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测量设备
第一章测量设备管理的重要性
一、计量是产品质量的重要保证。
1、产品质量一般可包括设计质量、制造质量、检测质量和使用质量,它涉及到公司每个部门的每个成员。
任何公司,只有把技术开发设计、试制、生产、销售和服务等部门的人员充分发动起来,为共同的产品质量目标而努力,产品质量才能有保证。
全面质量管理的概念正是来源于质量问题的多方面性、综合性和复杂性。
质量管理的重要特点之一,是一切用数据说话,而数据的绝大多数是属计量检测的数据及其换算出来的数据。
数据是质量管理的基础和科学依据。
2、计量是客观评价产品优劣的最终技术手段。
3、计量是控制生产过程工艺参数,确保加工质量的主要技术措施。
生产中各工序的控制参数,都必须通过计量器具的检测才能显示出来。
质量管理的基本方法是PDCA循环,在采取管理措施时的主要依据还是计量数据,计量检测工作是全面质量管理的技术基础,也是技术进步的前提。
二、成本考量
1、节能降耗的重要手段:
如果在生产过程中采用先进的计量检测手段,提高自动、快速、连续测量的水平,甚至达到自动控制调节,就能严格按照工艺参数进行生产,既保证了产品质量,减少了废次品,又能大大降低消耗。
2、公司经济核算的重要依据:
加强公司管理、推行经济责任制、提高经济效益,必须在生产和管理之每个环节上都配齐测量设备。
三、计量对现代社会的影响
1、避免双方买卖的纠纷(交易证明用)。
2、计量在安全方面的作用:
在生产中,安全是保证生产发展,实现生产低耗、优质、高效益的基础,也是正常生产的前提条件。
3、计量在环境保护方面的作用:
在环保方面,也必须用计量和监测来保证。
4、在身体健康中的作用:
人有病到医院去诊断,越来越需要借助于各种测量设备,以对各种临床数据进行测试。
又如,现代医学上使用红外测温仪来测量人体的温度,观察体内微小的温度差异。
而如果测量设备不准确,测试方法不对,将造成诊断错误治疗失败。
第二章法定计量单位
1、基本单位和辅助单位
基本单位
辅助单位
量的名称
单位名称
单位符号
量的名称
单位名称
单位符号
长度
米
m
平面角
弧度
rad
质量
千克(公斤)
kg
立体角
球面度
sr
时间
秒
s
电流
安(培)
A
热力学温度
开(尔文)
K
物质的量
摩(尔)
mol
发光强度
坎(德拉)
cd
2、导出单位
量的名称
单位名称
单位
符号
其他表示
式例
量的名称
单位名称
单位
符号
其他表示
式例
频率
赫(兹)
Hz
S-1
磁通量
韦(伯)
Wb
V.S
力;重力
牛(顿)
N
Kg.m/s2
磁通量强度
磁感应强度
特(斯拉)
T
Wb/m2
压力,压强;应力
帕(斯卡)
Pa
N/m2
电感
享(利)
H
Wb/A
能量;功;热
焦(耳)
J
N.m
摄氏温度
摄氏度
℃
功率;辅射通量
瓦(特)
W
J/s
光通量
流(明)
lm
cd.sr
电荷量
库(仑)
C
A.s
光照度
勒(克斯)
lx
lm/m2
电位;电压;
电动势
伏特
V
W/A
放射性活度
贝可(勒尔)
Bq
S-1
电容
法(拉)
F
C/V
吸收剂量
戈(瑞)
Gy
J/kg
电阻
欧(姆)
Ω
V/A
剂量当量
希(沃特)
Sv
J/kg
电导
西(门子)
S
A/V
3、词头
所表示的因数
词头名称
词头符号
所表示的因数
词头名称
词头符号
1018
艾
E
10-1
分
d
1015
拍
P
10-2
厘
c
1012
太
T
10-3
毫
m
109
吉
G
10-6
微
µ
106
兆
M
10-9
纳
n
103
千
k
10-12
皮
p
102
百
h
10-15
飞
f
101
十
da
10-18
阿
a
4、国家选定的非国际单位
量的名称
单位名称
单位称号
换算关系及说明
时间
分
时
天(日)
Min
h
d
1min=60s
1h=6min
1d=24h
平面角
(角)秒
(角)分
度
(″)
(′)
(°)
1″=(π/648000)rad
1′=60″=(π/10800)rad
1°=60′=(π/180)rad
旋转速度
转每分
r/min
1r/min=(1/60)s-1
长度
海里
nmile
1nmile=1852m(限航程)
速度
节
kn
1kn=1nmile/h=(1853/3600)m/s(限航行)
质量
原子质量单位
(吨)
u
t
1u=1.6605655×10-27
1t=103㎏
体积
升
L,(I)
1L=1dm3=10-3m3
能
电子伏
eV
1Ev≈1.6021892×10-19J
波差
分贝
dB
线密度
特(克斯)
tex
1tex=1g/km
土地面积
公顷
ha
1ha=10000m2=0.01km2
第三章测量方法与基础知识
1、有效数字
有效数字:
所谓有效数字就是从测量设备上能直接读出(包括一位估计读数在内)的几位数字。
1.0005g五位有效数字
0.5000四位有效数字
0.0540三位有效数字
0.0054二位有效数字
0.5一位有效数字
2、可疑测定值的舍弃
四倍法、(可疑值-M)/δ
>4、3σ法则
3、误差
系统误差、方法误差、仪器误差、试剂误差、操作误差、偶然误差
4、精度
准确度-系统误差的影响程度
精密度-随机误差的影响程度
精确度-综合影响程度(不确定度或极限误差表示)
5、偏差和公差
偏差、标准偏差、公差
6、测量方法
直接测量、间接测量、相对测量、绝对测量、接触测量、非接触测量、单项测量、综合测量、离线测量、在线测量
7不确定度
标准不确定度A类评定、标准不确定度B类评定
A
自由度=n-k
标准偏差的自由度=n-1(单次测量)
B
自由度=1/2(óu/u)2
3-8测量次数
S=S’/n½
N=S’2/S2
由此可知,当S’和S一定时,测量次数可以确定.
第四章测量设备的选择
1、测量设备的选择
1.1测量设备应根据被测量物体的测量准确度进行选择,所选用的测量设备的极限误差应不大于被测量物体的极限误差,通常为测量任务公差的1/3-1/10。
a
b
c
差带
c
b
上验收界限
下验收界限
最小极限尺寸
最大极限尺寸
b
配合要求
1.2安全裕度(A)
测量设备不确定度u1、温度、压陷效应、形状误差等引起的测量不确定度u2
应按测量器具所引起的测量不确定度选用测量器具,所选用的测量器具的不确定度应等于或小于标准所规定的u1值。
第五章测量设备的使用管理
1、测量设备的分类
凡直接或间接从事测量、分析、校准、检验、测试等作业的设备统称之。
1.1按产品特性分类:
机械测量仪器类:
如游标尺、测微仪、厚度规、孔径规及量表等。
电量测量仪器类:
如电流表、电压表、瓦特表、电容器、电桥类等。
电子测量仪器类:
如信号产生器、频率计、示波器、高频率表、数字电表。
度量衡器具类:
如尺、秤类、温度计、流量计等。
1.2按性质分类:
计量基准:
计量基准一般又分为国家基准、副基准和工作基准。
“用来复现和保存计量单位,具有现代科学技术所能达到的最高准确度,经国家签定并批准,作为统一全国计量单位量值的最高依据的计量器具”称为国家计量基准。
计量标准:
按国家规定的准确度等级,作为检定依据用的计量器具或物质
工作用计量器具:
“不用于检定工作而只用于日常测量的计量器具”称为工作用计量器具。
2、影响测量精度的因素
2.1测量时的环境影响:
如温度、湿度等影响。
2.2测量时测量设备本身影响:
如刻度分割不匀,灵敏度发生故障,精度损伤,或受使用次数(时间)受磨损衰化等。
2.3测量人员技术的影响:
如保养不良,事后检校不确实,观察姿态不正确,使用方法不对,及读数错误等。
2.4选用不当测量设备的影响:
检校不同的测量设备,应用不同精度的测量设备,一般依被检校者的精度选用适当测量设备,测量设备的精度必须是被测量设备精度的十倍。
同精度的测量设备不可作校准之用,亦应避免作相互核对之用。
3、管理体系
由于各公司规模及组织型态不同,但总离不开下列型态:
3.1分散管理型:
此种较适合大型公司设有很多关系;企业而生产各种不同性质的产品。
3.2集中管理型:
比较适用中小型企业,此型易于掌握,较经济,故此规模之公司都在采用。
两种管理型态的优点与缺点比较如下:
分散管理型态
集中管理型态
1)由于组织之间关系须建立各种不同的标准校准设备二套以上
1)组织较简单、只设立一套完整标准仪器或较正设备即可以实施。
2)测量设备备用品各事业部门需设置一套
2)仅设立一个管理部门即可
3)管理人员及校准技术人员增加
3)管理与校准技术人员较少
4)组织型态较复杂,测量设备活用率较低互相借用调度困难
4)组织型态单纯,各种测量设备调度较容易
5)现场所有的各种测量设备较客易掌握,但精度与维护管理单位建立标准较困难,资料不易掌握。
5)易于掌握,精度与较正周期容易控制
第六章测量设备的校正管理
1、强制计量管理:
法定计量标准的计量器具、贸易、结算工作的计量器具、环境检测工作的计量器具、安全防护工作的计量器具、医药卫生工作的计量器具、国家特许管制的计量器具
2、非强制计量管理:
工艺控制工作的计量器具、质量检验工作的计量器具、能耗考核工作的计量器具、经济核算工作的计量器具、科学实验工作的计量器具
3、计量的法律法规:
计量法;计量法实施细则;强制检定的工作计量器具检定办法;强制检定的工作计量器具检定明细目录;计量检定人员管理办法;计量检定印;证管理办法;计量器具新产品管理办法;专业计量站管理办法;计量授权管理办法;制造、修理计量器具许可证监督管理办法;法定计量检定机构监督管理办法;关于企业使用的非强检计量器具由企业依法自主管理的公告
4、测量设备的管理:
测量设备的流转;测量设备的封缄;测量设备的标记;测量设备的ABC分类管理;不合格设备及其数据处理;外购产品和外来服务的利用
4.1测量设备的流转:
测量设备采购申请审核;入库检定和验收;建立发放制度;降级、报废、销号;周期检定和校准;测量设备使用和保养制度
4.2测量设备的封缄:
封缄的完整性;封印管理;封印的位置;封印的形式;封印破坏后的处理措施;编制封印管理的程序文件;测量设备的零位调整;包括测量仪器和设备:
辅助设备、夹具、定位器、样板、模具、软件等;不包括零位调整器
4.3测量设备的标记:
标记要求;测量设备的标记形式;对确认标记的管理办法-形成文件
(1)标记要求和形式:
永久性标记或非永久性标记;校准状态;校准局限性和使用限制;包括不需校准仪器;包括不许使用的设备
(2)测量设备的标记形式:
合格标记;准用标记;限用标记;禁用标记;测量标准标记;封存标记等
4.4测量设备的ABC分类管理:
A类计量器具;B类计量器具;C类计量器具
(1)A类计量器具
企业最高计量标准和计量标准器具;一级能源计量用器具;进出厂物料核算和散装产品出厂用器具;安全防护、环境检测、医疗卫生用、并列入强检工作计量器具目录内的计量器具;关键的原材料、原器件、外协外购件的关键质量验收用器具;产品的关键质量参数检验用器具;工艺过程中关键参数控制用器具;企业内部贵重物料、物品检测用器具
(2)B类计量器具
新产品技术开发,新产品研制用器具;二三及能源计量用器具;企业内部物料管理用计量器具;安全防护、环境检测、医疗卫生用、并且未列入强检工作计量器具目录内的计量器具;一般原材料、原器件、外协外购件的质量验收用器具;产品质量的一般参数检验用器具;工艺过程中非关键参数控制用器具
(3)C类计量器具
国务院计量行政部门明令允许一次性检定的计量器具;实行有效期管理,不必进行周期检定的标准物质;在生产工艺过程中,不易拆卸的,只作为一般指示器用的计量器具;企业生活区作为能源分配,职工福利用或辅助性生产用的计量器具
4.5不合格设备及其数据处理:
对不合格设备的要求;不合格测量设备的处理;不合格设备出具数据有效性的确认
(1)对不合格设备的要求:
损坏;过载或误操作;显示不正常;功能出现问题;超过了规定的确认间隔;封缄的完整性已被破坏
(2)不合格测量设备的处理:
标识;隔离;记录;确认检测数据对产品质量的影响程度;修理、调整、保养、重新校准、限制使用、降级使用、报废
(3)不合格设备出具数据有效性的确认:
确定不合格时间段;判断超差程度;对那些数据需要重新测量;对那些数据需要抽样复查;在何种情况下可以不必追踪已测量的数据
4.6外购产品和外来服务的利用
5、测量设备管理考核指标:
测量设备配备率;在用测量设备抽检合格率;在用测量设备周检合格率;计量标准器周检合格率;在用测量设备周期受检率;计量标准器送检率等等
第七章计量仪器设备校准与检定
1、为何校准(检定),何为校准(检定)
1.1为何校准(检定):
检定是进行量值传递或量值溯源以及保证量值准确一致和量值统一的重要措施。
1.2何为校准(检定)
校准(检定):
在规定条件下,为确定测量仪器、测量系统的示值、实物量具或标准物质所代表的值与想对应的由参考标准确定的量值之间关系的一组操作。
检定是为评定测量设备的计量特性,确定其是否符合法定要求所进行的全部工作。
计量检定具有下列特点:
A、对象是测量设备(当然包括标准物质)。
B、目的是确保量值的统一,确保量值的溯源性。
C、结论是要确定该测量设备是否合格,即新制的可否出厂,使用中的可否使用。
D、作为计量工作的专门术语,具有法制性。
2、年度校准计划的拟定实施
2.1校准方案
(1)目的:
为加强维护本公司所使用的测量设备应有精确度,以确保产品检测数据的有效性。
(2)范围:
所有公司使用的测量设备均应纳入年度校准计划内。
(3)年度校准计划:
由测量设备专员将所有测量设备依校准周期排订校准预定日程表,通知相关部门。
(4)校准方式:
A、定期校验:
依规定日程表实施校准;
B、不定期校验:
产品在制造过程中或成品运转时发生变异,或对使用的测量设备发生怀疑,或发生测量设备精度受损情形,应即通知测量设备专员处理。
此外新购的测量设备在验收时即校验。
2.2年度校准计划的实施
(1)测量设备专员应确实遵照年度计划预定日程实施,未经校准测量设备暂停使用。
(2)校准结果的处理:
A、校准结果被判定为堪用的测量设备,必须贴上校准标签。
B、校验测量设备有误差而无法调整改正时,由测量设备专员将修正值明显标出,以利测量。
C、误差严重或损伤或超出精度范围时则办理报废。
D、所有校准结果均应真实记录表,注明校准时温度、实测值、误差、修正因素等,同时并登记於基本记录卡上。
E、所有校准记录资料宜永久保存,一般作业用的测量设备基本资料记录卡,通常在报废后,仍须保存一段时间。
3、强检:
强制检定是指对社会公用计量标准,部门和企业、事业单位使用的最高计量标准,以及用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测四个方面的列入强制检定目录的工作计量器具。
4、人员要求
4.1适应性
(1)性格:
以内向的情绪安定型为宜(做事慎重、细心、有耐心与毅力、有责任感)。
(2)身体:
身心健康、视力良好、手脚灵敏、具平衡感、以仪器使用说明书、校准操作程序及以往从事校准易生错误之处,作为训练教材举办讲习,并定期召集检校人员作技术性的研究讨论,并交换心得。
A、具有中专(高中)或相当于中专(高中)以上文化程度。
B、熟悉计量法律、法规。
C、能熟练地掌握所从事检定项目的操作技能。
4.2计量人员资格要求
计量人员进行计量工作,就要求在专业技术方面或专业管理方面的相应的水平,是否具有这种水平要有权威性证明,也就是资格证明。
资格证明实际上是一种对计量人员的确认,是通过考核证实其具有进行某项计量工作的能力,考核的内容和考核的方法应按有关规定进行并将考核结果做出记录存档。
目前,对计量人员有以下几种考核形式和证明方式:
(1)按国家、地方及部门检定规程对计量设备进行检定的人员,应按国家制订的有关检定员管理办法,按所能够从事的检定项目进行考核,合格者颁发检定员证。
考核方法是从检定员考试题库中抽选有关内容试题进行笔试并安排实际操作考试。
发证采取单位主管部门颁发和政府计量行政部门颁发两种形式。
检定员证书上应标明所能进行的检定项目。
执行国家、地方及部门校准规范对计量设备进行校准人员,可参照检定人员考核发证办法取得校准人员证。
对既无检定规程、又无校准规范的计量设备,可由本单位编制校准规范,并对从事此项计量设备校准的人员进行考核,由本单位颁发校准人员证。
对于用测试、校验、比对等方法确认计量设备计量特性的人员,也可按上述方法取得资格证明。
(2)关于需不需要设置调试、修理人员需要设置多少种项目,由本单位决定。
一般对大型、精密、贵重测量设备的调试和修理人员应通过考核取得资格证明。
对于由外单位提供调试、修理的项目,本单位也不必设置此类人员。
总之,对这些项目的人员只要有,就要考虑其资格的确认,但不能过于繁琐。
(3)对于计量技术人员的资格可以用几种方式进行证明。
一是计量技术人员应有某种学历的要求,或经过一定的技术培训取得培训合格证的人员。
二是在计量专项领域、工作成就上,取得有关权威机构颁发的评价性、荣誉性证明。
三是本单位在计量技术管理上设置的不同岗位,每个岗位要有岗位职责,要胜任这些职责就要具备一定的水平,就要进行上岗前的考核。
这种考核一般由本单位组织进行,考核合格的颁发上岗证。
(4)对于计量管理人员,可以用与计量技术人员相类似的方式和要求进行资格确认。
只不过是岗位责任制内容有较大不同,其职责突出了管理能力和管理项目要求,主要应对管理水平进行考核。
5、校准作业程序的制订:
请资深的检校人员拟定正确的校准作业程序,使任何新进人员在检校工作时有所依循,不必摸索,同时亦可用作在职训练教材。
6、测量设备确度校准原则:
对一熟悉操作,能读取数值者,即称为执行检校工作者实为不够,尤其现在科技发达,可靠精度的要求逐渐严格下,检校人员应具备丰富知识、思虑周详及对仪器认识清楚,而且切实将标准追溯完整,因此测量设备需要获得精确检校,必须遵照下列原则:
6.1测量数值的观念:
校准人员对测量设备测定点的选择、测量次数、有效次数的确定及测量数值的取舍观念应清楚、肯定,绝不可模棱两可。
6.2仪器种类的认识:
了解被检数据型式、类别,并熟悉选用测量设备获得最经济、最有效及最准确的数据,是检校人员对测量设备认识的基本要求。
6.4标准:
当校准人员选用某项标准器时,应先察明该标准是否经过标准追溯?
是否已超逾有效年限?
测出数据是否适用等事情,并利于导入标准于被测设备上。
6.5作业程序:
任何校准工作除选用标准器配合现有测量设备外,尚需依照规定的检校作业程序及测量设备操作要领,逐步完成检校,此种作业程序应保持完整与适用情况。
6.6研判:
应用经过统计分析数据、客观研判被校准测量设备性能,并在校准报告上明确指出合格(堪用)或送修或报废。
7、追溯
7.1追溯:
测量设备使用者将其依据的标准送往与国家标准有关联性的实验室进行校准或检定。
7.2追溯的必要性:
A、对于新的或修理后的测量仪器,必须加以校准或检定,以确定其量测特性是否合格。
B、使用中的测量仪器,由于使用不当、维护不良、环境影响或零件、组件内在品质的变化等,会引起测量仪器的特性变化
8、检定方法:
综合检定法;单元检定法
9、校准周期及方式
9.1校准周期的订定:
在一般较精密测量设备使用说明书或出厂检查表都有详细记载校准的时间及校准必备的环境,按其规定的时间实施校准即可。
或者视各类测量设备的实际使用频率排定校准周期。
9.2校准方式:
定期校准:
A、外校;将标准件送上一级实验室校准,即追溯。
B、自校:
利用追溯的标准件,对实验室内仪器或标准件自行校准。
不定期校准:
A、对测量结果产生怀凝时;B、计量器具有跌落、损坏时;C、重要计量器具移动时等。
10、结果处理
10.1测量设备校正结果标识
A、检定或校准结果,被判定合格的测量设备必需贴上检查标识。
B、检定或校准被判定为不合格的测量设备需贴上明显颜色的特别标签,并注明处理方法(例如不能再使用必须报废、更新或者限期送修后再送检等)。
10.2校准或检定记录的处理
A、检定或校准的结果须有明确的特性记录资料(实测值误差)记入管理卡上。
B、对使用频率较多或要求精度较高的测量设备,必须将校准或检定后的记录挂在该仪器上,以便使用时做误差修正用。
11、校准记录资料的保存
11.1标准器或各种校准设备的检定记录须永久保存。
11.2标准器(或常标准器)其精度变动情形(历年来的变动情形)的记录,必须永久保存。
11.3常用标准器或作业用标准器的检定记录资料,当该标准器报废后,尚须保存五年以上。
11.4一般作业用的测量设备检定记录资料,当该测量设备报废后,尚须保存12年。
第八章ISO9001对计量的要求
1、监视和测量装置的控制
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。
此外,当发现设备不符合要求时,组织应对以往测量的结果的有效性进行评价和记录。
组织应对设备和任何受影响的产品采取适当措施。
校准和验证结果的记录应予以保持。
当计算机软件用于规定要求的监视和测量时,应确认其满足预期用途的能力。
确认应在初次使用前进行,必要时再确认。
注:
作为指南,参见GB/T19022.1和GB/T19022.2。
2、测量系统控制
2.1全部测量系统保持控制-开发、生产、安装和服务
测量设备、专用工装和试验软件生产夹具、比较标准和过程检测仪器形成文件!
适用的规范及其选择,量程、准确度;首次使用前校准(包括软件);校准周期;标识;防护;溯源性
没有国际或国家标准时,用于校准的依据应形成文件。
记录-校准频次、校准状态、借、使用、返还、搬运、贮存、调试、修理、校准、安装。
2.2准确度不足时应采取措施:
测量过程失控或检验、测量和试验设备超过了校准界限(时间和准确度)时应采取措施
2.3其它:
外部设备的使用;供应商处设备的控制;人员资格;环境要求
3、实验室与仪器设备的管理:
实验室;方针和目标、;组织机构;实验室质量保证体系;检测项目和检测能力;仪器设备和标准物质;校准;人员;制度等等
(注:
仪器设备包括标准物
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