計量人員培訓(xùn)內(nèi)容(計量基礎(chǔ)篇).doc

計量人員培訓(xùn)內(nèi)容（計量基礎(chǔ)篇）一、 計量室的職能1、 為生產(chǎn)檢測配置并滿足生產(chǎn)工藝檢測要求的檢測器具；2、 對生產(chǎn)檢測器具的可靠性實行有效的監(jiān)控和維護；3、 為生產(chǎn)及輔助生產(chǎn)部門提供準確可靠的測量服務(wù)；4、 負責公司量值的溯源和傳遞；5、 提供涉及計量和檢測的各種服務(wù)并做好計量管理的各項工作。二、 計量室文件管理架構(gòu)三、 計量的內(nèi)容、分類和特點（計量室人員的工作內(nèi)容）、計量是實現(xiàn)單位統(tǒng)一、保障量值準確可靠的活動。工作內(nèi)容通?？筛爬橐韵铝矫妫?、 切實執(zhí)行國家法定計量單位與單位制；2、 做好計量器具（或測量儀器）的管理工作，包括實現(xiàn)或復(fù)現(xiàn)計量單位的計量基準、計量標準與工作計量器具；3、 量值傳遞與溯源，包括檢定、校準、測試、檢驗與檢測；4、 物理常量、材料與物質(zhì)特性的測定；5、 測量不確定度、數(shù)據(jù)處理與測量理論及其方法；6、 計量管理，包括計量保證與計量監(jiān)督等。、計量的分類1、 科學(xué)計量-代表計量的基礎(chǔ)性；是指基礎(chǔ)性、探索性、先行性的計量科學(xué)研究。2、 工程計量（工業(yè)計量）-代表計量的應(yīng)用性；是指各種工程、工業(yè)、企業(yè)中的實用計量。3、 法制計量-代表計量的公益性；是指由政府或授權(quán)機構(gòu)根據(jù)法制、技術(shù)和行政的需要進行強制管理的一種社會公用事業(yè)。其目的主要是保證與貿(mào)易結(jié)算、安全防護、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測、資源控制、社會管理等有關(guān)測量工作的公正和可靠性。、計量的特點1、 計量的特點可歸納為準確性、一致性、溯源性及法制性四個方面。準確性是指測量結(jié)果與被測量真值的一致程度，是在一定的測量不確定或誤差極限或允許誤差范圍內(nèi)，測量結(jié)果的準確性。一致性是指在統(tǒng)一計量單位的基礎(chǔ)上，測量結(jié)果應(yīng)是可重復(fù)、可再現(xiàn)（復(fù)現(xiàn)）、可比較的。溯源性是指任何一個測量結(jié)果或測量標準的值，都能通過一條具有規(guī)定不確定的不間斷的比較鏈，與測量基準聯(lián)系起來的特性。法制性是指計量必須的法制保障方面的特性。2、 計量不同于一般的測量。測量是以確定量值為目的的一組操作，一般不具備也不必完全具備上述特點。計量是與測量結(jié)果置信度有關(guān)的、與測量不確定度聯(lián)系在一起的一種規(guī)范化的測量。、量值的溯源、校準和檢定1、 量值溯源見上2、 校準-在規(guī)定的條件下，用參考測量標準給包括實物量具（或參考物質(zhì)）在內(nèi)的測量儀器的特性賦值，并確定其示值誤差； 將測量儀器所指示或代表的量值，按比較鏈或校準鏈，將其溯源到測量標準所復(fù)現(xiàn)的量值上。 校準的主要目的是： 確定示值誤差，有時（根據(jù)需要）也可確定其是否處于預(yù)期的允差范圍內(nèi)； 得出標稱值偏差的報告值，并調(diào)整測量儀器或?qū)ζ涫局导右孕拚?給標尺標記賦值或確定其他特性值，或給參考物質(zhì)的特性賦值； 實現(xiàn)溯源性。校準的依據(jù)是校準規(guī)范或校準方法，對其應(yīng)作統(tǒng)一規(guī)定，特殊情況下也可自行制定。3、 檢定-是指查明和確認測量儀器是否符合法定要求的程序，它包括檢查、加標記和出具檢定證書。 檢定具有法制性，其對象是法制管理范圍內(nèi)的測量儀器。管理形式上分強制檢定和非強制檢定，均受法律的約束。不按規(guī)定進行周期檢定的，要負法律責任。 檢定的依據(jù)是按法定程序?qū)徟嫉挠嬃繖z定規(guī)程。在檢定結(jié)果中，必須有合格與否的結(jié)論，并出具證書或加蓋印記。四、 計量單位計量單位是指為定量表示同種量的大小而約定地定義和采用的特定量。法定計量單位是由國家法律承認、具有法定地位的計量單位。其使用方法，包括量及單位的名稱、符號及其使用、書寫規(guī)則，與國際標準的規(guī)定一致。計量人員必須了解（自學(xué)為主）。五、 測量儀器、測量儀器是指單獨地或連同輔助設(shè)備一起用以進行測量的器具，又稱計量器具。使用時以固定形態(tài)復(fù)現(xiàn)或提供給定量的一個或多個已知值的測量儀器稱之為實物量具。如砝碼、量塊、標準電阻箱、標準硬度塊等。測量儀器按其結(jié)構(gòu)和功能特點可分為四種：1、 顯示式又稱指示式，它能直接或間接顯示出被測量的示值。如溫度計、密度計、壓力表、千分尺、測長儀等。2、 比較式，它能使被測量具或使被測量與標準量具相互比較。如機械天平、氣、電量儀、測量電橋等3、 積分式，它通過一個量對另一個量的積分來確定被測量值。如電能表、層間測試儀等。4、 累積式，它通過對來自一個或多個源中，同時或依次得到的被測量的部分值求和。如累積式皮帶秤、總加式電功率等，我司目前應(yīng)該是沒有這類儀器。測量儀器可分為測量基準、測量標準和工作用測量儀器。、測量設(shè)備是指本身不能給出量值而沒有它又不能正常測量的設(shè)備，以及作為檢測手段用的工具、工裝、模具等，是為實現(xiàn)測量過程所必需的測量儀器、軟件、測量標準、標準舞自己輔助設(shè)備的組合。它是企業(yè)質(zhì)量管理的重要內(nèi)容。、測量儀器的計量特性計量特性是指其影響測量結(jié)果的一些明顯特征，其中包括測量范圍、偏移、重復(fù)性、穩(wěn)定性、分辨力和示值誤差等測量儀器的控制包括：形式批準檢定檢驗。所謂形式是指某種測量儀器的樣機及它的技術(shù)文件（如圖紙、設(shè)計資料等），實質(zhì)上就是該種測量儀器的結(jié)構(gòu)、技術(shù)條件和所表現(xiàn)出來的性能。前面已講過檢定，現(xiàn)講一下我們使用最多的檢驗。檢驗是對使用中測量儀器進行監(jiān)督的重要手段，其內(nèi)容包括檢查測量儀器的檢定標記或鑒定證書是否有效、保護標示是否損壞、鑒定后測量儀器是否遭到明顯改動，以及其誤差是否使用中最大允許誤差等。1、 標稱范圍、量程和測量范圍 測量儀器的操縱器件調(diào)到特定位置時可得到的示值范圍，稱為標稱范圍。如萬用表、電阻箱等檔位調(diào)整。這里引入另一個名詞，測量范圍或工作范圍，是指測量儀器的誤差處于規(guī)定的極限范圍內(nèi)的被測量的示值范圍，也就是能確保測量儀器規(guī)定準確度的被測量值的范圍。這里需要區(qū)分一下示值范圍、標稱范圍、測量范圍和量程的概念：示值范圍是指測量儀器標尺或顯示裝置所能指示的范圍，可用標在標尺或顯示器上的單位表示。標稱范圍是對測量儀器整體而言的，通常用被測量的單位表示。如電阻箱、萬用表、浮標量儀等測量范圍見上量程則是指標稱范圍上、下限之差的絕對值。2、 額定操作條件、極限條件和參考條件額定操作條件是指測量儀器的正常工作條件，也就是使測量儀器的規(guī)定計量特性處于給定極限內(nèi)的使用條件。測量儀器的規(guī)定計量特性不受損也不降低，其后仍可在額定操作條件下運行所能承受的極端條件，稱為極限條件。參考條件是指測量儀器在性能試驗或進行檢定、校準、比隊時的使用條件，即標準工作條件或稱為標準條件。3、 示值誤差和最大允許誤差示值誤差是指測量儀器某一示值的誤差的實際大小，它是通過檢定、校準所得到的一個值或一組值，用以評價測量儀器是否滿足最大允許誤差的要求，從而判斷其是否合格，或根據(jù)實際需要提供修正值，以提高測量結(jié)果的準確度。是儀器示值與對應(yīng)的輸入量的真值之差，它是測量儀器最主要的計量特性之一，本質(zhì)上反映了測量儀器準確度的大小，即儀器給出接近于真值的相應(yīng)的能力。最大允許誤差是指技術(shù)規(guī)范（如標準、檢定規(guī)程、校準規(guī)程）所規(guī)定的允許的誤差極限值，它是一個判定測量儀器合格與否的規(guī)定要求。4、 靈敏度測量儀器響應(yīng)的變化除以對應(yīng)的激勵變化，稱為靈敏度。即被測量的變化所引起示值的變化。5、 分辨力顯示裝置能有效辨別的最小的示值差，稱為顯示裝置的分辨力，簡稱分辨力。其作用是減少讀數(shù)誤差。6、 穩(wěn)定性和漂移穩(wěn)定性通常是指測量儀器保持其計量特性隨時間恒定的能力。以兩種方式定量表證：計量特性變化某個規(guī)定的量所經(jīng)歷的時間。如標準電池的年變化幅度及35天的變化幅度；量塊穩(wěn)定性則已規(guī)定長度每年的允許最大變化（微米/年）進行考核。對測量儀器進行周期檢定或定期校準，就是對其穩(wěn)定性的一種考核。漂移是測量儀器計量特性的慢變化。它反映了在規(guī)定條件下，儀器保持其計量特性恒定的能力。如零點漂移、靜態(tài)特性隨時間變化的量程漂移。漂移往往是由于溫度、壓力、濕度等外界變化所致，或由于儀器本身性能的不穩(wěn)定所致。故精密測量采取預(yù)熱、等溫等措施。、測量儀器的選用原則1、 技術(shù)性-在選擇儀器最大允許誤差時，通常應(yīng)為測量對象所要求誤差的1/31/5。若條件不允許，也可為1/2，此時測量結(jié)果的置信水平就相應(yīng)下降了。2、 經(jīng)濟性-是指儀器的成本，它包括基本成本、安裝成本及維護成本。規(guī)定，首次檢定費應(yīng)計入安裝成本，周期檢定費應(yīng)計入維護成本。六、 測量結(jié)果、測量準確度和精密度1、 測量準確度是指測量結(jié)果與被測量真值之間的移植程度。它是以定性的概念，不宜將其量化。如說準確度的高低、等級或準確度符合XX標準等。不宜使用準確度為0.25%或0.01mm等。2、 測量精密度是指在規(guī)定條件下獲得的各個獨立觀測值之間的一致程度。反應(yīng)的是測量的分散程度。、測量重復(fù)性和再現(xiàn)性1、 測量重復(fù)性（Repeatability）是指在相同測量條件下，對同一被測量進行連續(xù)多次測量所得到結(jié)果之間的一致性。2、 測量再現(xiàn)性（Reproducibility）是指在改變了的測量條件下，對同一被測量的測量結(jié)果之間的一致性。又稱復(fù)現(xiàn)性、重現(xiàn)性。他們間的區(qū)別顯而易見，就是測量的前提條件不同。在實際工作中，通常采用變更不同的操作者而其它條件不變來確定再現(xiàn)性。七、 測量誤差和測量不確定度、測量誤差和測量結(jié)果的修正1、 測量誤差是指測量結(jié)果減去被測量的真值所得之差。任意一個誤差均可分解為系統(tǒng)誤差和隨機誤差的代數(shù)和，即誤差=隨機誤差+系統(tǒng)誤差。 隨機誤差是指測量結(jié)果與在重復(fù)性條件下，對同一被測量進行無限多次測量所得的結(jié)果的平均值之差。其來源變化在時間和空間上是不可預(yù)知的，其效應(yīng)導(dǎo)致了重復(fù)觀測中的分散性。 系統(tǒng)誤差是指對同一被測量進行無限多次測量所得的結(jié)果的平均值與被測量的真值之差。其來源的影響量對測量結(jié)果已識別，該效應(yīng)的大小若是顯著的，則可通過估計的修正值予以補償。2、 測量結(jié)果的修正需要強調(diào)指出的是：系統(tǒng)誤差可以用適當?shù)男拚祦砉烙嫴⒂枰匝a償，但這種補償是不完全的，也即修正值本身就含有不確定度。即修正后的系統(tǒng)誤差的絕對值會比修正前的小，但不可能為零，即是有限度的補償。、測量不確定度1、 表證合理地賦予被測量之值的分散性、與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)，稱為測量不確定度。-也即對測量結(jié)果可信性、有效性的懷疑程度或不肯定程度。-測量的目的是為了確定被測量的量值。而測量結(jié)果的質(zhì)量（品質(zhì)）是量度測量結(jié)果可信程度的重要依據(jù)。測量不確定度就是對測量結(jié)果質(zhì)量的定量表證。-測量結(jié)果表述必須同時包含賦予被測量的值及與該值相關(guān)的測量不確定度才是完整并有意義。-誤差與不確定度不能混為一談。測量不確定度是表明賦予被測量之值分散性的，是通過測量過程的分析和評定得出的一個區(qū)間。測量誤差則是表明測量結(jié)果偏離真值的差值。測量不確定度有兩種不同的表示方法：標準不確定度和擴展不確定度。標準不確定度是指以標準差表示的測量不確定度。（用表示） 有A、B類評定方法。 它不是由測量標準引起的不確定度，而是指不確定度以標準差來表證被測量之值的分散性。擴展不確定度是指用標準差的背書或說明了置信水平的區(qū)間的半寬表示的測量不確定度。（用U表示）-它確定的是測量結(jié)果的一個區(qū)間，合理地賦予被測量值的分部的大部分可望包含于此區(qū)間。它是將合成標準不確定度擴展了k倍得到的，即U=k（合成），k稱為包含因子，根據(jù)被測量的重要性、效益和風(fēng)險，k取2（或3）。2、測量不確定度的來源 對被測量的定義不完整或不完善。如測量一根標稱值為1m的鋼棒長度，要求準確度為微米級。就缺少了條件定義。 實現(xiàn)被測量定義的方法不理想。 即條件不具備時的測量 取樣的代表性不夠，即被測量的樣本不能代表所定義的被測量。 如材料的成分分布不均導(dǎo)致的采樣測量偏差，因零件形狀公差引起的測量偏差等。 對被測量過程受環(huán)境影響的認識不周全，或?qū)Νh(huán)境條件的測量與控制不完善。如上述鋼棒為例，除溫度外，濕度和測量的支撐方式對測量的準確度都有明顯影響，由于認識不足所致。 對模擬儀器的讀數(shù)存在人為偏差。 測量儀器的分辨力或鑒別力不夠。 賦予測量標準或標準物質(zhì)的值不準。 用于數(shù)據(jù)計算的常量和其他參量不準。如線脹系數(shù)因素 測量方法和測量程序的近似性和假定性。 在表面上看來完全相同的條件下，被測量重復(fù)觀測值的變化。 實際工作中，無論怎樣努力控制一切可能對測量結(jié)果產(chǎn)生影響的因素，最終測量結(jié)果總存在一定的分散性，即多次測量的結(jié)果并不完全相同。這是一種客觀存在的隨機效應(yīng)。、測量不確定度的評定 本節(jié)是純理論計算部分，不詳述（有興趣者可自學(xué)）。這里再補充一下擴展不確定度。 擴展不確定度是測量結(jié)果取值區(qū)間的半寬，該區(qū)間可期望包含了被測量之值分布的大部分。而測量結(jié)果的取值區(qū)間在被測量值概率分布中所包含的百分數(shù)，稱為該區(qū)間的置信水平或置信概率，符號p表示。與置信水平相聯(lián)系的擴展不確定度，用符號U表示。 如，若合理地賦予被測量之值的分散區(qū)間包含95%的被測量之值，則此區(qū)間稱為置信概率為=95%的置信區(qū)間，其半寬就是擴展不確定度U95。八、 測量控制體系、測量控制體系是指為實現(xiàn)測量過程的連續(xù)控制和測量確認所需的一組相關(guān)的或相互作用的要求。-其目標在于控制由測量設(shè)備和測量過程產(chǎn)生的不正確的測量結(jié)果及其影響。-采用的方法不僅是測量設(shè)備的校準/檢定，還包括應(yīng)用統(tǒng)計技術(shù)對測量過程的變異作出評價。測量控制系統(tǒng)由兩部分組成：測量設(shè)備的計量確認；測量過程實施的控制。 測量控制體系計量確認測量設(shè)備分析/控制測量過程、測量設(shè)備的計量確認 計量確認是指為確保測量設(shè)備滿足預(yù)期使用要求而進行的一組操作。即測量設(shè)備必須經(jīng)過確認，并在受控條件下使用，才能保證測量結(jié)果的有效