计量仪器管理与校正.docx
- 文档编号:24239996
- 上传时间:2023-05-25
- 格式:DOCX
- 页数:74
- 大小:444.88KB
计量仪器管理与校正.docx
《计量仪器管理与校正.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《计量仪器管理与校正.docx(74页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
计量仪器管理与校正
计量仪器管理与校正
前言
计量仪器管理的重要性
1-1计量是产品质量的重要保证。
1.计量器具是特殊的生产资料
2.计量是产品质量的重要保证
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,它涉及到企业每个部门的每个成员。
计量是客观评价产品优劣的最终技术手段。
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。
1-2成本考量
1.节能降耗的重要手段
2.企业经济核算的重要依据
1-3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。
3.计量在环境保护方面的作用
4.在身体健康中的作用
计量仪器管理与校正
培训内容
一、计量的起源和发展
二、法定计量单位
三、长度计量的几项基本原则
四、量块的基础知识
五、测量方法与基础知识
六、计量仪器设备的选择
七、计量仪器设备的使用管理
八、计量仪器设备的校正管理
九、ISO9001对计量的要求
十、校正程序编撰
十一、仪器管理审核中常见缺失
十二、MSA介绍
十三、常见的量具(仪)的使用注意事项及维修
答疑
卡尺、千分尺、千(百)分表检定记录表
第一章计量的起源和发展
古稱“度量衡”﹐源于最初的商品交換。
“尺﹑斗和秤”---長度﹑容量和重量。
計量追求“單位統一﹑量值准確可靠”
計量的發展階段
階段
計量
來源
古典階段
英碼﹑尺﹑畝
鼻尖到指尖﹑腳長﹑二牛一日翻耕面積
經典階段
米﹑千克﹑安培﹑秒
“米制公約”來原器﹑千克原器
現代階段
米基准﹑秒基准
伏特基准﹑歐姆基准
量子理論為基礎
計量之特點
第二章法定计量单位
国际单位制-基本单位
量的名称
单位名称
单位符号
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
国际单位制-辅助单位
量的名称
单位名称
单位符号
平面角
弧度
rad
立体角
球面度
sr
国际单位制-导出单位
量
SI单位
量
SI单位
名称
符号
名称
符号
频率
赫兹
Hz
磁通[量]
韦伯
Wb
力
牛顿
N
磁感应强度,磁通密度
特斯拉
T
压强,(压力),应力
帕斯卡
Pa
电感
亨利
H
能,功,热量
焦耳
J
摄氏温度
摄氏度
℃
功率,辐射通量
瓦特
W
光通量
流明
lm
电量,电荷
库仑
C
光照度
勒克斯
lx
电位,电压,电动势,电势
伏特
V
发射性活度,(放射强度)
贝可勒尔
Bq
电容
法拉
F
吸收剂量
戈瑞
Gy
电阻
欧姆
Ω
剂量当量
希沃特
Sv
电导
西门子
S
SI词头
因数
词头名称
符号
因数
词头名称
符号
原文(法)
中文
原文(法)
中文
1024
yotta
尧[它]
Y
10-1
déci
分
d
1021
zetta
泽它]
Z
10-2
centi
厘
c
1018
exa
艾[可萨]
E
10-3
milli
毫
m
1015
peta
拍[它]
P
10-6
micro
微
µ
1012
téra
太[拉]
T
10-9
nano
纳[诺]
n
109
giga
吉[咖]
G
10-12
pico
皮[可]
P
106
méga
兆
M
10-15
femto
飞[母托]
f
103
kilo
千
k
10-18
atto
阿[托]
a
102
hecto
百
h
10-21
zepto
仄[普托]
z
101
déca
十
da
10-24
yocto
幺[科托]
y
计量单位使用方法
法定计量单位和词头名称
a.读写的顺序原则上是与该单位的国际符号表示的顺序一致。
(但乘方形式的单位名称,要把指数名称读在指数所表示的单位之前)
如:
密度单位kg/m3,其中文名称为“千克每立方米”
b.单位的国际符号中的数字符号(“·”、“/”、“Xn”)的读写
☆乘号(“·”)无对应的符号,即不在读写
☆除号(“/”)对应读写“每”字,无论分母中有几个单位,“每”字只出现一次
☆乘方中的指数的响应名称一般是数字加“次方”两字,但如果是长度单位的2次幂或3次幂,且用以表示面积或体积时,则相应读写为“平方”和“立方”。
计量单位使用方法
法定计量单位和词头的组合书写形式
a.相乘形式
不能加词头的单位不应放在最前面。
如:
瓦特小时应为“W·h”不应为“h·W”
若组合单位中某单位的符号又同时是词头符号,并有可能发生混淆时,亦不应放在最前面。
如:
力矩的单位应写为N·m,不能写为Mn(以免误为毫牛)。
b.相除形式
*当可能发生误解时,应尽量采用分式形式或中间乘号用居中圆点表示负数幂形式。
如:
速度单位宜用“m/s”“m·s-1”不应为“ms-1”以免误为每毫秒。
*当分子无量纲而分母有量纲时,一般不用分式而用负数幂的形式。
如:
波数m-1而不用1/m
法定计量单位的使用规则
a.优先使用国际符号;
b.组合单位加词头的原则
相乘形式的组合单位加词头,词头应加在组合单位中的第一个单位前。
如:
N·m加词头M时,应写为MN·m,不宜写为N·Mm。
c.单位的名称或符号要作为整体使用。
如:
1cm2=1(cm)2;1cm2≠10-2·m2
d.不能单独使用词头。
e.词头不能重叠使用。
f.量值应正确表述。
如:
①5~7kg不应写为5kg~7kg;
②(64±6)mm不应写为64mm±6mm;
③1.75m不应写为1m75亦不应写为1m75mm。
(但非十进制可以,6时30分)
关于法定计量单位的基本使用方法可参考:
GB3100-93《国际单位制及其应用》
GB3101-93《有关量、单位和符号的一般原则》
练习
判断改错:
①5KM②5ms
③5CM④5m/m
⑤5mμ(5微米)
⑥5T
第三章长度计量的几项基本原则
1)最小变形原则
①热变形
式中:
△L=L[a1(t1-20)—a2(t2-20)]
△L—由於溫度變化引起的測量誤差,mm;
a1—工件線性熱膨脹系數,10-6/℃;
a2—量具材料線性熱膨脹系數,10-6/℃;
L—工件尺寸,mm;
t1—工件的溫度,℃;
t2—量具(儀)的溫度,℃;測量標准溫度20℃.
由此可見:
誤差與以下3個原因有關
1.工件的長度有關
2.與量儀溫度有關
3.與工件溫度有關
例:
若長為100mm的高速鋼工件,膨脹系數10.7*10-6mm/mm/℃
量儀膨脹系數11.5*10-6mm/mm/℃
車間溫度30℃(工件溫度),量儀溫度25℃
問所引起的測量誤差是多少?
②接觸变形(弹性变形)
常見的接觸方式為點接觸,線接觸和面接觸,從變形與接觸面的關系講,接觸面積越小,壓強越大,顯示在相同的測量力情況下,點接觸變形最大,面接觸變形最小。
2)阿貝原则
阿貝原理又稱布線原則,串線原則,是長度計量中一個基本的重要原則。
定義:
如果要使測量儀器得出正確的測量結果,則必須將儀器的標尺安裝在被測件測量中心的延長線上.凡違反阿貝原則所產生的誤差叫阿貝誤差。
3)封閉原則
封閉原則又稱閉合原則,它是角度計量的最基本原則。
圓周被分成若干等分,每等分實際上都不會是理想的等分值,都存在誤差,但圓周分度首尾相接的間距誤差的總和為0(即0°和360°總是重合的)。
例:
三豐投影机角度補正
①按ABS/INC開機
②調零(按zero三秒)(在ABS模式下)
③旋轉(順時針)
④Mode+Zero出現360°
第四章、量塊的基本知識
1量塊的基本特性:
a:
研合性
b:
穩定性
c:
賴磨性
d:
量塊的熱膨脹系數
2量塊的等和級的劃分:
a:
量塊分級是根據量塊的制造偏差、長度變動量、平面度和研合性等確定的
“級”表示量塊長度的實測值與其標稱值之間的接近程度.一般分為00,0,k,1,2和3級,最高級為00級.
b:
量塊的等是按量塊實測長度的測量不確定度,長度變動量,平面度和研合性來確定的,量塊分為1,2,3,4,5和6等.”等”是表示量塊的長度的實測值與其真值的接近程度.量块按等使用比按级使用准确得多,但必须查看检定记录,计算修正值,使用比较麻烦。
3量塊等和級的關系
00,k級1等
0,k級2等
1級3等
2級4等
3級5,6等
(K级为校准级,其长度偏差允许值与1级相同,而其余各项技术指标都与00级相同)
第五章测量方法与基础知识
ä有效数字
ä误差
ä可疑测定值的舍弃
ä精度
ä偏差和公差
ä测量方法
ä测量方法精度分析
ä不确定度
一、有效数字
(1)有效数字:
所谓有效数字就是从仪器上能直接读出(包括一位估计读数在内)的几位数字。
1.0005五位有效数字
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
规律
1)数字1、2、3…9都可作为有效数字,只有“0”比较特殊。
2)一般0在数字中间或数字后面都是有效数字。
3)0在数字前面时,它只是定位数字,用来表示小数点的位置,而不是有效数字。
有关测量数据有效数字及数据修约方法可进一步参考GB8170-87《数值修约规则》。
练习
请讲出下列数据的有效数字位数:
1.0500.0005
5.0008.24
1.0073.2180
(2)有效数字位数:
1)加减后有效数字位数
△在加减计算中,计算结果的小数点后位数,应与各加减数值中的小数点后的位数最少的相同。
如:
0.0213+2.0657+15.53其结果应写为:
17.62
2)乘除后有效数字位数
△在乘除计算中,计算结果有效数字位数,应与各数值中的有效数字的位数最少的相同。
而与小数点的位置无关。
如:
0.212*2.04688*12.528=5.436169805其结果应写为:
5.44
练习
请讲出下列计算后的结果
5.000-1.050+0.0006=3.9506
8.24÷1.007×3.2180=26.331996
二.误差
按来源分类
(1)标准器及测量仪器的误差。
(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。
(5)测量对象本身的缺陷引起的误差。
按性质分类
(1)系统误差。
(2)偶然误差。
(3)其它误差(如:
粗大误差)。
1、系统误差
系统误差:
在相同条件下,多次测量同一量值时,误差的大小和符号保持不变;或在条件变化时,按某一确定的规律变化。
系统误差的来源有以下方面:
(1)仪器误差这是由于仪器本身的缺陷或没有按规定条件使用仪器而造成的。
如仪器的零点不准,仪器未调整好,外界环境(光线、温度、湿度、电磁场等)对测量仪器的影响等所产生的误差。
(2)理论误差(方法误差)这是由于测量所依据的理论公式本身的近似性,或实验条件不能达到理论公式所规定的要求,或者是实验方法本身不完善所带来的误差。
例如热学实验中没有考虑散热所导致的热量损失,伏安法测电阻时没有考虑电表内阻对实验结果的影响等。
(3)个人误差这是由于观测者个人感官和运动器官的反应或习惯不同而产生的误差,它因人而异,并与观测者当时的精神状态有关。
系统误差有下列情况:
误读、误算、视差、刻度误差、磨损误差、接触力误差、挠曲误差、余弦误差、阿贝误差、热变形误差等。
系统误差可分为定值和变值系统误差
(1)定值系统误差的发现
定值系统误差可用实验法发现,如千分尺调零时就会发现定值系统误差。
定值系统误差的消除
定值系统误差可用修正法消除。
(2)变值系统误差的发现
变值系统误差通过对随机误差分布规律的检查来发现,常用残差观察法,如残差大体正负相间无明显规律变化可认为无变值系统误差;如呈周期或线形分布规律则可判定存在变值系统误差。
变值系统误差的消除
变值系统误差可用抵消法消除。
需要注意的是,系统误差总是使测量结果偏向一边,或者偏大,或者偏小,因此,多次测量求平均值并不能消除系统误差。
2、偶然误差
偶然误差:
在一定测量条件下,多次测量同一量值时,误差的大小和符号以不可预定的方式变化的测量误差。
偶然误差一般呈正态分布且有界。
偶然误差可通过概率和数理统计方法,估算其范围,通过对测量数据的分析处理,减少其对测量结果的影响。
3、粗大误差
粗大误差:
超出在规定条件下预计的测量误差。
这种误差是由于某种不正常的原因所造成的,如读数错误、突然振动等。
粗大误差明显歪曲了测量结果,应予以剔除。
可疑测定值的舍弃:
|X-x¯|<3σ则为可信值
请用3σ准则法确定是否有可疑值
(σ=0.07866x¯=20.391)
20.4220.4520.5220.3620.40
20.2420.3020.3820.4420.40
三、精度
1.精密度--随机误差的影响程度
计量的精密度(precisionofmeasurement),是指在相同条件下,对被测量进行多次反复测量,测得值之间的一致(符合)程度。
从测量误差的角度来说,精密度所反映的是测得值的随机误差。
精密度高,不一定正确度(见下)高。
也就是说,测得值的随机误差小,不一定其系统误差亦小。
2.正确度--系统误差的影响程度
计量的正确度(correctnessofmeasurement),系指被测量的测得值与其“真值”的接近程度。
从测量误差的角度来说,正确度所反映的是测得值的系统误差。
正确度高,不一定精密度高。
也就是说,测得值的系统误差小,不一定其随机误差亦小。
3.精确度—综合影响程度(不确定度或极限误差表示)
计量的精确度亦称准确度(accuracyofmeasurement),系指被测量的测得值之间的一致程度以及与其“真值”的接近程度,即是精密度和正确度的综合概念。
从测量误差的角度来说,精确度(准确度)是测得值的随机误差和系统误差的综合反映。
图1是关于计量的精密度1正确度和精确度的示意图。
设图中的圆心O为被测量的“真值”,黑点为其测得值,则
图(a):
正确度较高、精密度较差;
图(b):
精密度较高、正确度较差;
图(c):
精确度(准确度)较高,即精密度和正确度都较高。
通常所说的测量精度或计量器具的精度,一般即指精确度(准确度).,而并非精密度。
也就是说,实际上“精度”已成为“精确度”(准确度)的习惯上的简称。
至于精度是精密度的简称的主张,若仅针对精密度而言,是可以的;但若全面考虑,即针对精密度、正确度和精确度三者而言,则不如是精确度的简称或者本意即指精确度更为合适。
因为,在实际工作中,对计量结果的评价,多系综合性的,只有在某些特定的场合才对精密度和正确度单独考虑。
那么,为何不去简化(如果说是“简化”的话)一个常用术语,而偏要去简化一个不常用的术语呢!
再说,就大多数计量领域和计量工作者来说,已经习惯于“精度”来表示“精确度”或准确度了。
四、偏差、公差和残余误差
偏差
是指某一测量值减其参考真值所得的代数差。
残余误差
多次测量,将算术平均值代替真值所计算的误差称残余误差。
公差
某一数据允许的变动范围。
——————
标准偏差
σ=√∑δi2/N
δi=Xi-μμ为真值
—————————
当用算术平均值代替真值,标准偏差可用下式计算:
—
———————
σ=√∑(Xi-x)2/(N-1)
——
误差理论证明,测量列算术平均值xi的标准偏差σx与单次测量的标准偏差σ有下列关系:
——
σx=σ/√N
σx比σ小√N倍,其分布较集中;因此,多次测量取平均值是提高测量精度的主要措施之一
五、测量方法
1、直接测量法
直接测量法是将被测量的量直接地用同类标准的量来比较得到被测量值的测量方法,在进行中不必测量与被测的量有函数关系的其它量,但要对不属于测量对象而却影响被测量值的影响量进行修正。
2、间接测量法
间接测量法是通过对被测量的量有函数关系的其它量的测量,能得到被测量值的测量方法。
如:
通过测量液柱高度来求得压力量值。
3、绝对测量法
计量器具可以直接测得被测量的整个量值,这种测量称为绝对测量。
4、相对测量法
计量器具仅指示被测量相对于标准量的偏差,从而得到被测量的方法称为相对测量。
例如用接触式干涉仪检定量块。
5、接触测量法/非接触测量法
六、测量不确定度
前面对误差的分类,我们得知:
-随机误差有其不可修正的特性。
-系统误差虽可加以修正,但修正因子或修正量的本身,亦可能隐含有不确定性。
所以由以上两点我们引申出:
测量误差必存在于每一测量作业中,而此误差在评估及修正的过程中所衍生出来的不确定性,若加以量化,即为“测量不确定度”而ISO国际标准对“测量不确定度”给了一个定义:
是一个测量量的真值其存在范围的估计值。
因此测量不确定度的表达是以一区间范围表示之:
YUt
(一)、测量不确定度与误差的区别
测量不确定度和误差是计量学中研究的基本命题,也是计量测试人员经常运用的重要概念之一。
它直接关系着测量结果的可靠程度和量值传递的准确一致。
然而很多人由于概念不清,很容易将二者混淆或误用。
首先要明确的是测量不确定度与误差二者之间概念上的差异。
测量不确定度表征被测量的真值所处量值范围的评定。
它按某一置信概率给出真值可能落入的区间。
它可以是标准差或其倍数,或是说明了置信水准的区间的半宽。
它不是具体的真误差,它只是以参数形式定量表示了无法修正的那部分误差范围。
它来源于偶然效应和系统效应的不完善修正,是用于表征合理赋予的被测量值的分散性参数。
不确定度按其获得方法分为A、B两类评定分量。
A类评定分量是通过观测列统计分析作出的不确定度评定,B类评定分量是依据经验或其他信息进行估计,并假定存在近似的“标准偏差”所表征的不确定度分量。
误差多数情况下是指测量误差,它的传统定义是测量结果与被测量真值之差。
通常可分为两类:
系统误差和偶然误差。
误差是客观存在的,它应该是一个确定的值,但由于在绝大多数情况下,真值是不知道的,所以真误差也无法准确知道。
我们只是在特定的条件下寻求最佳的真值近似值,并称之为约定真值。
通过对概念的理解,我们可以看出测量不确定度与测量误差的主要有以下几方面区别:
1.评定目的的区别:
测量不确定度为的是表明被测量值的分散性;
测量误差为的是表明测量结果偏离真值的程度。
2.评定结果的区别:
测量不确定度是无符号的参数,用标准差或标准差的倍数或置信区间的半宽表示,由人们根据实验、资料、经验等信息进行评定,可以通过A,B两类评定方法定量确定;
测量误差为有正号或负号的量值,其值为测量结果减去被测量的真值,由于真值未知,往往不能准确得到,当用约定真值代替真值时,只可得到其估计值。
3.影响因素的区别:
测量不确定度由人们经过分析和评定得到,因而与人们对被测量、影响量及测量过程的认识有关;
测量误差是客观存在的,不受外界因素的影响,不以人的认识程度而改变;
因此,在进行不确定度分析时,应充分考虑各种影响因素,并对不确定度的评定加以验证。
否则由于分析估计不足,可能在测量结果非常接近真值(即误差很小)的情况下评定得到的不确定度却较大,也可能在测量误差实际上较大的情况下,给出的不确定度却偏小。
4.按性质区分上的区别:
测量不确定度不确定度分量评定时一般不必区分其性质,若需要区分时应表述为:
“由随机效应引入的不确定度分量”和“由系统效应引入的不确定度分量”;
测量误差按性质可分为随机误差和系统误差两类,按定义随机误差和系统误差都是无穷多次测量情况下的理想概念。
五.对测量结果修正的区别:
“不确定度”一词本身隐含为一种可估计的值,它不是指具体的、确切的误差值,虽可估计,但却不能用以修正量值,只可在已修正测量结果的不确定度中考虑修正不完善而引入的不确定度;
而系统误差的估计值如果已知则可以对测量结果进行修正,得到已修正的测量结果。
一个量值经修正后,可能会更靠近真值,但其不确定度不但不减小,有时反而会更大。
这主要还是因为我们不能确切的知道真值为多少,仅能对测量结果靠近或离开真值的程度进行估计而已。
虽然测量不确定度与误差有着以上种种不同,但它们仍存在着密切的联系。
不确定度的概念是误差理论的应用和拓展,而误差分析依然是测量不确定度评估的理论基础,在估计B类分量时,更是离不开误差分析。
例如测量仪器的特性可以用最大允许误差、示值误差等术语描述。
在技术规范、规程中规定的测量仪器允许误差的极限值,称为“最大允许误差”或“允许误差限”。
它是制造厂对某种型号仪器所规定的示值误差的允许范围,而不是某一台仪器实际存在的误差。
测量仪器的最大允许误差可在仪器说明书中查到,用数值表示时有正负号,通常用绝对误差、相对误差、引用误差或它们的组合形式表示。
例如土0.1PV,土1%等。
测量仪器的最大允许误差不是测量不确定度,但可以作为测量不确定度评定的依据。
测量结果中由测量仪器引入的不确定度可根据该仪器的最大允许误差按B类评定方法评定。
又如测量仪器的示值与对应输入量的约定真值之差,为测量仪器的示值误差。
对于实物量具,示值就是其标称值。
通常用高一等级测量标准所提供的或复现的量值,作为约定真值(常称校准值或标准值)。
(二)测量不确定度的来源
(1)被测量的定义不完整
例如:
定义被测量是一根标称值1m长的钢棒的长度。
若要求测准到微米级,则该测量的定义就不完整,因为被测量受温度和压力的影响已比较明显。
完整的定义为:
标称值1m长的钢棒在25.00℃和101325Pa时的长度。
(2)被测量的定义值的实现不理想,即方法
例如:
标称值1m长的钢棒在25.00℃和101325Pa时的长度。
由于测量时温度和压力实际上达不到定义的要求,使测量结果引入不确定度。
(3)被测量的样本不能完全代表定义的被测量
例如:
取某材料的一部分作样本进行测量,由于材料的均匀性使得样本不能完全代表定义的被测量,由样本引入不确定度。
(4)对环境条件的影响认识不足或环境条件的不完善测量。
仍以钢棒的长度为例,不仅温度和压力有影响,实际上湿度和支撑方式都有影响,若认识不足,没采取措施,就引入不确定度。
(5)人员对模拟式仪器的读数偏差。
(6)测量仪器的分辨力或鉴别域的限制。
(7)测量标准或标准物质的给定值或标定值不准确。
(8)数据处理时所引用
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 计量 仪器 管理 校正