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1、1,精益管理顾问,计量培训教材,2,第一章 计量基础知识,第一节 概述 计量的含义: 什么叫计量?按JJG1001-91通用计量名词及定义,计量是指:“实现单位统一和量值准确可靠的测量”。“计量”和“测量”在英文中是同一个词:“Measurment”。所以,在国际通计量学基本术语中只有“测量”的定义,而没有“计量”的定义。,3,第二节 计量的作用与特点,一、计量的作用: 1、生活 2、工业生产 3、贸易 4、国防及科技 二、计量管理的特性: 1、统一性 2、准确性 3、法制性 4、社会性 5、权威性 6、技术性 7、服务性 8、群众性,4,第三节 计量技术的专业分类,国际单位制于1960年由第
2、11届国际计量大会通过并推荐采用的一种一贯单位制。具体见下表:,5,1、几何量计量 几何量计量(又称长度计量)是对物体的几何量与其单位的定义作比较的精密测量。 在几何量中使用的计量器具有:量块、游标卡尺、千分尺、线纹尺、角度块、多面棱体、光栅尺、平晶、激光测长仪、准直仪、干涉仪、平板、测量显微镜、轮廓仪、表面精糙度仪、齿轮测量仪、坐标测量仪、投影仪等。 2、温度计量 描述物体冷热程序的物理量叫温度。 测量温度的方法通常可分为两大类:直接计量法和间接计量方法。直接计量方法所用的仪器有:金属电阻温度计、玻璃温度计、热电偶、气体温度计、石英频率温度计、噪声温度计等。间接计量的方法是指计量温度的元件与
3、被计量的对象非直接接触,而通过辐射等原理计量温度,如:光学高温计、光电高温计、红外高温计、比色高温计和全辐射高温计等。,6,3、力学计量 力学计量包括质量、容量、密度、力值、硬度、扭矩、压力、真空、流量、转速、振动和重力加速度等物理量。 (1)质量计量:广泛使用天平、砝码和各种秤。 (2)容量计量:有量提、量杯、量筒、计量罐(含船仓等) (3)密度计量:如酒精计、糖量计、密度计、海水密度计等。 (4)力值计量:测力机、材料试验机、拉力机、测力计、测力传感器等。 (5)硬度计量:可分为金属硬度试验法和非金属硬度试验法。如:肖氏硬度、布氏硬度、洛氏与表面洛氏硬度、维氏与显微硬度以及橡胶塑料硬度等。
4、 (6)压力计量与真空计量:压力计、压力表、血压计、真空计等。 (7)流量计量:各种流量计、水表、煤气表、加油机、油表等。 (8)振动、冲击与转速计量:加速度计、振动台、冲击台、振动、冲击传感器、转速表等。,7,4、电磁学计量:可分为电学计量和磁学计量两大类;按工作频率分,可分为直流计量和交流计量两部分。使用的计量器具有:电压表、电流表、电阻仪、电感仪、阻抗仪、功率表、电能表度。磁学计量可分为磁感应强度、磁通、磁知、材料直流磁特性、材料交流磁特性等。 5、电子计量:是以无线电技术所用频率范围内(从超低频一微波)需要计量的电磁量为对象,所包括的主要参数很多,如:高频电压、高频功率、噪声、衰减、微
5、波阻抗、相移、高频电流、电磁场强度、电感、电容、Q值、频率、波长、失真、调幅度、频偏、脉冲、介质损耗、电压驻波比、复数比射系数、晶体管参数和集成电路参数等20多个。 6、时间频率计量:包括时间计量和频率计量。使用的计量器有:计时器、频率计、原子钟、晶体振荡器等。 7、电离辐射计量:常见的几个重要的量为:放射性核素的活度,粒子注量和注量率,照射量和照射量率,吸收剂量,比释动能等。,8,8、光学计量:光学计量中还包括:光源的总光通量计量、照度和亮度计量、辐射度计量、激光功率计量、激光能量计量、色度计量、感光计量、光学材料计量和成像系统的计量等。 9、声学计量:一类是无源的计量,例如,对机械振动产生
6、的声音所进行的计量;另一类是有源的计量,例如,对电声换能器产生的电信号所进行的计量。 10、物理化学计量:理化计量中包括:热量计量、粘度计量、酸度计量、离子选择电极(电化学传感器)、光电比色与分光光度等。,9,第四节 计量管理机构与组织,一、国际计量机构与组织 1、米制公约组织 2、国际计量局 二、国内计量机构与组织 1、计量行政管理部门 2、计量技术机构 3、其他计量组织,10,第二章 计量器具基础,第一节 概述 1、量具的标称值: 2、计量器具的示值 3、准确度等级 4、标称范围 5、测量范围 6、分辨率/力 7、灵敏度 8、稳定度,11,第二节 计量器具的选用,校准仪器用的任何仪器或标准
7、器比被校仪器的准确度要高10倍。例如,具有0.5%允差的仪器可用不确定度优于0.05%的标准仪器进行校准,而这种标准仪器又要用计量标准研究所确定的优于0.005%的标准仪器进行校准。,12,第三章 测量与测量误差,第一节 测量与测量方法 1、测量: 2、测量方法 第二节 测量误差 一、测量误差 二、测量误差的来源 1、标准器与测量仪器的误差 2、测量方法的误差 3、操作者的误差 4、测量环境引起的误差,13,第三节 测量误差的分类及其消办法,一、测量误差的分类: 绝对误差与相对误差: 绝对误差是测得值X与其真值X0之差。 相对误差是测得值X的绝对误差与其真值X0之比。 X X-X0 X0 X0
8、 根据测量误差的性质,可将误差分为:系统误差、 随机误差和其它误差(如:粗大误差)三大类。,14,二、消除误差的基本方法: 1、消除误差的基本方法: A)测量前设法消除可能消除的系统误差源。 B)测量过程中采用适当的实验方法,如替代法、补偿法、对称法等,将系统误差消除。 C)通过适当的附加手段对测量结果引入可能的修正量。 D)通过若干人的重复测量来消除人员误差。 2、控制随机误差的基本方法: 用统计方法可以估计随机误差对测量结果的影响 用增加测量次数的方法对随机误差加以限制和减小。 3、控制粗大误差的基本方法: 对粗大误差必须随时或在进行数据处理时予以鉴别,并将相应的数据剔除。,15,第四章
9、量值传递与溯源,第一节 量值传递 一、量值传递 定义:将国家计量基准所复现的计量单位值通过(或其它传递方式)各等级计量标准传递到工作计量器具,以保证被计量的对象量值的准确一致的全部过程。 二、量值传递系统: 计量基准: 国际基准: 国家基准: 副基准: 工作基准 计量标准:,16,三、量值传递的方式: 实物标准逐级传递 计量保证方案(MAP) 发放标准物质 发播标准信号,17, 测量仪器检定系统图, 国家基准 (实现/复现的量的范围) (不确定值), 等 标准 (测量范围) (不确定度或允许误差),检定方法,检定方法,检定方法,工作标准 (测量范围) (不确定度或允许误差),(名称) (测量范
10、围) 不确定度 或允许误差,(名称) (测量范围) 不确定度 或允许误差,(名称) (测量范围) 不确定度 或允许误差,计 量 基 准,计 量 标 准,工作计量器具,18,第二节 量值溯源,一、量值溯源 二、量值溯源体系 量值溯源与量值传递的区别: A)量值传递是自上而下,体现出一种政府的意志,有一种强制的含义;而量值溯源是自下而上,体现出企业的自身需要,有非强制的特点。 B)量值传递大多按等级传递,而溯源可以不受等级的限制,可根据用户的需要来决定。,19,三、溯源的适用范围 应特别留意以下几种也应纳入计量体系的管理中: 软件作为测试数据处理用; 工卡具器、工艺装备定位器、标准样板、模具、胎具
11、 作为检验手段; 环境监控记录设备,如温度、湿度作为测试记录用; 辅助设备,如电源、计算机作为测试辅助测量用; 试验设备,如高低温试验设备、寿命和可靠性试验设 备等; 理化仪器作为测试、试验或检验用的测量设备等;,20,四、溯源到基准的可信度 五、没有建立国家测量标准应采用的溯源方式 溯源到相关领域的其它工业测量标准; 溯源到相应的有证标准物质; 高层次的比对; 自建校准规范经专家认可并批准; 统计的方法(做重复性试验下的统计计算); 单参数的溯源或单点的溯源后再进行综合性或线性 分析。,21,中国的量值溯源体系,国家计量基准,社会公用计量标准 (县级),企业、事业单位最高计量标准,企业、事业
12、单位计量标准,工作计量器具(企业、事业、市场等),社会公用计量标准 (市级、地级),社会公用计量标准 (省级),工作计量基准,副计量基准,社会公用计量标准 (国家专业计量站),社会公用计量标准 (国家专业计量分站),部门最高计量标准,部门最高计量标准,22,第五章 计量检定与校准,第一节 计量检定 一、检定概述 检定定义:指查明和确认测量仪器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。检定具有法制性,其对象是法制管理范围内的测量仪器。 A)强制检定 B)非强制检定 检定依据:按法定程序审批公布的计量检定规程。,23,二、计量检定的实施 检定实施步骤: 1、外观检查 2、正常
13、性检查 3、计量特性的检定 4、数据处理和分析 5、检定结果的处理 检定记录: 1、检定原始记录应包含的信息 2、记录的书写要求 3、记录核验制度 检定证书及报告: 1、证书及报告包含的信息 2、证书的种类 3、证书报告批准制度,24,计量器具状态标识: 绿色 黄色 红色,25,第二节 计量校准,一、计量校准概述: 校准定义:在规定的条件下,为确定测量仪器或测量系统所指示的量值, 或实物量具(参考物质)所代表的量值,与对应的由标准所 复现的量值之间关系的一组操作。 校准目的: A)确定示值误差,并确定其是否处于预期的允差范围内; B)得出标称值偏差的报告值,并调整测量仪器或对示值加以修正; C
14、)给标尺标记赋值或确定其他特性,或给参考物质的特性赋值; D)实现溯源性。 校准依据 校准结果,26,二、检定与校准的关系:,检定与校准的区别可归纳为5个方面:法制性、目的、依据、结果、 记录。具体如下: 校准不具有法制性,是企业自愿溯源行为;检定则具有法制性,是计量管理范畴的执法行为。 校准主要确定测量仪器的示值误差;检定则是对其计量特性及技术要求符合性的全面评定。 校准的依据是校准规范、校准方法(也可参照检定规程),通常应作统一规事实上,有时也可自行制定;检定的依据则是检定规程。 校准通常不判断测量仪器合格与否,必要时也可确定其某一性能是否满足预期要求,即:校准可只针对某一项目或经常使用的
15、量程;检定则必须针对全部的计量特性,并作出合格与否的结论。显然校准更具灵活性。 校准结果通常是出具校准证书或校准报告;检定结果则合格的发检定证书,不合格的发不合格通知书。,27,三、计量校准的实施, 校准规范的准备: 计量校准规范应规定以下方面的内容: A)规范的适用范围; B)校准的项目及校准用的工具; C)校准的条件; D)校准的要求; E)校准的方法:外观检查、计量特性的检查、数据处理和分析; F)校准结果的处理和校准周期。,28, 校准实施步骤: A)外观检查 B)正常性检查 C)计量特性的校准 D)数据处理和分析 E)校准结果的处理 校准记录: 1、校准原始记录应包含的信息; 2、记
16、录的书写要求; 3、记录核验制度 校准证书及报告: 1、证书及报告包含的信息; 2、证书的种类 计量器具校准状态标识,29,第六章 计量器具管理,第一节 ISO9001:2000对计量器具管理的要求 ISO9001:200标准第7。6条监视和测量装置的控制对计量器具管理 进行如下规定: “组织应确定需实施的监视和测量以及所需的监视和测量装置,为产 品符合确定的要求提供证据。 组织应建立过程,以确保监视和测量活动可行并以与监视和测量的 要求相一致的方式实施。 为确保结果有效,必要时,测量设备应: A)对照能溯源到国际或国家标准的测量标准,按照规定的时间间隔或在使用前进行校准或检定,当不存在上述标准时,应记录校准或检定的依据; B)进行调整或必要时再调整; C)得到识别,以确定其校准状态; D)防止可能使测量结果失效的调整; E)在搬运、维护和贮存期间防止损坏或失效。,30,此外,当发现设备不符合要求时,组织