1、計量管理與測量管理體系知識講座申歡友一 前言 為了宣傳、普及計量管理知識，讓現(xiàn)場計量工作者加深對測量管理體系的理解，促進珠鋼計量貫標(biāo)工作的順利進行和有效實施，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，這里主要是對計量和計量技術(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、面先就計量問題談幾點學(xué)習(xí)體會。1、 我們先從漢字本身來解釋計、量這兩個字的含義。“量”字有兩個讀音，liàng讀去聲，作名詞，如計量，估量，度量，這里的“量”是作標(biāo)準(zhǔn)器具或量具解；“計”是計算、結(jié)算的意思，因此，計量的傳統(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。liáng讀上聲，作動詞，如測量、丈量，量體溫，表示一種測量的動作。2、 現(xiàn)代的計量概念與傳統(tǒng)的計量概念已經(jīng)有很大不同。從后面的定義可以看到，這時的“量”是代表事物的屬性，因此，現(xiàn)代計量是要定性區(qū)別和定量確定這種屬性的量值。它用計量單位來定性區(qū)別，用測量數(shù)據(jù)來定量確定。可見，現(xiàn)代計量是包括了傳

3、統(tǒng)的計量概念，但又遠遠大于傳統(tǒng)的計量概念。同時，計量概念是包含測量概念的。3、 要注意區(qū)分計量與計數(shù)的概念區(qū)別。計量是對某個未知量的狀態(tài)、大小的測量，而計數(shù)是對相同的已知事物的數(shù)量計算或統(tǒng)計；如統(tǒng)計出席會議的人數(shù)，計算一天（月，年）的出鋼爐數(shù)或鋼水噸數(shù)等屬于計數(shù)范疇。應(yīng)該說，計數(shù)不同于測量和計量，但計量工作包含了“計數(shù)”，如計量數(shù)據(jù)處理等。4、 學(xué)習(xí)質(zhì)量管理和計量管理等知識，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概念用不同名詞表示的相同或相近含義。如計量單位、基本單位與工作單位中的“單位”含義不同；作名詞的“組織”與作動詞的“組織”含義不同；計量標(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，在計量管理中也有許多表示相同概念的同義詞和近義詞，如計量設(shè)備、測量設(shè)備、計量器具、計量儀器，計量管理、測量管理等。5、 計量的作用問題。計量是信息數(shù)據(jù)的主要來源。計量對國家、社會、科學(xué)、經(jīng)濟、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)）的使用價值。通常沒有采用或很少采用或使用價值較低的測量數(shù)據(jù)，則可以認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)）使用價值的評價應(yīng)該從企業(yè)計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)納入計量管理體系。6、 計量單位的統(tǒng)一問題。第一，任何測量數(shù)據(jù)必須要有計量單位，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)一計量單位是為了方便測量數(shù)據(jù)的比較、統(tǒng)計和分析，便于數(shù)據(jù)共享，可以提高社會或企業(yè)管理的效率。第三，統(tǒng)一計量單位是為了提高測量設(shè)備的測量準(zhǔn)確度。因為測量設(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量基準(zhǔn)器具，仍至計量單位的最高基準(zhǔn)。第四，把計量單位統(tǒng)一到法定計量單位是計量管理納入到法制化管理的需要。7、 計量的誤差問題

6、。有計量，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)彈對時間、速度的測量要求很高，否則就會差之毫厘、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量是無效的計量，所以，控制和評價測量誤差是計量的基本問題之一。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，必須對重點測量過程的影響因素實施控

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，加強測量設(shè)備的維護，對測量過程采取必要的監(jiān)視等）；第五，必要時，定期對測量過程的歷史測量數(shù)據(jù)進行誤差計算分析和對測量不確定度進行計算與評價。8、 計量管理的范圍問題。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，應(yīng)考慮由于不符合計量要求而帶來的風(fēng)險和后果。”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、能源計量、安全防護、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)，不會影響企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會利益，不會造成客戶投訴，不會帶來什么風(fēng)險，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“強制檢定的工作計量器具明細目錄”也是有前提條件的：“本目錄內(nèi)項目凡用于貿(mào)易結(jié)算、安全

9、防護、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測的，均實行強制檢定”。同時規(guī)定：“企業(yè)使用的非強制檢定計量器具的檢定周期，由企業(yè)根據(jù)的原則自行確定。非強制檢定計量器具的檢定方式，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量檢定機構(gòu)檢定、測試、任何單位不得干涉。”第五，上述理由說明，計量管理體系是一個有限的體系，要求運行有效的體系，滿足預(yù)期計量要求的體系。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、 計量管理與計量技術(shù)問題計量管理是對計量要素和過程實施指揮、控制和協(xié)調(diào)的功能。計量技術(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)在我們珠鋼實施計量貫標(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和實施還需要技術(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)備人員中的計量技術(shù)知識和計量技術(shù)力量還很缺乏，沒有計量技術(shù)做基礎(chǔ)，計量管理可能變成紙上談兵、空中樓閣。二 計量與計量管理的基本概念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 計量 metrlolgy：計量是實現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準(zhǔn)確可靠的活動。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“計量”的定義。計量，一般情況下作名詞用，它涵蓋的概念范圍比“測量”要大，包括法制計量、科學(xué)計量；計量做動詞用時它與“測量”同義。測量通常做動詞用，它的概念范圍較小；但“測量”與“計量”的概念有許多相同之處，有時可以相互替代。過去我們習(xí)慣叫計量管理，引進ISO體系標(biāo)準(zhǔn)后，剛開始稱為計量檢測體系；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，計量往往作為計量學(xué)的簡稱。n 測量單位：unit of measurement計量單位：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；也是一個確定的特定量，表示一個單位的量。基本單位不能再細分，量值用基本單位的倍數(shù)來表示。n 量值：一般由一個數(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 計量學(xué)metrlolgy：研究不同領(lǐng)域關(guān)于測量的科學(xué)理論和實踐（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)慣稱為計量器具、計量設(shè)備，是一個意思。其中，測量標(biāo)準(zhǔn)就是用作對比參考的實物器具、測量儀器、參考物質(zhì)

13、等，也稱為計量標(biāo)準(zhǔn)器具，或稱計量標(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。可以用計量特性表示測量設(shè)備的主要特征，也可以用計量特性表述顧客、組織和法規(guī)的計量要求；兩者之間直接進行比較，就可以判斷測量設(shè)備是否滿足預(yù)期的計量要求。測量設(shè)備通常有多項計量特性，計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)備的計量特性。表征計量特性的參數(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間。漂移：指測量儀器計量特性的緩慢變化，如零點漂移、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)：激勵信號的變動不會引起測量儀器響應(yīng)發(fā)生變化的最大區(qū)間。n 計量確認：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。計量確認的對象是

15、測量設(shè)備，通過定期校準(zhǔn)使測量設(shè)備本身滿足計量要求，它是測量管理體系的主要任務(wù)之一。計量確認包括幾個步驟：校準(zhǔn)和驗證，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（計量）要求由給定的計量特性參數(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。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)計數(shù)據(jù)，只要被測量出現(xiàn)，測量設(shè)備就會自動連續(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)/工藝過程的需求進行識別、分析、策劃和設(shè)計來最終確定。測量過程的控制需要采用“過程方法”來實現(xiàn)。n 測量系統(tǒng)：組合起來以進行特定測量的全套測量儀器和其它設(shè)備。n 計量管理：n 測量管理：為實現(xiàn)測量目標(biāo)在計量方面對組織進行指揮、控制和協(xié)調(diào)統(tǒng)一的活動。在企業(yè)實施ISO質(zhì)量體系貫標(biāo)中，可以把計量管理和測量管理看作一個概念理解。計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、：為完成計量確認并持續(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，計量確認過程，測量過程控制與實現(xiàn)，體系分析與改進等幾大過程組成。測量管理體系需要接受法定機構(gòu)組織的評審和認證，并定期進行復(fù)核審查。n 計量的分類：計量分為科學(xué)計量、工程計量和法制計量3類，分別代表計量的基礎(chǔ)、應(yīng)用和政府主導(dǎo)的社會事業(yè)三個方面。n 計量的特點：概括地說，歸納為 準(zhǔn)確性、一致性、溯源性和法制性 4個方面。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，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計量基準(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：指計量在社會應(yīng)用時必須通過法律、法規(guī)和政府主導(dǎo)建立法制保障，因此體現(xiàn)計量的強制性和統(tǒng)一性。n 計量的作用：計量對經(jīng)濟、社會、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。計量是信息數(shù)據(jù)的主要來源；計量是科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)；計量是提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段；計量是提高經(jīng)濟效益的基本保證；計量是市場貿(mào)易的前提和保證；計量是社會穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)（信息、醫(yī)療、安全、環(huán)境、資源）。具體的計量活動的作用由

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：它是由國際計量大會（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/應(yīng)力：帕斯卡（Pa）、能量/功/熱量：焦耳（J）、功率：瓦特（W）、電壓/電位/電動勢：伏特（V）、溫度：攝氏度（）等21種由兩個或以上的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，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 法定計量單位：計量法規(guī)定，國際單位制計量單位和我國選定的其他計量單位，為國家法定計量單位。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個物理量、選定16個單位。另附“法定計量單位對照一覽表”。不允許再使用非法定計量單位；應(yīng)對非法定計量單位表示的量值換算成法定計量單位表示的量值。要注

21、意“量的名稱”、“量的符號”和“量值”的正確表達。三 計量技術(shù)基礎(chǔ)知識 計量技術(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量技術(shù)的名詞概念開始，對計量技術(shù)的具體內(nèi)容不作詳細敘述。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，因為事物的變化是絕對的；與給定的特定量的定義一致的值不一定只有一個。理論真值：往往在定義和公式表達中給出，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。在實際測量中，通常利用被測量的實際值、或已修正過的算術(shù)平均值、或高一級計量標(biāo)準(zhǔn)器所復(fù)現(xiàn)的量值作為約定真值。此時，約定真值與真值之差可以忽略不計。計量學(xué)約定真值：如SI基本量的單位；國際常數(shù)委員會公布推薦的基本物理常量（數(shù)），法定計量單位中所規(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)確度是一個定性的概念，只能表達“高”或“低”；而測量不確定度是一個定量概念。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，沒有計量單位（無量綱）u 測量引用誤差r：在儀表的一個量程的分（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，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，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；在計量儀表校準(zhǔn)（檢定）時，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 測量隨機誤差：測量結(jié)果與 在重復(fù)條件下對同一被測量進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誤差的估計值；隨機誤差一般由許多微

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)計規(guī)律，因此，可用數(shù)理統(tǒng)計方法估計隨機誤差對測量結(jié)果的影響。大多數(shù)的隨機誤差具有：單峰性、對稱性、有界性和抵償性等特性。隨機誤差可用算術(shù)平均值來評定測量結(jié)果，用實驗標(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、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，實驗方法選擇不當(dāng)，接線錯誤，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）。計算誤差：直接測量產(chǎn)生的誤差主要源自上面4個方面。如果有的測量數(shù)據(jù)需要經(jīng)過復(fù)雜計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行計算才能得到所要求參數(shù)結(jié)果；那么這里的計算過程就會因四舍五入等產(chǎn)生計算誤差。如果該計算過程由測量設(shè)備自身自動完成，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、方法誤差和計算誤差劃歸為系統(tǒng)誤差，認為基本恒定；把環(huán)境誤差和人員操作誤差劃歸為隨機誤差，對測量結(jié)果產(chǎn)生隨機影響。u 計量的對象：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)域進入微觀領(lǐng)域。目前比較成熟或傳統(tǒng)的十大計量對象有：幾何量、溫度、力學(xué)、電磁學(xué)、無線電、時間頻率、光學(xué)、電離輻射、聲學(xué)和化學(xué)等。u 計量基本單位：計量基

29、本單位是國際單位制的基礎(chǔ)，是一切計量/測量活動的最高基準(zhǔn)，它的定義和復(fù)現(xiàn)方法代表計量科學(xué)技術(shù)研究的方向和水平。這里介紹基本單位這個確定的特定量（一個單位的量）的大小和復(fù)現(xiàn)方法。計量基本單位有7個：長度：米（m），復(fù)現(xiàn)米的定義有三種方法，測時法、測頻法和自然光譜輻射法。光在真空中在1/299792458秒時間間隔內(nèi)所經(jīng)路徑的長度。我國90年代后期已建四項激光波長基準(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，它是實物基準(zhǔn)，1965年從英國引進，編號為No.60，國家千克原器每2025年送國際計量局（BIPM）檢定對比。時間：秒（s），1967年將時間單位秒的定義為，銫133原子束振

30、蕩周期的9192631770個周期的時間。因此銫原子鐘作為時間和頻率的基準(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）國際計量委員會啟用電壓量子基準(zhǔn)和電阻自然基準(zhǔn)由這兩個單位基準(zhǔn)導(dǎo)出1A的基準(zhǔn)電流，它的準(zhǔn)確度已達到10-9量級。溫度：開(爾文)（K），是水在三相點熱力學(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)光強度：坎(德拉)（cd），

31、指光源頻率為540×1012Hz的單向輻射，且輻射強度為（1/683）W/sr的光量。我國1982年按照坎德拉的新定義用錐腔補償型電校準(zhǔn)輻射計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驗。u 測量設(shè)備的分類（按技術(shù)性能和用途分類，測量設(shè)備也稱為計量器具。）計量基準(zhǔn)器具：簡稱計量基準(zhǔn)，是在特殊領(lǐng)域內(nèi)復(fù)現(xiàn)和保存計量單位量值

32、，并具有國家最高計量學(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)。計量標(biāo)準(zhǔn)器具：簡稱計量標(biāo)準(zhǔn)，是準(zhǔn)確度低于計量基準(zhǔn)，用于檢定或校準(zhǔn)其他計量標(biāo)準(zhǔn)或工作計量器具的計量器具。它在計量活動中起著承上啟下的關(guān)鍵作用。計量標(biāo)準(zhǔn)又分為社會公用計量標(biāo)準(zhǔn)和部門、企業(yè)、事業(yè)單位使用的計量標(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/校準(zhǔn)物質(zhì)等。工作計量器具：也稱

33、普通計量器具。它是指我們一般日常工作中大量使用的計量器具。u 量值的傳遞與溯源量值傳遞：指將國家計量基準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的計量單位量值，通過檢定傳遞給下一級的計量標(biāo)準(zhǔn)器具，并依次傳遞到現(xiàn)場工作計量器具，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，稱為“檢定”，他具有強制性。這里的上、下是指計量器具的等級高低，不是行政級別的上下。量值轉(zhuǎn)遞的方式有：采用實物標(biāo)準(zhǔn)逐級傳遞，發(fā)放標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（化學(xué)計量領(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)垢骷売嬃科骶吲c國家計量基準(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)”。我個人理解，量值傳遞是上對下的管理鏈，通過“強制檢定”來實現(xiàn)；量值溯源是下對上的計量需求，通過用戶自主選擇“校準(zhǔn)”來實現(xiàn)。u 計量檢定與校準(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制性，校準(zhǔn)是組織的自主技術(shù)行為；對象不同/前者是強制檢定的計量器具，后者是非強制檢定的計量器具；目的不同/前者是評定計量器具是否符合法制規(guī)范要求，后者是確定滿足預(yù)期計量要求；依據(jù)不同/檢定是依據(jù)法定的計量檢定規(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)報告。強制檢定的計量器具：范圍包括社會公用的計量標(biāo)準(zhǔn)器具、企事業(yè)單位（組織）的計量標(biāo)準(zhǔn)器具和法定的強制檢定的工作計量器。只有法定的或授權(quán)的計量檢定機構(gòu)才能實行定點定期檢定。各企業(yè)的強制檢定的計量器具必須登記造冊、建立檔案，然后報當(dāng)?shù)赜嬃啃姓块T備