1计量基础知识(60张)

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1、2020 4 3 1 计量基础知识 中国计量科学研究院施昌彦 2 主要内容 一 计量的特性 分类及作用二 计量基础概念三 法制计量和计量管理四 校准 检定 计量确认三者的关系五 计量溯源管理和自校准六 测量设备的期间核查七 实验室认可的计量要求 3 一 计量的特性 分类及作用 4 什么是计量 计量 实现单位统一 量值准确可靠的活动 主要包括三个方面 科学技术进行科学研究 发展计量技术 建立基准 标准 以保证计量结果具有溯源性 法律法规制定和颁布法律 法规和条例 行政管理开展计量行政管理 包括计量保证和计量监督 计量有时也当动词用 这时 它与测量同义 5 计量发展过程 一 远古 人类就有测量活动

2、 二 随着商品交易 需要统一度量衡 三 世界贸易导致 米制公约 签订 四 科学 技术发展使计量涉及的范围越来越宽 五 现代计量的特点 宽领域 大范围 高精度 基准量子化 6 计量的特性 统一性 统一单位 统一量值 一致性 准确性 可以在允许误差范围内重复 在科学 合理的条件下复现 计量工作的核心 其基础是溯源性和不确定度控制 法制性 为实现统一 必须有法制配合 社会性 涉及社会各部门 各领域 服务性 是一项服务工作 因此只有隐含的效益 7 计量的分类 科学计量是指基础性 探索性 先行性的计量科学研究 通常用最新的科技成果来精确地定义与实现计量单位 并为最新的科技发展提供可靠的测量基础 涉及计量

3、科研活动 包括测量方法 测量仪器研究 基标准建立 基础研究等 十大计量专业是指 长度 热工 力学 电学 光学 声学 时间频率 无线电 放射性 化学 8 工程计量也称工业计量 是指各种工程 工业 企业中做的实用计量 例如有关能源或材料的消耗 工艺流程的监控以及产品质量与性能的测试等 工程计量涉及面甚广 它是生产过程控制不可缺少的环节 保证产品互换性和质量 它保证经济贸易全球化所必需的测量结果一致性 也称应用计量 因为不仅工业 其它生产部门也需计量 9 法制计量与法定计量机构工作有关的计量 涉及到对计量单位 计量器具 测量方法及测量实验室的法定要求 存在利益冲突的领域中的计量 对测量结果的可信性有

4、专门要求的领域中的计量 通常包括与贸易结算 医疗卫生 环境监测 安全防护等方面有关的计量 10 计量的作用 计量与科技 计量是科技的工具 科技发展又促进计量 计量与生产 原材料 工艺 计量检测是生产的三大支柱 计量与国防 国防中武器系统的研制 维护 使用 情报搜集 都需要计量计量与人民生活 现代社会 几乎人的一切活动部与计量有关 11 科学技术发展到今天 可以说 没有计量 寸步难行 聂荣臻1983 11 2 12 二 计量基础概念在JJF1001 1998 通用计量术语及定义 技术规范中 分7类介绍了158个计量基本名词术语 13 计量学 计量学 关于测量的科学 注 1 计量学涵盖有关测量的理

5、论与实践的各个方面 而不论测量的不确定度如何 也不论测量是在科学技术的哪个领域中进行的 2 计量学有时简称计量 3 计量学曾称度量衡学和权度学 14 量和单位 可测量的 量 现象 物体或物质可定性区别和定量确定的属性 一般意义的量 如长度 时间 质量 温度 电阻 物质的量 浓度等 特定量 某根棒的长度 某根导线的电阻 某份酒样中乙醇的浓度 同种量 能彼此按大小排列的量 15 量制 彼此间存在确定关系的一组量 基本量 在给以定量制中约定地认为在函数关系上彼此独立的量 导出量 在给定量制中由基本量的函数所定义的量 16 测量 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 测量 计量

6、 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 基本测量 计量 单位 给定量制中基本量的测量单位 导出测量 计量 单位 给定量制中导出量的测量单位 17 国际单位制 SI 由国际计量大会 CGPM 采纳和推荐的一种一贯单位制 法定计量单位 由国家法律承认 具有法定地位的计量单位 或说由国家法律规定在国内使用的计量单位 我国的法定计量单位的构成 SI基本单位 SI辅助单位中具有专门名称的导出单位 国家选定的非SI单位 SI中构成倍数和分数单位的词头 18 测量仪器 测量仪器measuringinstrument计量器具单独地或连同辅助设备一起用以进行测量的器具 计量法 条文解释中给出

7、的定义 能用以直接或间接测出被测对象量值的装置 仪器仪表 量具和用于统一量值的标准物质 包括计量基准 计量标准器具和工作计量器具 19 测量仪器常用计量特性包括 示值 误差 准确度等级 重复性 灵敏度 鉴别力 阈 分辨力 稳定性 漂移 响应时间 20 国际 计量 基准 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 国际协议承认主要是经国际米制公约组织下的国际计量委员会和国际计量局的承认 国际基准保存在国际计量局 BIPM 21 国家 计量 基准 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它测量标准定值的依据 我国的国家计量基准是由国家质量技术监督检验检疫总

8、局 AQSIQ 组织建立和批准承认 22 参考标准 在给定地区或在给定组织内 通常具有最高的计量学特性的测量标准 在该处所做的测量均从它导出 23 有证标准物质 标准物质 RM 具有一种或多种足够均匀和很好地确定了的特性 用以校准测量装置 评价测量方法或给材料赋值的一种材料或物质 有证标准物质 CRM 附有证书的标准物质 某一种或多种特性用建立了溯源性的程度确定 使之可溯源到准确复现的表示该特性值的测量单位 每种出证的特性值都附有给定的置信水平的确定度 24 溯源性 溯源重要性 保证量值准确的两基本要素之一 定义 溯源性 通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链 使测量结果或测量标准的值能够与

9、规定的参考标准联系起来的特性 25 溯源方式1 通过实物标准2 MAP 测量保证方案 3 通过信号接收4 通过自然基准或物理常数5 通过约定基准6 CRM 有证标准物质 26 三 法制计量和计量管理 27 法制计量legalmetrology计量的一部分 即与法定计量机构所执行工作有关的部分 涉及到对计量单位 测量方法 测量设备和测量实验室的法定要求 工作的内容 立法和执法 监督管理 在我国管理内容包括 计量单位管理 计量器具管理 商品量管理和检测结果管理 即计量认证 28 计量法律 法规体系 行政法律 法规1中华人民共和国计量法 见附件 2国务院颁布的 实行法定计量单位的命令 强检计量器具检

10、定管理办法 3国家局颁布的 计量法实施细则 计量基准管理办法等15个法规 29 技术法规 至2006年 1 国家计量检定规程1007个 2 国家计量技术规范139个 3 国家计量检定系统表93个 4 国家计量基准 副基准操作技术规范172个 5 部门计量检定规程1402 6 地方计量检定规程约500个 30 法定计量机构serviceoflegalmetrology负责在法制计量领域实施法律和法规的机构 注 法定计量机构可以是政府机构 也可以是国家授权的其他机构 计量监督metrologicalsupervision 为核查计量器具是否依照计量法律 法规正确使用和诚实使用 而对计量器具制造 安

11、装 修理或使用进行控制的程序 这种监督也可扩展到对预包装品上指示量正确性的控制 31 法定计量器具 定义 符合所有规定的法定要求的计量器具法定要求包括 计量 特性 要求 技术要求 管理要求 32 衡器的法定要求 计量要求 准确度等级 最大称量范围 最小称量 最大允许误差 重复性 鉴别力 偏载 倾斜 供电 时间 读数稳定 技术要求 适用性 可靠性 指示形式 零点装置 皮重装置 锁定装置 管理要求 型式批准 首次检定 后续计量管理 随后检定 使用中检查 33 法制计量中 法定计量器具 的管理 法定计量器具 特性的授予 型式评价 型式批准 首次检定 计量器具 法定 特性的保持 随后检定 计量器具 法

12、定 特性的丧失 随后检定 计量器具 法定 特性的重新授予 随后检定 检定是法定计量器具管理的基本手段 34 计量器具控制确定计量器具的性能 并签发关于该计量器具法定地位的官方文件 这种控制可包括对该计量器具的下列运作中的一项 两项或三项 型式批准 检定 检验 35 型式批准 新仪器投放市场时 承认计量器具的型式符合法定要求的决定 注 计量器具的型式是指某一器具 它的样机及 或 它的技术文件 例如图纸 设计资料等 注 看新产品是否有CMC计量器具制造许可证型式评价为确定计量器具型式可否予以批准 或是否应当签发拒绝批准文件 而对该计量器具型式进行的一种检查 注 型式评价有时也称定型鉴定 采购时如有

13、CPA 指型式批准证 是最好的东西 36 计量器具的 检定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 或 出具检定证书 首次检定initialverification对未曾检定过的新计量器具进行的一种检定 37 后续检定subsequentverification计量器具首次检定后的任何一种检定 1 强制性周期检定 2 修理后检定 3 周期检定有效期内的检定 不论它是由用户提出请求 或由于某种原因使有效期内的封印失效而进行的检定 周期检定periodicverification按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 38 计量器具的检查为确定计量器具是否符合

14、该器具有关法定要求所进行的操作 计量器具的检验为查明计量器具的检定标记或检定证书是否有效 保护标记是否损坏 检定后计量器具是否遭到明显改动 以及其误差是否超过使用中最大允许误差所进行的一种检查 39 五 校准 检定 计量确认三者的关系 40 校准 在规定条件下 为确定计量器具所指示的量值与对应的计量标准所复现的量值之间的关系的一组操作 注1 校准结果既可给示值赋值 又可确定示值的修正值 注2 校准也可确定其他计量特性注3 校准结果通常用校准证书或校准报告来记录 41 检定 1 国际法制计量组织 OIML 定义为 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 原文为Examination

15、 加标记和 或 出具检定证书 2 原ISO导则25 1990版的定义为 通过检查 examination 并提供证据来确认规定的要求已得到满足 3 在美国标准ANSI NCSLZ540 1定义为 通过校准 calibration 证明规定的要求已被满足 42 计量确认 为确保测量设备符合预期使用要求所需的一组操作 注1 计量确认通常包括 校准和验证 各种必要的调整或维修及随后的再校准 与设备预期使用的计量要求相比较以及所要求的封印和标签 注2 只有测量设备已被证实适合于预期使用并形成文件 计量确认才算完成 注3 预期使用要求包括 测量范围 分辨力 最大允许误差等 43 三者关系的要义 校准是一

16、项技术工作 不带管理性质 检定是法制计量中一项工作 法定计量器具是否保持法定特性必须通过检定来确定 它要求通过校准和法定要求的检验提供证据 计量确认是工业计量中一项工作 它要求通过校准提供证据证明是否满足预期用途的要求 法定计量器具通过检定来管理 工业计量器具通过计量确认来管理 44 五 计量溯源管理和自校准 45 1 溯源性是计量的基本特性 1 准确性 所谓量值的准确 即是在一定的不确定度 误差极限或允许误差范围内的准确 2 一致性 测量结果应该是可重复 可再现 复现 可比较的3 溯源性 是指任何一个测量结果或计量标准的量值 都能通过一条具有规定不确定度的连续比较链与计量基准联系起来 使所有的同种量值都可以按照这条比较链通过校准向测量的源头追溯 46 2 计量溯源途径 一 检定 自上而下的量值传递 被动的 在我国 检定是一种传统的量值传递方式 它是查明和确认计量器具是否符合法定要求的程序 包括检查 加标记和出具检定证书 因此 检定在计量工作中具有重要地位 对计量器具的使用单位而言 检定是一种被动的实现单位量值统一的活动 47 二 校准 自下而上的量值溯源 量值的溯源是量值传递的逆过程