基础知识（工业计量站）

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1、计量基础知识,李 伟,中国石化集团公司工业计量站计量检定员培训讲义,2018/10/23,2,第一章 计量概述 第二章 误差理论基础 第三章 计量器具 第四章 计量检定 第五章 计量法和法定计量单位,计量基础知识,2018/10/23,3,第一章 计量概述 一、计量的定义 二、计量的特点 三、计量学的分类 四、工业计量的作用,计量基础知识,2018/10/23,4,一、计量的定义 实现单位统一、量值准确可靠的活动。 二、计量特点： 准确性、一致性、溯源性、法制性。 三、计量学的分类： 大体可分为十大类：几何量、温度、力学、电磁学、电子、时间频率、电离辐射、光学、声学、物理化学（包括标准物质）。

2、,计量基础知识,计量基础知识,准确性：是测量结果与被测量真值的一致程度, 即准确程度。 一致性：在统一计量单位基础上，不同时间、不同地点、不同方法、不同计量器具不同 人进行同一测量， 只要符合有关要求，其测量结果就应在给定区间一致，可以 重复、再现、比较的。 溯源性：任何一个测量结果或计量标准的值都能够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。 法制性：来源于市场的社会性，有由政府主导建立起来的法制保障。,2018/10/23,6,四、工业计量在企业中的作用主要有： 1）计量是实现集约化生产的重要技术基础； 2）计量是实现物料核算，降低成本的基本保证； 3）计量检测是提高产品质

3、量的重要手段； 4）计量是科学利用能源的基本条件； 5）计量是安全生产和环境监测的必要保证。,计量基础知识,2018/10/23,9,3、误差表示方法：（绝对）误差、相对误差、引用误差。 （绝对）误差=测量结果-真值 相对误差=(绝对误差/真值)100% 引用误差=（计量器具的绝对误差/特定值）100% 修正值=-误差=真值-给出值 修正值：为消除或减少系统误差，用代数法加到未修正测量结果上的值。,计量基础知识,举例说明 用一台最大称量为10kg的案秤，称量500g的物体，该称量显示为495g。该秤的绝对误差是多少？相对误差是多少？引用误差是多少？ 解：该秤的 绝对误差=495500=-5（g

4、） 相对误差= 引用误差=,计量基础知识,2018/10/23,11,二、误差的分类 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。 系统误差按照其表现的形式可以分为： 恒定系统误差，又称定值系统误差（包括恒正系统误差和恒负系统误差）； 可变系统误差，又称变值系统误差（包括线性系统误差、周期性系统误差和复杂规律系统误差等）； 按对系统掌握的程度，可将系统误差分为已定系统误差和未定系统误差。,计量基础知识,2018/10/23,12,2、随机误差：是指测量结果与在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差。 通过大量的对测量数

5、据的观察，人们总结出了大多数的随机误差具有如下三个特征，它常被称作随机误差公理。 在一定的测量条件下（指一定的计量器具、环境、被测对象和人员等），随机误差的绝对值不会超过一定的界限； 小误差出现的机会比大误差出现的机会要多； 测量次数足够多时，绝对值相等、符号相反的随机误差出现的机会相等，或者说它们出现的概率相等。,计量基础知识,2018/10/23,13,粗大误差：它是指明显超出规定条件下预期的误差，粗大误差又称过失误差或疏忽误差。 这种误差主要是人为造成的，如测量者的粗心或疲劳，在测量时对错了标记而测错，将3读成4，将6记成5等等。,计量基础知识,2018/10/23,14,三、误差产生的

6、原因 1、装置误差：包括标准器误差、仪器仪表误差、附件误差。 2、环境误差：包括温度、湿度、气压、震动、照明、重力加速度、电磁场和野外工作时的风效应、阳光照射、透明度、空气含尘量等。 3、人员误差：简称为“人差”。如视差、观察误差、估读误差等。 4、方法误差：采用近似的或不合理的测量方法和计算方法而引起的误差。,计量基础知识,2018/10/23,15,四、消除误差的方法 1、系统误差的消除 以修正值的方法加入测量结果中消除； 在实验过程中消除一切产生系统误差的因素； 在测量过程中，选择适当的测量方法 ； 2、随机误差的消除 尽可能地多测几次，取算术平均值作为最终测得值。,计量基础知识,201

7、8/10/23,16,五、有效数字及数据修约原则 1）近似数 近似数是由可靠数和不可靠数（一般取1位）两部分组成的。 记录数据时，数据位数要适当。位数太少会增大数据的误差，而太多又会对数据的准确度产生误解。这一点我们在检定或测量时应特别注意。在绝缘电阻表检定数据记录中常出现数值位数记多或记少的不规范现象。,计量基础知识,2018/10/23,17,五、有效数字及数据修约原则 2）有效数字 有效数字是对近似数而言的。若近似数字的绝对误差值不超过该数末位数的正负半个单位值时，则从其第一个不是零的数字起至最末一位数的所有数字都是有效数字。 注意：在计量器具检定时，应按相应的计量检定规程要求进行数字处

8、理。,计量基础知识,2018/10/23,18,3）数据修约原则 五下舍去五上入，单进双弃系整五 即当舍去的部分的数值大于5时，则末位进1；当舍去的部分的数值小于5时，则舍去；当舍去的部分的数值恰好等于5时，若末位是奇数，则进1而成偶数，若末位是偶数，则仍保持原来的末位数字，末位总是变成或保持偶数。 注意：在数字修约时只能一次修约，而不能逐次修约。,计量基础知识,2018/10/23,19,举例1将数据1.327465取保留小数点后三位的结果,则应为1.327，若逐次修约势必变成：1.327465 1.327461.32751.328，是错误的。 举例2 试按以上修约原则将下面的数值保留三位小

9、数。 数值：2.82329、3.14159、3.42850、6.74550、8.562502 保留后：2.82329 -2.823（五下舍） 3.14159 -3.142（五上入） 3.4285 -3.428（整五双弃） 6.7455 -6.746（整五单进） 8.562502-8.563（五上入）,计量基础知识,2018/10/23,20,第三章 计量器具 一、计量器具的定义 二、计量器具的命名方法 三、计量器具的分类 四、量值传递与量值溯源,计量基础知识,2018/10/23,21,一、计量器具（测量仪器）的定义 是指单独地或连同辅助设备一起用以测量的器具(能用以直接或间接测出被测对象量值

10、的装置、仪器仪表、量具和用于统一量值的标准物质)。 计量器具广泛应用于生产、科研领域和人民生活等各方面，在整个计量立法中处于相当重要的地位。因为全国量值的统一，首先反映在计量器具的准确一致上，计量器具不仅是监督管理的主要对象，而且是计量部门提供计量保证的技术基础。,计量基础知识,2018/10/23,22,二、计量器具的命名方法 1）按被测量的名称命名 如压力计、密度计、电压表、电流表等等。 2）按被测量的计量单位命名 如伏特计、安培计、米尺、欧姆表等等。 3）按涉及到的测量方法命名 如质量比较仪、静态轨道衡、比较电桥仪等等。 4）按涉及的测量原理命名 如U型管压力计、热电偶温度计、天平等等

11、5）按涉及的具体用途命名 如体温计、测速仪、测厚仪等等。 6）按仪器发明者命名 如文丘利管、皮托管、波美计等等。,计量基础知识,2018/10/23,23,三、计量器具的分类 1、计量器具按结构特点分类，计量器具可以分为以下三类：（1）量具；即用固定形式复现量值的计量器具。如量块、砝码、标准电池、标准电阻等；（2）计量仪器仪表；即将被测量的量转换成可直接观测的示值或等效信息的计量器具。如压力表、流量计、温度计、电流表、心脑电图仪等；（3）计量装置；即为了确定被测量值所必须的计量器具和辅助设备的总体组合。如里程计价表检定装置、高频微波功率计校准装置等。,计量基础知识,2018/10/23,24,

12、2、按计量学用途分类，计量器具也可以分为以下三类： （1）计量基准器具； （2）计量标准器具； （3）工作计量器具。 关系框图（附后）,计量基础知识,2018/10/23,25,计量基础知识,2018/10/23,26,a）计量基准 计量基准就是为了定义、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、参考物质或测量系统。 b）计量标准 计量标准就是按照国家规定的准确度等级，作为检定依据的计量器具或标准物质。 c）工作计量器具 工作计量器具是用于现场测量而不是用于检定工作的计量器具。,计量基础知识,2018/10/23,27,四、量值传递和量值溯源 1、量值传递：是通过

13、对计量器具的检定或校准，将国家基准（标准器）所复现的计量单位量值，通过各等级计量标准传递到工作计量器具上，以保证对被测对象所测得量值的准确和一致的过程。 2、量值溯源：是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规定的参考标准，通常是与国家测量标准或国际测量标准联系起来的特性。,计量基础知识,2018/10/23,28,3. 量值传递和量值溯源的区别： (1)量值传递是强调从国家建立的基准或最高标准向下传递；量值溯源是强调从下至上寻求更高的测量标准，追溯求源直至国家或国际基准，是量值传递的逆过程。量值传递体现强制性，量值溯源体现自发性。,计量基础知识,2018/1

14、0/23,29,(2)量值传递有严格的等级，层次较多，中间环节多，容易造成准确度损失；量值溯源不按严格的等级，中间环节少，根据用户自己的需要，可以逐级溯源，也可以越级溯源，不受等级限制。 (3)两种传递方式不一样。量值传递的方法中强调“通过对计量器具的检定或校准”两种方式；而在量值溯源的方法中，采用连续不间断的“比较链”即传递标准。,计量基础知识,2018/10/23,30,第四章 计量检定 一、计量检定的定义 二、计量检定的特点 三、计量检定的分类 四、计量检定法制管理 五、计量检定印、证 六、计量检定技术规范 七、计量检定机构 八、计量检定人员,计量基础知识,2018/10/23,31,一

15、、计量检定的定义 计量检定是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。 计量检定是一项法制性很强的工作，它是统一量值、确保计量器具准确一致的重要措施，是进行量值传递或量值溯源的重要形式，是计量部门一项最基本的任务。,计量基础知识,2018/10/23,32,二、计量检定的特点 1）计量检定的对象是计量器具（包括计量标准、工作计量器具和标准物质），不是一般的工业产品； 2）检定的主要作用，在于评定计量器具的计量性能，确定其误差大小，以及寿命、安全性，确保全国量值的溯源性； 3）检定的结论是确定被检计量器具是否合格，即制造的计量器具能否出厂，修理后和使用中的计量器具能否可供继续使用。这体现了计量检定的真正价值； 4）检定具有监督管理的性质，是计量技术活动中不可缺少的环节。,计量基础知识,2018/10/23,33,三、计量检定的分类 1、按管理性质分为强制检定和非强制检定； a）强制检定是由县级以上政府计量行政部门指定的法定计量检定机构或授权的计量技术机构，对社会公用计量标准器具，部门和企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、医药卫生、环境监测等方面的列入强检目录的工作计量器具，实行定点、定期的检定。 b）非强制检定是法制检定的一种形式，其技术行为仍具有法制性，也要受法律约束，同样要执行计量检定系统表和计量检定规程。,