量過程應(yīng)納入體系控制。第三,納入測量管理體系的范圍應(yīng)由企業(yè)(組織)根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)和后果來決定。如果某些測量設(shè)備和測量過程一旦失準(zhǔn),不會(huì)影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)利益,不會(huì)造成客戶投訴,不會(huì)帶來什么風(fēng)險(xiǎn),那么,這些測量設(shè)備和測量過程就不須納入測量管理體系。第四,即使國家公布的“強(qiáng)制檢定的工作計(jì)量器具明細(xì)目錄”也是有前提條件的:“本目錄內(nèi)項(xiàng)目凡用于貿(mào)易結(jié)算、安全
9、防護(hù)、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測的,均實(shí)行強(qiáng)制檢定”。同時(shí)規(guī)定:“企業(yè)使用的非強(qiáng)制檢定計(jì)量器具的檢定周期,由企業(yè)根據(jù)的原則自行確定。非強(qiáng)制檢定計(jì)量器具的檢定方式,由企業(yè)根據(jù)需要,可以自行決定在本單位檢定或者送其他計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)檢定、測試、任何單位不得干涉。”第五,上述理由說明,計(jì)量管理體系是一個(gè)有限的體系,要求運(yùn)行有效的體系,滿足預(yù)期計(jì)量要求的體系。不是象有的人理解的,包括全部測量設(shè)備、測量器具、測量儀表。9、 計(jì)量管理與計(jì)量技術(shù)問題計(jì)量管理是對計(jì)量要素和過程實(shí)施指揮、控制和協(xié)調(diào)的功能。計(jì)量技術(shù)是對測量設(shè)備和測量過程從技術(shù)上和方法上保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。現(xiàn)在我們珠鋼實(shí)施計(jì)量貫標(biāo)工作,只是從管理方面建立
10、文件化的“測量管理體系”,紙面上的東西要落實(shí)和實(shí)施還需要技術(shù)支持和資源保證。技術(shù)知識只有被人掌握才能轉(zhuǎn)化為技術(shù)力量。現(xiàn)在珠鋼設(shè)備人員中的計(jì)量技術(shù)知識和計(jì)量技術(shù)力量還很缺乏,沒有計(jì)量技術(shù)做基礎(chǔ),計(jì)量管理可能變成紙上談兵、空中樓閣。二 計(jì)量與計(jì)量管理的基本概念n 量 quantity:指對事物的現(xiàn)象、物體或物質(zhì)可定性區(qū)別和定量確定的屬性。定性區(qū)別是指量在特性上的差別,如:幾何量、電學(xué)量、熱學(xué)量、力學(xué)量等。特性不同的量不能相互比較。定量確定是指對同種量確定具體的量,稱為特定量。特定量之間可以相互比較。n 計(jì)量 metrlolgy:計(jì)量是實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準(zhǔn)確可靠的活動(dòng)。n 測量 measuremen
11、t:測量是以確定量值為目的的一組操作在國際組織中沒有“計(jì)量”的定義。計(jì)量,一般情況下作名詞用,它涵蓋的概念范圍比“測量”要大,包括法制計(jì)量、科學(xué)計(jì)量;計(jì)量做動(dòng)詞用時(shí)它與“測量”同義。測量通常做動(dòng)詞用,它的概念范圍較小;但“測量”與“計(jì)量”的概念有許多相同之處,有時(shí)可以相互替代。過去我們習(xí)慣叫計(jì)量管理,引進(jìn)ISO體系標(biāo)準(zhǔn)后,剛開始稱為計(jì)量檢測體系;為了與英語單詞翻譯對應(yīng)一致,現(xiàn)在我們在對應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量體系貫標(biāo)中統(tǒng)一稱為測量管理和測量管理體系。由于英語單詞翻譯的原因,計(jì)量往往作為計(jì)量學(xué)的簡稱。n 測量單位:unit of measurement計(jì)量單位:為定量表示同種量的大小而約定地賦予的名稱
12、和符號,它是一種特定量。單位既是名稱、符號,作為定性區(qū)別的標(biāo)記;也是一個(gè)確定的特定量,表示一個(gè)單位的量。基本單位不能再細(xì)分,量值用基本單位的倍數(shù)來表示。n 量值:一般由一個(gè)數(shù)乘以測量單位所表示的特定量的大小。沒有單位的測量數(shù)據(jù)是沒有意義的數(shù)字。對于不能由一個(gè)數(shù)乘以測量單位所表示的量,可參照約定參考標(biāo)尺的方式表示。n 計(jì)量學(xué)metrlolgy:研究不同領(lǐng)域關(guān)于測量的科學(xué)理論和實(shí)踐(測量方法)。n 測量設(shè)備:它是測量儀器、測量標(biāo)準(zhǔn)、參考物質(zhì)、輔助設(shè)備以及進(jìn)行測量所必需的資料的總稱。測量設(shè)備,我們過去習(xí)慣稱為計(jì)量器具、計(jì)量設(shè)備,是一個(gè)意思。其中,測量標(biāo)準(zhǔn)就是用作對比參考的實(shí)物器具、測量儀器、參考物質(zhì)
13、等,也稱為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具,或稱計(jì)量標(biāo)準(zhǔn);如1kg質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),100標(biāo)準(zhǔn)電阻,標(biāo)準(zhǔn)電流表,銫頻率標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)氫電極,等等。n 計(jì)量特性:指能夠影響測量結(jié)果的可區(qū)分的特性。可以用計(jì)量特性表示測量設(shè)備的主要特征,也可以用計(jì)量特性表述顧客、組織和法規(guī)的計(jì)量要求;兩者之間直接進(jìn)行比較,就可以判斷測量設(shè)備是否滿足預(yù)期的計(jì)量要求。測量設(shè)備通常有多項(xiàng)計(jì)量特性,計(jì)量特性可作為測量設(shè)備校準(zhǔn)的參數(shù)(對象),也只有通過校準(zhǔn)才能得到測量設(shè)備的計(jì)量特性。表征計(jì)量特性的參數(shù)例子:測量范圍:也稱測量儀器的工作范圍,即測量儀器的誤差處在規(guī)定的極限內(nèi)的一組被測量的值。測量不確定度:與測量結(jié)果相聯(lián)系,表征被測量之值的分散性的參數(shù)。最大允
14、許誤差:規(guī)程、規(guī)范對給定測量儀器所允許的誤差極限值。偏移:測量儀器顯示值的系統(tǒng)誤差。重復(fù)性:在相同測量條件下,重復(fù)測量同一個(gè)被測量,測量儀器提供相近示值的能力。穩(wěn)定性:測量儀器保持其計(jì)量特性持續(xù)恒定的能力。滯后:指從測量儀器開始測量(被測量出現(xiàn))到測量儀器顯示被測量的值的延遲時(shí)間。漂移:指測量儀器計(jì)量特性的緩慢變化,如零點(diǎn)漂移、系統(tǒng)誤差漂移等。分辨力:指測量儀表的顯示裝置能有效區(qū)分的最小的示值差,或稱最小單位讀數(shù)。誤差:測量顯示結(jié)果與被測量的真值的偏差。死區(qū):激勵(lì)信號的變動(dòng)不會(huì)引起測量儀器響應(yīng)發(fā)生變化的最大區(qū)間。n 計(jì)量確認(rèn):為了確保測量設(shè)備符合預(yù)期使用要求所需要做的一組操作。計(jì)量確認(rèn)的對象是
15、測量設(shè)備,通過定期校準(zhǔn)使測量設(shè)備本身滿足計(jì)量要求,它是測量管理體系的主要任務(wù)之一。計(jì)量確認(rèn)包括幾個(gè)步驟:校準(zhǔn)和驗(yàn)證,必要的調(diào)整或修理(隨后的重新校準(zhǔn)),與該設(shè)備使用的計(jì)量要求相比較,以及最后的封簽或標(biāo)簽,并出具文件證明該測量設(shè)備合格。預(yù)期的使用(計(jì)量)要求由給定的計(jì)量特性參數(shù)來表示。n 測量過程:一組將被測對象的狀態(tài)或性能參數(shù)轉(zhuǎn)化為確定量值輸出的相互關(guān)聯(lián)的活動(dòng)。測量過程涉及的要素包括:測量對象、測量設(shè)備、測量方法、測量環(huán)境條件和操作人員的技能等。測量過程有兩種類型:一種是需要操作人員參與、控制的非連續(xù)性的測量過程,如廢鋼配料稱重、鋼包鋼水稱重、鋼水測溫等;另一種是不需要操作人員參與、控制的連續(xù)
16、性的測量過程,操作人員只需記錄或統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),只要被測量出現(xiàn),測量設(shè)備就會(huì)自動(dòng)連續(xù)測量或顯示,如流量、溫度、壓力和電能等。測量過程通過對生產(chǎn)/工藝過程的需求進(jìn)行識別、分析、策劃和設(shè)計(jì)來最終確定。測量過程的控制需要采用“過程方法”來實(shí)現(xiàn)。n 測量系統(tǒng):組合起來以進(jìn)行特定測量的全套測量儀器和其它設(shè)備。n 計(jì)量管理:n 測量管理:為實(shí)現(xiàn)測量目標(biāo)在計(jì)量方面對組織進(jìn)行指揮、控制和協(xié)調(diào)統(tǒng)一的活動(dòng)。在企業(yè)實(shí)施ISO質(zhì)量體系貫標(biāo)中,可以把計(jì)量管理和測量管理看作一個(gè)概念理解。計(jì)量管理的主要對象是:測量設(shè)備、測量過程和測量數(shù)據(jù)。定義中的“組織”是名詞,是指職責(zé)、權(quán)限和相互關(guān)系得到安排的一組人員及設(shè)施。n 測量管理體系
17、:為完成計(jì)量確認(rèn)并持續(xù)控制測量過程所必需的一組相互關(guān)聯(lián)或相互作用的要素組合。測量管理體系包括:管理職責(zé),資源管理,計(jì)量確認(rèn)過程,測量過程控制與實(shí)現(xiàn),體系分析與改進(jìn)等幾大過程組成。測量管理體系需要接受法定機(jī)構(gòu)組織的評審和認(rèn)證,并定期進(jìn)行復(fù)核審查。n 計(jì)量的分類:計(jì)量分為科學(xué)計(jì)量、工程計(jì)量和法制計(jì)量3類,分別代表計(jì)量的基礎(chǔ)、應(yīng)用和政府主導(dǎo)的社會(huì)事業(yè)三個(gè)方面。n 計(jì)量的特點(diǎn):概括地說,歸納為 準(zhǔn)確性、一致性、溯源性和法制性 4個(gè)方面。準(zhǔn)確性:指測量結(jié)果被測量真值的接近程度,是在一定的不確定度、允許誤差范圍內(nèi)的準(zhǔn)確性。不同的應(yīng)用場合要求的準(zhǔn)確度不同。一致性:指測量條件相同時(shí),測量結(jié)果應(yīng)該是可重復(fù)、可再
18、現(xiàn)、可比較的,稱為一致性。溯源性:指我們通過測量設(shè)備得到的測量結(jié)果(量值),由于測量設(shè)備的逐級校準(zhǔn)比較鏈的聯(lián)系,使所有的同種量值可以溯源與同一個(gè)計(jì)量基準(zhǔn)聯(lián)系起來,從而使其準(zhǔn)確性和一致性得到技術(shù)保證。法制性:指計(jì)量在社會(huì)應(yīng)用時(shí)必須通過法律、法規(guī)和政府主導(dǎo)建立法制保障,因此體現(xiàn)計(jì)量的強(qiáng)制性和統(tǒng)一性。n 計(jì)量的作用:計(jì)量對經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、科學(xué)和政府管制的作用具有廣泛性、基礎(chǔ)性和效益性的特點(diǎn)。計(jì)量是信息數(shù)據(jù)的主要來源;計(jì)量是科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ);計(jì)量是提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段;計(jì)量是提高經(jīng)濟(jì)效益的基本保證;計(jì)量是市場貿(mào)易的前提和保證;計(jì)量是社會(huì)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)(信息、醫(yī)療、安全、環(huán)境、資源)。具體的計(jì)量活動(dòng)的作用由
19、測量結(jié)果(量值)及精確度的作用所決定。n 國際單位制單位:它是由國際計(jì)量大會(huì)(CGPM)采納和推薦的一種一貫單位制,它的國際通用符號為“SI”,即國際單位制簡稱為“SI”。國際單位制的單位包括:SI基本單位,如長度:米(m)、質(zhì)量:千克(kg)、時(shí)間:秒(s)、電流:安培(A)、熱力學(xué)溫度:開爾文(K)等7種。SI導(dǎo)出單位,如頻率:赫茲(Hz)、力:牛頓(N)、壓力/壓強(qiáng)/應(yīng)力:帕斯卡(Pa)、能量/功/熱量:焦耳(J)、功率:瓦特(W)、電壓/電位/電動(dòng)勢:伏特(V)、溫度:攝氏度()等21種由兩個(gè)或以上的SI單位以乘、除(或指數(shù))組合構(gòu)成的單位稱為組合單位,如m/s,m-1,-1,kg/m
20、3等仍屬于SI單位。SI單位的倍數(shù)單位,由SI詞頭與SI單位并列構(gòu)成。SI詞頭共有20個(gè),所代表的因數(shù)的覆蓋范圍從10-2410+24。如,106兆(M)、103千(k)、102百(h)、101十(da)、10-1分(d)、10-2厘(c)、10-3毫(m)、10-6微()等等。n 法定計(jì)量單位:計(jì)量法規(guī)定,國際單位制計(jì)量單位和我國選定的其他計(jì)量單位,為國家法定計(jì)量單位。除上述國際單位制單位外,我國還選定的可與SI單位并用的非國際單位制單位,有11個(gè)物理量、選定16個(gè)單位。另附“法定計(jì)量單位對照一覽表”。不允許再使用非法定計(jì)量單位;應(yīng)對非法定計(jì)量單位表示的量值換算成法定計(jì)量單位表示的量值。要注
21、意“量的名稱”、“量的符號”和“量值”的正確表達(dá)。三 計(jì)量技術(shù)基礎(chǔ)知識 計(jì)量技術(shù)主要研究對被測對象的參數(shù)的測量原理和方法,影響測量結(jié)果的主要因素,控制測量誤差,分析測量不確定度,測量數(shù)據(jù)的處理方法,以及提高測量設(shè)備的測量準(zhǔn)確度等。下面的介紹仍然從計(jì)量技術(shù)的名詞概念開始,對計(jì)量技術(shù)的具體內(nèi)容不作詳細(xì)敘述。u 量的真值:指與給定的特定量的定義一致的值。量的真值只有通過完善的測量才有可能得到;通常很難獲得真值。真值按其本性是不確定的,因?yàn)槭挛锏淖兓墙^對的;與給定的特定量的定義一致的值不一定只有一個(gè)。理論真值:往往在定義和公式表達(dá)中給出,如三角形內(nèi)角和=180°,圓周率=周長/直徑約定真值
22、:對于給定目的具有適當(dāng)不確定度的、賦予特定量的值,該值是約定采用的。在實(shí)際測量中,通常利用被測量的實(shí)際值、或已修正過的算術(shù)平均值、或高一級計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器所復(fù)現(xiàn)的量值作為約定真值。此時(shí),約定真值與真值之差可以忽略不計(jì)。計(jì)量學(xué)約定真值:如SI基本量的單位;國際常數(shù)委員會(huì)公布推薦的基本物理常量(數(shù)),法定計(jì)量單位中所規(guī)定的數(shù)值(如標(biāo)準(zhǔn)重力加速度)等。u 測量準(zhǔn)確度:表示測量結(jié)果與被測量真值之間的一致程度。它是測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的綜合,過去稱精確度。不要用術(shù)語精密度代替準(zhǔn)確度;準(zhǔn)確度是一個(gè)定性的概念,只能表達(dá)“高”或“低”;而測量不確定度是一個(gè)定量概念。u 測量絕對誤差:測量結(jié)果(x)減去被測量
23、的真值(x0)。 = xx0被測量的真值通常用約定真值代替。絕對誤差有單位,與測量結(jié)果相同;絕對誤差往往簡稱為誤差。絕對誤差有大小和正負(fù)符號,表示偏離方向和程度。說絕對誤差必須講被測對象的某一給出值。如:不能說“砝碼的誤差是+0.002g”,應(yīng)該說“此10g砝碼的誤差是+0.002g”。u 測量相對誤差r:絕對誤差()與被測量約定真值(x0)之比。 r =x0 x相對誤差是給出值所含有的誤差率,一般用百分?jǐn)?shù)(%)表示;相對誤差只有大小和符號,沒有計(jì)量單位(無量綱)u 測量引用誤差r:在儀表的一個(gè)量程的分(刻)度線上,如果測量絕對誤差不變,則相對誤差在各個(gè)分度線位置是不同的;為了便于劃分這類儀表
24、的準(zhǔn)確度等級,一般取儀表的測量量程作為特定值xN(稱為引用值)來計(jì)算該儀表的相對誤差,測量設(shè)備的絕對誤差與其特定值之比稱為引用誤差,即 r = xN引用誤差也用百分?jǐn)?shù)(%)表示;特定值稱為引用值,一般取測量設(shè)備的量程或標(biāo)稱范圍的最高值;量程指測量設(shè)備標(biāo)稱范圍上、下限之差的模;當(dāng)下限為0時(shí),量程即為標(biāo)稱范圍的上限值。儀表的準(zhǔn)確度等級就是根據(jù)它允許的最大引用誤差來劃分的;如1.5級表,表示該儀表允許的最大引用誤差區(qū)間為±1.5%。一般選擇使用儀表時(shí),從提高測量準(zhǔn)確度考慮,應(yīng)盡量使被測量的示值落在量程范圍上限的鄰近或者量程刻度的2/3以上。絕對誤差、相對誤差和引用誤差是測量誤差的表示方法。
25、u 測量系統(tǒng)誤差:指在重復(fù)條件下,對同一被測量進(jìn)行無限多次測量所得結(jié)果的平均值與被測量的真值之差。無限多次測量只能用有限次測量值來代替;真值很難獲得,一般采用約定真值來代替;在計(jì)量儀表校準(zhǔn)(檢定)時(shí),標(biāo)準(zhǔn)器本身的誤差將固定不變地傳遞給被校準(zhǔn)(檢定)的計(jì)量儀表;由于系統(tǒng)誤差及其原因不能完全獲知,因此通過修正值對系統(tǒng)誤差只能做到有限程度的補(bǔ)償,不可能使系統(tǒng)誤差為零。對系統(tǒng)誤差又可分為恒定系統(tǒng)誤差和變值系統(tǒng)誤差兩部分。u 測量隨機(jī)誤差:測量結(jié)果與 在重復(fù)條件下對同一被測量進(jìn)行無限多次測量所得結(jié)果的平均值 之差。無限次測量只能用有限次測量值來代替,所以可確定的只是隨機(jī)誤差的估計(jì)值;隨機(jī)誤差一般由許多微
26、小變化的因素造成的,對于每一次測量而言,它的大小和符號都是不可預(yù)知的,但多次測量總體而言,它服從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,因此,可用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法估計(jì)隨機(jī)誤差對測量結(jié)果的影響。大多數(shù)的隨機(jī)誤差具有:單峰性、對稱性、有界性和抵償性等特性。隨機(jī)誤差可用算術(shù)平均值來評定測量結(jié)果,用實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)偏差來評定測量結(jié)果的分散性。系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差是測量誤差的分類方法,下面將分析測量誤差的來源。u 測量誤差的來源:綜合分析可歸納為5個(gè)方面。測量設(shè)備(儀器)誤差:儀器本身所具有的誤差,主要由測量儀器本身的結(jié)構(gòu)、工藝水平、調(diào)整以及磨損、老化或故障等原因所引起。環(huán)境誤差:由于實(shí)際工作環(huán)境條件與規(guī)定環(huán)境條件不一致所引起的誤差。如,溫
27、度、濕度、氣壓、振動(dòng)、重力場(海拔位置)、電磁干擾等;或被測量的附屬特性不符要求,如交流電壓、頻率、功率因數(shù)和波形失真等;或測量設(shè)備的特殊工作狀態(tài)不符要求,如電橋的不平衡程度、電源和負(fù)荷的匹配狀態(tài)等。人員操作誤差:指測量人員主觀因素和操作技術(shù)所引起的誤差。常表現(xiàn)為觀測誤差、讀數(shù)誤差(視差、估讀)和失誤誤差等。方法誤差:指測量方法不完善或不正確所引起的誤差。如不遵守規(guī)程規(guī)定的方法,實(shí)驗(yàn)方法選擇不當(dāng),接線錯(cuò)誤,選取公式或系數(shù)不當(dāng),一些影響測量結(jié)果的因素沒有排除(漏電、熱電勢、引線電阻壓降等)。計(jì)算誤差:直接測量產(chǎn)生的誤差主要源自上面4個(gè)方面。如果有的測量數(shù)據(jù)需要經(jīng)過復(fù)雜計(jì)算才能得到所要求參數(shù)結(jié)果;
28、或者,有的參數(shù)信號被采樣后經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號,需要軟件按既定模型或公式進(jìn)行計(jì)算才能得到所要求參數(shù)結(jié)果;那么這里的計(jì)算過程就會(huì)因四舍五入等產(chǎn)生計(jì)算誤差。如果該計(jì)算過程由測量設(shè)備自身自動(dòng)完成,則該誤差就歸入測量設(shè)備誤差。一般情況下,我們把測量設(shè)備誤差、方法誤差和計(jì)算誤差劃歸為系統(tǒng)誤差,認(rèn)為基本恒定;把環(huán)境誤差和人員操作誤差劃歸為隨機(jī)誤差,對測量結(jié)果產(chǎn)生隨機(jī)影響。u 計(jì)量的對象:從最初的物理量、發(fā)展到工程量、化學(xué)量、生理量,甚至心理量,也從宏觀領(lǐng)域進(jìn)入微觀領(lǐng)域。目前比較成熟或傳統(tǒng)的十大計(jì)量對象有:幾何量、溫度、力學(xué)、電磁學(xué)、無線電、時(shí)間頻率、光學(xué)、電離輻射、聲學(xué)和化學(xué)等。u 計(jì)量基本單位:計(jì)量基
29、本單位是國際單位制的基礎(chǔ),是一切計(jì)量/測量活動(dòng)的最高基準(zhǔn),它的定義和復(fù)現(xiàn)方法代表計(jì)量科學(xué)技術(shù)研究的方向和水平。這里介紹基本單位這個(gè)確定的特定量(一個(gè)單位的量)的大小和復(fù)現(xiàn)方法。計(jì)量基本單位有7個(gè):長度:米(m),復(fù)現(xiàn)米的定義有三種方法,測時(shí)法、測頻法和自然光譜輻射法。光在真空中在1/299792458秒時(shí)間間隔內(nèi)所經(jīng)路徑的長度。我國90年代后期已建四項(xiàng)激光波長基準(zhǔn)。質(zhì)量:千克(kg),目前國家質(zhì)量最高基準(zhǔn)是國家千克原器,它是實(shí)物基準(zhǔn),1965年從英國引進(jìn),編號為No.60,國家千克原器每2025年送國際計(jì)量局(BIPM)檢定對比。時(shí)間:秒(s),1967年將時(shí)間單位秒的定義為,銫133原子束振
30、蕩周期的9192631770個(gè)周期的時(shí)間。因此銫原子鐘作為時(shí)間和頻率的基準(zhǔn)一直為各國所采用。基準(zhǔn)鐘的不確定度可達(dá)到10-13量級。電流:安培(A),電流單位開始的定義是以兩根載流導(dǎo)體之間的相互作用力大小的檢測來復(fù)現(xiàn)1A電流的量值;現(xiàn)在(1990年起)國際計(jì)量委員會(huì)啟用電壓量子基準(zhǔn)和電阻自然基準(zhǔn)由這兩個(gè)單位基準(zhǔn)導(dǎo)出1A的基準(zhǔn)電流,它的準(zhǔn)確度已達(dá)到10-9量級。溫度:開(爾文)(K),是水在三相點(diǎn)熱力學(xué)溫度的1/273.16。復(fù)現(xiàn)熱力學(xué)溫度目前(1990年起)采用國際實(shí)用溫標(biāo)(ITS-90),約20年修改一次。我國已建立國際溫標(biāo)(ITS-90)13K以上溫區(qū)國家基準(zhǔn)。發(fā)光強(qiáng)度:坎(德拉)(cd),
31、指光源頻率為540×1012Hz的單向輻射,且輻射強(qiáng)度為(1/683)W/sr的光量。我國1982年按照坎德拉的新定義用錐腔補(bǔ)償型電校準(zhǔn)輻射計(jì)建成了國家新光度基準(zhǔn),其不確定度(標(biāo)準(zhǔn)差)僅為0.14%,與國際平均值的偏差為0.16%。物質(zhì)的量:摩爾(mol),1摩爾物質(zhì)的量是該系統(tǒng)中所包含的基本單元數(shù)與0.012kg碳-12的原子數(shù)目相等。其復(fù)現(xiàn)方法主要是準(zhǔn)確測量阿伏加德羅常數(shù),目前國際“摩爾”基準(zhǔn)的準(zhǔn)確度僅為10-8量級。我國還沒有開展這方面的研究實(shí)驗(yàn)。u 測量設(shè)備的分類(按技術(shù)性能和用途分類,測量設(shè)備也稱為計(jì)量器具。)計(jì)量基準(zhǔn)器具:簡稱計(jì)量基準(zhǔn),是在特殊領(lǐng)域內(nèi)復(fù)現(xiàn)和保存計(jì)量單位量值
32、,并具有國家最高計(jì)量學(xué)特征,經(jīng)國家鑒定、批準(zhǔn)作為統(tǒng)一全國量值最高依據(jù)的測量標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具:簡稱計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),是準(zhǔn)確度低于計(jì)量基準(zhǔn),用于檢定或校準(zhǔn)其他計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)或工作計(jì)量器具的計(jì)量器具。它在計(jì)量活動(dòng)中起著承上啟下的關(guān)鍵作用。計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)又分為社會(huì)公用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)和部門、企業(yè)、事業(yè)單位使用的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì):是一種或多種足夠均勻和具有很好地確定了的特性,用以校準(zhǔn)測量裝置、評價(jià)測量方法或給材料賦值的一種材料或物質(zhì)。按其特性量值的定值準(zhǔn)確度,分為一級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和二級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。按其被定值的特性,分為化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、物理特性標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和工程特性標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。如試紙、氣體、液體或固體類檢驗(yàn)/校準(zhǔn)物質(zhì)等。工作計(jì)量器具:也稱
33、普通計(jì)量器具。它是指我們一般日常工作中大量使用的計(jì)量器具。u 量值的傳遞與溯源量值傳遞:指將國家計(jì)量基準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的計(jì)量單位量值,通過檢定傳遞給下一級的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具,并依次傳遞到現(xiàn)場工作計(jì)量器具,以保證被測量的量值準(zhǔn)確一致。由上向下的單位量值傳遞檢驗(yàn),稱為“檢定”,他具有強(qiáng)制性。這里的上、下是指計(jì)量器具的等級高低,不是行政級別的上下。量值轉(zhuǎn)遞的方式有:采用實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)逐級傳遞,發(fā)放標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)(化學(xué)計(jì)量領(lǐng)域),發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù),發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)信號(如時(shí)間、頻率、無線電領(lǐng)域)等。量值溯源:指通過一條具有規(guī)定不確定度的不間斷的比較鏈,使現(xiàn)場測量結(jié)果或測量標(biāo)準(zhǔn)的值能夠與規(guī)定的上級參考標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)系起來的特性。將現(xiàn)場測量設(shè)備的測
34、量不確定度由下向上的傳遞比較過程,稱為對測量設(shè)備的“校準(zhǔn)”。溯源根據(jù)用戶自身的需要進(jìn)行,可以越級溯源。量值轉(zhuǎn)遞和量值溯源本質(zhì)內(nèi)容沒有區(qū)別,都是通過連續(xù)的比較鏈?zhǔn)垢骷売?jì)量器具與國家計(jì)量基準(zhǔn)聯(lián)系起來,確定其示值誤差,其中的比較過程分別稱為“檢定”和“校準(zhǔn)”。我個(gè)人理解,量值傳遞是上對下的管理鏈,通過“強(qiáng)制檢定”來實(shí)現(xiàn);量值溯源是下對上的計(jì)量需求,通過用戶自主選擇“校準(zhǔn)”來實(shí)現(xiàn)。u 計(jì)量檢定與校準(zhǔn):檢定與校準(zhǔn)的區(qū)別比較:性質(zhì)不同/檢定具有法制性和強(qiáng)制性,校準(zhǔn)是組織的自主技術(shù)行為;對象不同/前者是強(qiáng)制檢定的計(jì)量器具,后者是非強(qiáng)制檢定的計(jì)量器具;目的不同/前者是評定計(jì)量器具是否符合法制規(guī)范要求,后者是確定滿足預(yù)期計(jì)量要求;依據(jù)不同/檢定是依據(jù)法定的計(jì)量檢定規(guī)程,而校準(zhǔn)是依據(jù)校準(zhǔn)規(guī)范或方法(可以自編);結(jié)果不同/檢定必須出具有法律效力的檢定證書,而校準(zhǔn)只出具校準(zhǔn)報(bào)告。強(qiáng)制檢定的計(jì)量器具:范圍包括社會(huì)公用的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具、企事業(yè)單位(組織)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具和法定的強(qiáng)制檢定的工作計(jì)量器。只有法定的或授權(quán)的計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)才能實(shí)行定點(diǎn)定期檢定。各企業(yè)的強(qiáng)制檢定的計(jì)量器具必須登記造冊、建立檔案,然后報(bào)當(dāng)?shù)赜?jì)量行政部門備
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