人力资源一计量基础知识培训讲义+bqdd精编版Word文档下载推荐.docx
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计量认证和实验室认可的异同
项目
原则
适用
考核标准
实验室
考核内容
计量认证
依法
中国
专用
“强制”/自愿
仪器、环境、人员、管理制度等
实验室认可
互认
国际
ISO/IEC17025
2.什么是计量
计量的定义:
实现单位统一、量值准确可靠的活动。
从广义上说,计量是对“量”的定性分析和定量确认的过程。
3.计量的分类
1)科学计量:
即真正意义的计量学,涉及十大类的计量,包括:
几何、光学、电离辐射、力学、声学、热工、化学、电磁、无线电、时间频率。
2)工程计量:
企业内部的计量。
源于需求,满足需求。
3)法制计量:
官方授权强制管理的计量。
4.计量的特点
1)准确性。
测量结果与被测量真值的接近程度。
2)一致性。
重复性和复现性。
3)溯源性。
任何一个测量结果或测量标准的值,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。
4)法制性。
国家计量法规体系:
法律,行政法规,地方性法规和部门规章。
5)社会性。
是社会发展的产物,与每个公民的生活实践息息相关。
6)经济性。
在实施计量管理的过程中,必须注意经济效益。
明确投资方向,确定投入产出比。
5.计量的内容
计量研究的内容包括六个方面:
1)计量单位与单位制
2)计量器具(计量基准、计量标准、工作计量器具)
是指单独地或连同辅助设备一起用以进行测量的器具。
3)量值传递与量值溯源
4)物理常量、材料与物质特性的测定
5)测量误差、测量不确定度与数据处理
6)计量管理——计量的法律、法规和规章
二、测量仪器
1.测量仪器的定义和分类
1)定义:
单独地或连同辅助设备一起用以进行测量的器具(又称为计量器具)。
2)分类:
实物量具——使用时以固定形态复现或提供给定量的一个或多个已知值的器具。
仪器仪表——用以测量,将被测量转换成可读取其量值的模拟量或数字量。
按其功能可分为指示式测量仪器、记录式测量仪器、累计式测量仪器、积分式测量仪器、模拟式测量仪器、数字式测量仪器。
标准物质——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、评价测量方法或材料赋值的一种材料或物质。
也称为“有证参考物质”,其特性值都附有给定置信概率水平的不确定度。
测量系统——组装起来用以进行特定测量的全套计量仪器和其它辅助设备。
如热电偶检定装置,热能表检定装置等。
测量系统的测量误差主要取决于计量仪器,辅助设备所引起的误差影响量一般比计量仪器的允许误差低一个数量级。
2.计量器具的主要特性
1)有关工作范围的特性
示值——测量仪器所给出的量的值。
标称值——测量仪器上表明其特性或指导其使用的量值,该值为修约值或近似值。
标称范围——测量仪器的操纵器件调到特定位置时可得到的示值范围。
测量范围(工作范围)——测量仪器的误差处于规定极限内的一组被测量的值。
量程——标称范围内两极限之差的模。
2)有关工作条件的特性
额定操作条件(正常工作条件)
极限条件
参考条件
3)有关响应方面的特性
响应特性——在规定条件下,激励与其响应的关系。
如热电阻的电阻值是温度的函数。
灵敏度——测量仪器响应的变化除以对应的激励变化。
数字仪表通常以最低量程的一个末位分辨力(有效数字)表示;
模拟仪表通常以最低量程的最小分度值表示。
鉴别力[阈]——使测量仪器产生未觉察的响应变化的最大激励变化,这种激励变化应是缓慢的和单向的。
分辨力——显示装置能有效辨别的最小的示值差。
数字仪表为一个末位有效数字(最小非零读数);
模拟仪表可以理解为合理的最小分度值1/n的估读值。
死区——不致引起测量仪器响应发生变化的激励变动的最大区间。
4)有关准确度方面的特性
测量仪器的准确度——测量仪器给出接近于真值的响应能力。
测量的准确度——测量结果与被测量真值之间的一致程度。
准确度等级——符合一定的计量要求,使误差保持在规定极限以内的测量要求的等别、级别。
【测量】误差——测量结果减去被测量的真值。
【示值】误差——测量仪器示值与对应输入量的真值之差。
最大允许误差——测量仪器的允许误差限。
基值误差——测量仪器在规定示值或规定的被测量值处的测量仪器误差。
零值误差——零值的基值误差。
固有误差——也称基本误差。
在参考条件下确定的测量仪器的误差。
偏移——测量仪器示值的系统误差。
抗偏移性——测量仪器给出不含系统误差的示值的能力。
引用误差——测量仪器的误差除以仪器的特定值。
5)有关性能方面的特性
漂移——测量仪器计量特性的慢变化。
稳定性——测量要求保持其计量特性随时间恒定的能力。
超然性——测量仪器不改变被测量的能力。
如:
天平是超然的,因为它在测量时不会影响被测的质量;
电阻温度计是不超然的,因为在测量时它会使被测介质升温(即使很微量)。
重复性——在相同测量条件下,重复测量同一个被测量,测量仪器提供相近示值的能力。
(相同条件:
测量程序、测量的观察者、测量设备、参考测量标准、地点,短时间内重复测量)
复现性——不同的人在不同时间使用不同的原理、方法、测量仪器对某量进行测量结果的一致性。
(不同条件:
测量原理、测量方法、观察者、测量设备、参考测量标准、地点,一段时间间隔)
可靠性——测量仪器在规定条件下和规定时间内,完成规定功能的能力。
(可用平均无故障工作时间MTBF来表示)
3.测量标准
测量标准(也称计量基准、计量标准)——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。
测量标准按量传体系通常有:
基准——(也称原级标准)最高标准。
国家标准、国际标准
次级标准——通过与相同量的基准比对而定值的测量标准。
(包括副基准、工作基准)
参考标准——在给定地区或组织内,通常具有最高计量学特性的测量标准,在该处所做的测量均从它导出。
(社会公用计量标准)
工作标准——用于日常校准或核查实物量具、测量仪器或参考物质的测量标准。
三、计量检定
1.定义
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。
2.特点
a)检定对象——计量器具
b)检定目的——判定计量器具是否符合法定要求
c)检定依据——国家或地方、部门计量检定规程
d)检定结果——必须作出是否合格的结论,并出具证书或加盖印记
e)检定性质——具有法制性
f)计量主体——计量检定人员
四、校准
在规定条件下,为确定测量仪器或测量系统所指示的量值,或实物量具或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。
2.与检定的共同点
均属于量值溯源的一种有效合理的方法和手段,目的都是实现量值的溯源性。
3.与检定的区别
区别点
检定
校准
特点
对计量特性进行全面的评定
确定其量值
测量环境
依据检定规程,有严格要求
没有严格要求,但要求记录
法制性
作出合格与否的结论,具有法制性
不判断计量器具的合格与否
报告
检定证书或检定结果通知书
校准证书或校准报告
五、量值传递与量值溯源
1.量值传递
通过对计量器具的检定或校准,将国家基准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,以保证对被测对象量值的准确一致。
2.量值溯源
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。
3.溯源等级图
一种代表等级顺序的框图,用以表明计量器具的计量特性与给定量的基准之间的关系。
六、法定计量单位
1.SI基本单位
量的名称
单位的名称
单位的符号
长度
米
m
质量
千克(公斤)
kg
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.法定计量单位的构成
我国
法定计量单位
国际单位制(SI)
单位
SI制单位
SI基本单位(7个)
SI导出单位
包括SI辅助单位(2个)在内的具有专门名称的SI导出单位(2+19个)
组合形式的SI导出单位
SI单位的倍数单位(十进倍数单位和十进分数单位)20个
国家选定的作为法定计量单位的非SI单位(16个)
由以上单位构成的组合形式的单位
3.法定计量单位使用规则
依据:
GB3100《国际单位制及其应用》和GB3101《有关量、单位和符号的一般原则》
1)法定计量单位的名称(组合单位的名称)
2)法定计量单位和词头的符号(组合单位的符号)
符号——中文符号和国际通用符号两种。
中文符号一般只在初中、小学课本和普通书刊中有必要时将单位的简称作为符号使用;
国际通用符号一般由拉丁字母或希腊字母和特殊的数学符号形成。
书写——单位和词头用正体;
词头符号的字母,是否用小写以表示的因数小于106为界;
量的符号用斜体。
读音——单位与词头的符号按单位与词头的中文名称(或简称)读音,即汉字读音(不能用汉语拼音或英文读音)。
kg,cm,kPa。
4.使用注意事项
1)组合单位的中文符号和中文名称。
依据单位符号的顺序读音和书写,其中“•”不读;
“/”读“每”;
指数名称读在前,面积读平方,体积读立方。
2)在一个单位中一般不允许国际符号与中文符号混用。
如速度不能用km/小时。
3)词头符号与单位之间不得留空隙或表示乘的符号。
质量热容MJ/(kg•K)不能用M·
J/kg/K,读成“兆焦耳每千克开尔文”。
4)组合单位的倍数单位一般只用一个词头,并尽量用在组合单位中第一个单位,词头通常在分子的第一个单位之前(分母为长度、面积、体积及质量kg单位的除外)。
电容量:
pF不能用µ
µ
F
5)有些非物理量的单位(如件、台、圆、人等)可用汉字与符号组成
6)量值中的数值一般应采用阿拉伯数字。
避免用分数,而用小数。
7)当数值的位数多时,可用×
10n表示(n为正负整数)。
(保证合理的有效位数)
七、计量单位的换算
1.近似值的单位换算规则
由于测量得到的结果均为近似值。
因此,在测量结果为非法定计量单位时,需换算为法定计量单位,应遵循以下规则截取近似值:
(1)法定计量单位换算时有效位数的截取
设换算前后两个数为M和N,两个数有效部分的前两个数值分别为m和n。
①当
,则换算后的数值N的有效位数应比M多一位;
②当
,则换算后的数值N的有效位数应比M少一位;
③当
,则换算前后的数值M和N有效位数相同。
例1.将4.81mmHg的压力换算为法定计量单位。
解:
因1mmHg=133.3Pa,则4.81mmHg=4.81×
133.3Pa=641.173Pa
此处m=48,n=64,
。
因此,换算前后的有效位数相同,即4.81mmHg=641Pa。
例2.将0.68in(0.68英寸)换算为mm单位。
因1in=25.4mm,得0.68in=0.68×
25.4mm=17.272mm,
此处m=68,n=17,
因此,换算后的数值的有效位数应比换算前的多一位。
即0.68in=17.3mm
例3.分别将0.1015kgf和0.1013kgf换算成法定计量单位N。
因1kgf=9.80665N,
①0.1015kgf=0.1015×
9.80665=0.995375N;
m=10,n=10(修约),则m/n=1。
则换算前后数值的有效位数相同,即0.1015kgf=0.9954N。
②0.1013kgf=0.1013×
9.80665=0.993413645N;
m=10,n=99,则n/m=9.9>
3.2。
则换算后的数值的有效位数应比换算前的少一位。
即,0.1013kgf=0.993N。
(2)带有测量不确定度表示的近似值换算
JJF1059-1999中规定:
测量结果的修约间隔应与测量不确定度的修约间隔一致。
而测量不确定度的有效位数取1~2位。
(一般采用如下办法:
测量不确定度的第一个有效数字为1或2时,取两位有效数字;
第一个有效数字为≥3时,取一位有效数字)
例:
将血压的收缩压p=(136.2±
0.5)mmHg换算成kPa单位。
因1mmHg=133.3Pa,则0.5mmHg=0.5×
133.3Pa=0.06665kPa=0.07kPa(保留一位有效数字)。
其修约间隔为0.01kPa。
又136.2mmHg=136.2×
133.3Pa=18.15546kPa=18.16kPa。
因此,p=(136.2±
0.5)mmHg=(18.16±
0.07)kPa
2.极限值的单位换算规则
极限值是指极大值和极小值,它们均属于不可逾越的界限值。
因此,在单位换算时换算后的数值一般是根据规定(需要)的修约方向修约。
它不同一般的数字修约规则,以保证换算后的量值仍在原来的范围内。
即
①对于极大值(max),只舍不入(不能更大);
②对于极小值(min),只入不舍(不能更小)。
例1:
某一技术说明中规定,测量范围0~100kgf/cm2压力传感器的允许误差为±
0.05kgf/cm2,将其换算以Pa为单位,如何确定允许误差?
因1kgf/cm2=0.0980665MPa,
则0.05kgf/cm2=0.05×
0.0980665MPa=0.004903325MPa,按极大值处理:
因为
,换算前后的有效位数相同,则±
0.05kgf/cm2=0.004MPa(只舍不入)。
例2:
将极小值4.7in换算成以mm为单位的极小值。
因1in=25.4mm,
则4.7in=4.7×
25.4mm=119.38mm。
上述的m=47,n=12,
因此,换算后数值的有效位数应比换算前的多保留一位有效位数。
则,(4.7in)min=(120mm)min(只入不舍)。
八、测量误差
1.测量
以确定量值为目的的一组操作。
(包括自动进行的)
2.测量误差
测量均有误差。
有三种表示方式:
a)绝对误差:
测得值减去被测量的真值。
b)相对误差:
绝对误差与被测量的(约定)真值之比,用百分比%表示。
c)引用误差:
计量器具的绝对误差与其特定值(xN)之比,用百分比%表示。
3.测量误差的来源
a)器具误差
b)环境误差
c)人员误差
d)方法误差
e)被测对象
4.测量误差的分类
根据测量误差的不同特性,可以将测量误差分为系统误差和随机误差。
a)系统误差Δs:
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真值之差。
注:
①“无限多次测量”是理想化的定义;
②真值不能真正获得,常采用约定真值;
③计量检定中,标准器本身的误差,将以固定不变的形式,传递给被检计量器具,所以标准器的误差此时为系统误差。
b)随机误差Δf:
测量结果与在重复条件下,对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差。
①无限多次测量一般做不到,只能是有限多次测量,故可能确定的只是随机误差的估计值;
②随机误差一般由许多微小变化的因素造成的,有:
计量器具固有(基本)误差、环境条件偏离、人员读数的微小变化。
这些因素时而相加,时而相减抵消,时而这个影响大一些,时而那个影响大一些,呈现随机性,表现在测量值上就是随机误差。
③对于某一次测量而言,随机误差的大小和符号都是不可预知的,而作为多次测量总体而言,它服从一定的统计规律。
因此,可以用数理统计的方法估计随机误差对测量结果的影响。
九、数据处理——数值修约
1.数值修约的意义
由于测量结果含有误差,测量结果的位数应保留适宜,不能太多也不能太少。
测量结果的数据处理和结果表达是测量过程的最后环节。
因此有效位数的确定和数据修约对测量数据的正确处理和测量结果的准确表达有很重要的意义。
数值修约就是将表示带有误差的测量或计算结果的数字,通过省略数值的最后若干位数字,调整所保留的末位数字,使最后所得到的近似值尽可能接近原数值的过程。
所谓“修约”就是“舍入”或“进舍”。
数值修约是通过省略原数值的最后若干位数字,调整所保留的末位数字,使最后所得到的值最接近原数值的过程。
经数值修约后的数值称为(原数值的)修约值。
修约值的最小数值单位称为修约间隔。
修约间隔的数值一经确定,修约值即为该数值的整数倍。
如指定修约间隔为0.1,修约值应在0.1的整数倍中选取,相当于将数值修约到一位小数;
如指定修约间隔为100,修约值应在100的整数倍中选取,相当于将数值修约到“百”数位。
2.有效数字及有效位数
在书写不带不确定度的任一数字时,应使左起第一个非零数字一直到最后一个数字为止,都是有效数字。
有效数字的个数即有效位数。
3.数值修约规则和方法
国家标准GB/T8170-2008《数值修约规则与极限数值的表示和判定》规定了测量或经计算的各种数值需要修约时的规则。
具体规则及方法如下:
(1)确定修约间隔
如指定修约间隔为1,即表明将数值修约到“个”数位;
如指定修约间隔为
(
为正整数),表明将数值修约到
位小数;
,即表明将数值修约到
数位,或将数值修约到“十”、“百”、“千”……数位。
(2)正数的修约
在对数值进行修约时,习惯上,通常使用“四舍五入”。
但理论与实际表明,“四舍五入”并不完美,因为逢五必进,使得“舍入”不平衡,总的说来是“入的多,舍的少”。
GB/T8170-2008规定的进舍规则可归纳为“四舍六入五单双法”。
具体地说,对一个正数进行修约的进舍规则是:
a)拟舍弃数字的最左一位数字小于5,则舍去,保留的其余各位数字不变;
b)拟舍弃数字的最左一位数字大于5,则进一,即保留数字的末位数字加1;
c)拟舍弃数字的最左一位数字是5,且其后跟有非0数字时进一,即保留数字的末位数字加1;
d)拟舍弃数字的最左一位数字为5,且其后无数字或皆为0时,若所保留的末位数字为奇数(1,3,5,7,9)则进一,即保留数字的末位数字加1;
若所保留的末位数字为偶数(0,2,4,6,8),则舍弃。
在d)中情形,所以按5前的一个数字的奇偶性作以上规定,是在此情形进舍后,末位数字统一即为偶数。
上述规则可简单地用用以下口诀来总结:
“四舍六入五考虑;
五后非零则进一;
五后皆零视奇偶;
五前为偶应舍去;
五前为奇则进一”。
将下列数值修约,修约间隔为0.1,即保留一位小数。
14.2631→14.3(六进)
14.3426→14.3(四舍)
14.2501→14.3(五后不全为0)
14.1500→14.2(五后全为0,前面是1,为奇数,进成偶数)
14.2500→14.2(五后全为0,前面是2,为偶数,舍去仍为偶数)
将下列数值修约为百位整数。
1264→1300
1325→1300
1250.2→1300
1350→1400
1250→1200
上述修约值中的最后两个0只起定位作用,因此,1300可记为13×
102,1400可记为14×
102。
(3)负数的修约
负数的修约规则是先按它的绝对值修约,然后在所得值前加上负号。
将下列负数进行修约,修约间隔为10。
-224.91→-220
-366.0→-370
-355→-360
-325→-320
(4)不允许连续修约
拟修约数值应在确定修约间隔或指定修约数位后一次修约获得结果,不得多次按上述规则连续修约。
例如对
进行修约,修约间隔为1。
正确的做法:
;
不正确的做法:
(5)0.5单位修约与0.2单位修约
在对数值进行修约时,若有必要,也可采用0.5单位修约或0.2单位修约。
所谓0.5单位修约也称为(半个单位修约),是指按指定修约间隔对拟修约的数值0.5单位进行的修约。
0.5单位修约方法如下:
将拟修约数值x乘以2,按指定修约间隔对2x依3.2的规定修约,所得数值(2x修约值)再除以2。
将下列数值修约到“个”数位的0.5单位修约
拟修约数值x2x2x修约值x修约值
60.25120.5012060.0
60.38120.7612160.5
60.28120.5612160.5
同样,0.2单位修约是指按指定修约间隔对拟修约的数值0.2单位进行的修约。
0.2单位修约方法如下:
将拟修约数值x乘以5,按指定修约间隔对5x依3.2的规
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