計(jì)量設(shè)備和計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)

計(jì)量設(shè)備和計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)基于OED發(fā)動(dòng)機(jī)公司計(jì)量室計(jì)量設(shè)備學(xué)習(xí)為主計(jì)量工：王淼計(jì)量設(shè)備和計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)一.計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)二.計(jì)量檢測專用設(shè)備三.計(jì)量檢測常用量具四.試題學(xué)習(xí)計(jì)量設(shè)備和計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)1.計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)一基本概念二計(jì)量單位三測量儀器四測量結(jié)果五測量誤差和測量不確定度計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)一基本概念(一)計(jì)量的內(nèi)容自然界的一切現(xiàn)象或物質(zhì)，都是通過一定的“量”來描述和體現(xiàn)的。也就是說，“量是現(xiàn)象、物體或物質(zhì)可定性區(qū)別與定量確定的一種屬性”。從廣義上說，計(jì)量是對(duì)“量”的定性分析和定量確認(rèn)的過程。在相當(dāng)長的歷史時(shí)期內(nèi)，計(jì)量的對(duì)象主要是物理量。在歷史上，計(jì)量被稱為度量衡，即指長度、容積、質(zhì)量的測量，所用的器具主要是尺、斗、秤。隨著科技、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，計(jì)量的對(duì)象逐漸擴(kuò)展到工程量、化學(xué)量、生理量，甚至心理量。與此同時(shí)，計(jì)量的內(nèi)容也在不斷地?cái)U(kuò)展和充實(shí)，通?？筛爬榱鶄€(gè)方面:

(1)計(jì)量單位與單位制；(2)計(jì)量器具(或測量儀器)，包括實(shí)現(xiàn)計(jì)量單位的計(jì)量基準(zhǔn)、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)與工作計(jì)量器具；(3)量值傳遞與溯源，包括檢定、校準(zhǔn)、測試、檢驗(yàn)與檢測；(4)物理常量、材料與物質(zhì)特性的測定；(5)測量不確定度、數(shù)據(jù)處理與測量理論及其方法；(6)計(jì)量管理，包括計(jì)量保證與計(jì)量監(jiān)督等計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)(二)計(jì)量的分類

計(jì)量涉及社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。根據(jù)其作用與地位，計(jì)量可分為科學(xué)計(jì)量、工程計(jì)量和法制計(jì)量三類，分別代表計(jì)量的基礎(chǔ)性、應(yīng)用性和公益性三個(gè)方面。(1)科學(xué)計(jì)量，是指基礎(chǔ)性、探索性、先行性的計(jì)量科學(xué)研究，它通常采用最新的科技成果來準(zhǔn)確定義和實(shí)現(xiàn)計(jì)量單位，并為最新的科技發(fā)展提供可靠的測量基礎(chǔ)。(2)工程計(jì)量，又稱工業(yè)計(jì)量，是指各種工程、工業(yè)、企業(yè)中的實(shí)用計(jì)量。隨著產(chǎn)品技術(shù)含量提高和復(fù)雜性的增大，為保證經(jīng)濟(jì)貿(mào)易全球化所必需的一致性和互換性，它已成為生產(chǎn)過程控制不可缺少的環(huán)節(jié)。(3)法制計(jì)量，是指由政府或授權(quán)機(jī)構(gòu)根據(jù)法制、技術(shù)和行政的需要進(jìn)行強(qiáng)制管理的一種社會(huì)公用事業(yè)，其目的主要是保證與貿(mào)易結(jié)算、安全防護(hù)、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測、資源控制、社會(huì)管理等有關(guān)的測量工作的公正性和可靠性。計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)(三)計(jì)量的特點(diǎn):(1)準(zhǔn)確性是指測量結(jié)果與被測量真值的一致程度。由于實(shí)際上不存在完全準(zhǔn)確無誤的測量，因此在給出量值的同時(shí)，必須給出適應(yīng)于應(yīng)用目的不確定度或可能誤差范圍。所謂量值的準(zhǔn)確性，是在一定的測量不確定度或誤差極限或允許誤差范圍內(nèi)，測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。(2)一致性是指在統(tǒng)一計(jì)量單位的基礎(chǔ)上，無論在何時(shí)何地采用何種方法，使用何種計(jì)量器具，以及由何人測量，只要符合有關(guān)的要求，測量結(jié)果應(yīng)在給定的區(qū)間內(nèi)一致。也就是說，測量結(jié)果應(yīng)是可重復(fù)、可再現(xiàn)(復(fù)現(xiàn))、可比較的。(3)溯源性是指任何一個(gè)測量結(jié)果，都能通過一條具有規(guī)定不確定度的不間斷的比較鏈，與測量基準(zhǔn)聯(lián)系起來的特性。這種特性使所有的同種量值，都可以按這條比較鏈通過校準(zhǔn)向測量的源頭追溯，也就是溯源到同一個(gè)測量基準(zhǔn)，從而使其準(zhǔn)確性和一致性得到技術(shù)保證。(4)法制性是指計(jì)量必需的法制保障方面的特性。由于計(jì)量涉及社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，量值的準(zhǔn)確可靠不僅依賴于科學(xué)技術(shù)手段，還要有相應(yīng)的法律、法規(guī)和行政管理的保障。計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)二、計(jì)量的法律和法規(guī)

我國現(xiàn)已基本形成由《中華人民共和國計(jì)量法》及其配套的計(jì)量行政法規(guī)、規(guī)章(包括規(guī)范性文件)構(gòu)成的計(jì)量法規(guī)體系。(一)《中華人民共和國計(jì)量法》《中華人民共和國計(jì)量法》，簡稱《計(jì)量法》，是調(diào)整計(jì)量法律關(guān)系的法律規(guī)范的總稱。自1986年7月1日起施行。

《計(jì)量法》是國家管理計(jì)量工作的根本法，是實(shí)施計(jì)量法制監(jiān)督的最高準(zhǔn)則。《計(jì)量法》共6章35條，基本內(nèi)容包括:(1)計(jì)量立法宗旨；(2)調(diào)整范圍；(3)計(jì)量單位制；(4)計(jì)量器具管理；(5)計(jì)量監(jiān)督；(6)計(jì)量授權(quán)；(7)計(jì)量認(rèn)證；(8)計(jì)量糾紛的處理；(9)計(jì)量法律責(zé)任等。

制定《計(jì)量法》的目的，是為了保障單位制的統(tǒng)一和量值的準(zhǔn)確可靠，從而促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，為社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)提供計(jì)量保證，并保護(hù)人民群眾的健康和生命、財(cái)產(chǎn)的安全，維護(hù)消費(fèi)者利益，以及保護(hù)國家的利益不受侵犯。

計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)(二)計(jì)量法規(guī)1.計(jì)量行政法規(guī)和規(guī)范性文件(1)國務(wù)院依據(jù)《計(jì)量法》所制定(或批準(zhǔn))的計(jì)量行政法規(guī)。例如:《中華人民共和國計(jì)量法實(shí)施細(xì)則》、《關(guān)于在我國統(tǒng)一實(shí)行法定計(jì)量單位的命令》等。(2)省、直轄市、自治區(qū)人大常委會(huì)制定的地方計(jì)量法規(guī)。2.計(jì)量規(guī)章、規(guī)范性文件(1)國務(wù)院計(jì)量行政部門制定的各種全國性的單項(xiàng)計(jì)量管理辦法和技術(shù)規(guī)范。例如:《中華人民共和國計(jì)量法條文解釋》、《中華人民共和國強(qiáng)制檢定的工作計(jì)量器具明細(xì)目錄》、《中華人民共和國依法管理的計(jì)量器具目錄》、國家計(jì)量檢定規(guī)程等。(2)國務(wù)院有關(guān)主管部門制定的部門計(jì)量管理辦法。例如:《國防計(jì)量監(jiān)督管理?xiàng)l例》、《農(nóng)業(yè)部部級(jí)質(zhì)檢中心驗(yàn)收和計(jì)量認(rèn)證程序》等。(3)縣級(jí)以上地方人民政府及計(jì)量行政部門制定的地方計(jì)量管理辦法。例如:《上海市計(jì)量監(jiān)督管理?xiàng)l例》、《河北省計(jì)量管理?xiàng)l例》、《南京市計(jì)量管理辦法》等。計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)

三、量值溯源、校準(zhǔn)和檢定

(一)量值溯源體系通過一條具有規(guī)定不確定度的不間斷的比較鏈，使測量結(jié)果值能夠與規(guī)定的參考標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)系起來的特性，稱為量值溯源性。這種特性使所有的同種量值，都可以按這條比較鏈，通過校準(zhǔn)向測量的源頭追溯，也就是溯源到同一個(gè)計(jì)量基準(zhǔn)，從而使測量的準(zhǔn)確性和一致性得到技術(shù)保證。(二)校準(zhǔn)在規(guī)定的條件下，為確定測量儀器所指示的量值，或?qū)嵨锪烤咚淼牧恐?，與對(duì)應(yīng)的測量標(biāo)準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的量值之間關(guān)系的一組操作，稱為校準(zhǔn)。校準(zhǔn)的主要目標(biāo)：(1)確定示值誤差，有時(shí)也可確定其是否處于預(yù)期的允差范圍之內(nèi)；(2)得出標(biāo)稱值偏差的報(bào)告值，并調(diào)整測量儀器或?qū)ζ涫局导右孕拚?3)給標(biāo)尺標(biāo)記賦值或確定其他特性值，或給參考物質(zhì)的特性賦值；(4)實(shí)現(xiàn)溯源性;計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)(三)檢定測量儀器的檢定，是指查明和確認(rèn)測量儀器是否符合法定要求的程序，它包括檢查、加標(biāo)記和(或)出具檢定證書。檢定具有法制性，其對(duì)象是法制管理范圍內(nèi)的測量儀器。一臺(tái)檢定合格的測量儀器，也就是一臺(tái)被授予法制特性的測量儀器。鑒于各國管理體制不同，法制計(jì)量管理的范圍也不同。根據(jù)檢定的必要程度和我國對(duì)其依法管理的形式，可將檢定分為強(qiáng)制檢定和非強(qiáng)制檢定兩類。(1)強(qiáng)制檢定是指由政府計(jì)量行政主管部門所屬的法定計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)或授權(quán)的計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)，對(duì)某些測量儀器實(shí)行的一種定點(diǎn)定期的檢定。我國規(guī)定，用于貿(mào)易結(jié)算、安全防護(hù)、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測四個(gè)方面且列入《中華人民共和國強(qiáng)制檢定的工作計(jì)量器具明細(xì)目錄》的工作計(jì)量器具，屬于國家強(qiáng)制檢定的管理范圍。此外，我國對(duì)社會(huì)公用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，以及部門和企業(yè)、事業(yè)單位的各項(xiàng)最高計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，也實(shí)行強(qiáng)制檢定。強(qiáng)制檢定的特點(diǎn)，是由政府計(jì)量行政部門統(tǒng)管，指定的法定或授權(quán)技術(shù)機(jī)構(gòu)具體執(zhí)行，固定檢定關(guān)系，定點(diǎn)送檢；檢定周期由執(zhí)行強(qiáng)檢的技術(shù)機(jī)構(gòu)按照計(jì)量檢定規(guī)程，結(jié)合實(shí)際使用情況確定。計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)(2)非強(qiáng)制檢定是指由使用單位自己或委托具有社會(huì)公用計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)或授權(quán)的計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)，對(duì)強(qiáng)檢以外的其他測量儀器依法進(jìn)行的一種定期檢定。其特點(diǎn)是使用單位依法自主管理，自由送檢，自求溯源，自行確定檢定周期。強(qiáng)制檢定與非強(qiáng)制檢定均屬于法制檢定，是我國對(duì)測量儀器依法管理的兩種形式，都要受法律的約束。不按規(guī)定進(jìn)行周期檢定的，要負(fù)法律責(zé)任。計(jì)量檢定工作應(yīng)當(dāng)按照經(jīng)濟(jì)合理的原則，就近就地進(jìn)行。在檢定結(jié)果中，必須有合格與否的結(jié)論，并出具證書或加蓋印記。從事檢定工作的人員必須經(jīng)考核合格，并持有有關(guān)計(jì)量行政部門頒發(fā)的檢員證。隨著改革開放及經(jīng)濟(jì)發(fā)展，在強(qiáng)化檢定法制性的同時(shí)，對(duì)大量的非強(qiáng)制檢定的測量儀器，為達(dá)到統(tǒng)一量值的目的，應(yīng)以校準(zhǔn)為主。過去，一直沒有把校準(zhǔn)作為實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠的主要方式，而常用檢定取而代之。這一觀念目前正在改變中，校準(zhǔn)在量值溯源中的地位已逐步確立。計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)

二計(jì)量單位一、概述在測量中，人們總是用數(shù)值和測量單位的乘積來表示被測量的量值。所謂計(jì)量單位，是指為定量表示同種量的大小而約定的定義和采用的特定量。為給定量值按給定規(guī)則確定的一組基本單位和導(dǎo)出單位，稱為計(jì)量單位制。法定計(jì)量單位是指由國家法律承認(rèn)、具有法定地位的計(jì)量單位。實(shí)行法定計(jì)量單位是統(tǒng)一我國計(jì)量制度的重要決策。它將徹底結(jié)束多種計(jì)量單位制在我國并存的現(xiàn)象，并與國際主流相一致。我國《計(jì)量法》規(guī)定:“國家采用國際單位制。國際單位制計(jì)量單位和國家選定的其他計(jì)量單位，為國家法定計(jì)量單位。”

國際單位制是我國法定計(jì)量單位的主體，所有國際單位制單位都是我國的法定計(jì)量單位。國家選定的法定計(jì)量單位的非國際單位制單位，是我國法定計(jì)量單位的重要組成部分，具有與國際單位制單位相同的法定地位。

計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)二、法定計(jì)量單位的構(gòu)成

國際單位制是在米制的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種一貫單位制，其國際通用符號(hào)為"SI"。它由SI單位(包括SI基本單位、SI導(dǎo)出單位)，以及SI單位的倍數(shù)單位(包括SI單位的十進(jìn)倍數(shù)單位和十進(jìn)分?jǐn)?shù)單位)組成，具有統(tǒng)一性、簡明性、實(shí)用性、合理性和繼承性等特點(diǎn)。SI單位是我國法定計(jì)量單位的主體，所有SI單位都是我國的法定計(jì)量單位。此外，我國還選用了一些非SI的單位，作為國家法定計(jì)量單位。(1)SI基本單位共7個(gè)，見表5.2-1；量的名稱單位名稱單位符號(hào)長度質(zhì)量時(shí)間電流熱力學(xué)溫度物質(zhì)的量發(fā)光強(qiáng)度米千克（公斤）秒安【培】開【爾文】摩【爾】坎【德拉】mkgsAKMolcd計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)(2)包括SI輔助單位在內(nèi)的具有專門名稱的SI導(dǎo)出單位共21個(gè)，見表；某些SI單位，例如力的SI單位，應(yīng)寫成kg·m/s2。這種表示方法顯然比較繁瑣，不便使用。為了簡化單位的表示式，經(jīng)國際計(jì)量大會(huì)討論通過，給它以專門的名稱--牛[頓]，符號(hào)為N。類似地，熱和能的單位通常用焦〔耳〕(J)代替牛頓米(N·m)和kg·m2/S2。這些導(dǎo)出單位，稱為具有專門名稱的SI導(dǎo)出單位。量的名稱SI導(dǎo)出單位名稱符號(hào)【平面】角立體角頻率力壓強(qiáng)能量，功，熱量功率，輻【射能】通量電荷【量】電壓，電動(dòng)勢，電位電容電阻電導(dǎo)磁【通量】磁通密度，磁感應(yīng)強(qiáng)度電感攝氏溫度光通量【光】照度【放射性】活度吸收劑量劑量當(dāng)量弧度球面度赫【茲】牛帕【斯卡】焦【耳】瓦【特】庫【侖】伏【特】法【拉】歐【姆】西【門子】韋【伯】特【斯拉】亨【利】攝氏度流【明】勒【克斯】貝【可】戈【瑞】?！疚痔亍縭adsrHzNPaJWCVFSWbTH℃lmlxBqGySv計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)(3)國家選定的作為法定計(jì)量單位的非SI單位共16個(gè)，見表。其中10個(gè)是國際計(jì)量大會(huì)同意并用的非SI單位，它們是:時(shí)間單位--分、[小]時(shí)、日(天)；〔平面〕角單位--度、〔角〕分、〔角〕秒；體積單位--升；質(zhì)量單位--噸和原子質(zhì)量單位；能量單位--電子伏。另外6個(gè)，即海里、節(jié)、公頃、轉(zhuǎn)每分、分貝、特〔克斯〕，則是根據(jù)國內(nèi)外的實(shí)際情況選用的。

量的單位單位名稱單位符號(hào)時(shí)間分小時(shí)日(天)minhd角度分秒?！绑w積升L(l)質(zhì)量噸原子質(zhì)量單位tu旋轉(zhuǎn)速度長度速度能級(jí)差線密度面積轉(zhuǎn)每分海里節(jié)電子伏分貝特克斯公頃r(shí)/minnmilekneVdBtexh㎡計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)三法定計(jì)量單位和詞頭的符號(hào)

法定計(jì)量單位和詞頭的符號(hào)，不論拉丁字母或希臘字母，一律用正體。單位符號(hào)一般為小寫字母，只有單位名稱來源于人名時(shí)，其符號(hào)的第一個(gè)字母大寫；只有"升"的符號(hào)例外，可以用L。例如:時(shí)間單位"秒"的符號(hào)是s，電導(dǎo)單位"西[門子]"的符號(hào)是S，壓力、壓強(qiáng)、應(yīng)力的單位"帕〔斯卡〕"的符號(hào)是Pa。詞頭符號(hào)的字母，當(dāng)其所表示的因數(shù)小于10+6時(shí)，一律用小寫體；而當(dāng)大于或等于10+6時(shí)，則用大寫體。尤其要注意區(qū)分詞頭符號(hào)Y(10+24)與y(10-24)，Z(10+21)與z(10-21)，P(10+15)與p(10-12)，M(10+6)與m(10-3)。單位符號(hào)沒有復(fù)數(shù)形式，不得附加任何其他標(biāo)記或符號(hào)來表示量的特性或測量過程的信息。由兩個(gè)以上單位相乘構(gòu)成的組合單位，相乘單位間可用乘點(diǎn)也可不用。但是，單位中文符號(hào)相乘時(shí)必須用乘點(diǎn)。例如:力矩單位牛頓米的符號(hào)為N·m或Nm，但其中文符號(hào)僅為?！っ?。相除的單位符號(hào)間用斜線表示或采用負(fù)指數(shù)。例如:密度單位符號(hào)可以是kg/m3或kg·m-3，其中文符號(hào)可以是千克/米3或千克·米-3。單位中分子為1時(shí)，只用負(fù)數(shù)冪。例如:用m-3，而不用1/M3。表示相除的斜線在一個(gè)單位中最多只有一條，除非采用括號(hào)能澄清其含義。例如:用W/(K·m)，而不用W/K/m或W/K·m。也可用水平線表示相除。詞頭的符號(hào)與單位符號(hào)之間不得有間隙，也不加相乘的符號(hào)。口述單位符號(hào)時(shí)應(yīng)使用單位名稱而非字母名稱。計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)法定計(jì)量單位和詞頭的使用規(guī)則

法定計(jì)量單位和詞頭的名稱，一般適宜在口述和敘述性文字中使用。而符號(hào)可用于一切需要簡單明了表示單位的地方，也可用于敘述性文字之中。單位的名稱與符號(hào)必須作為一個(gè)整體使用，不得拆開。例如:攝氏度的單位符號(hào)為℃，20℃不得讀成或?qū)懗?攝氏20度"或"20度"，而應(yīng)讀成"20攝氏度"，寫成"20℃"。用詞頭構(gòu)成倍數(shù)單位時(shí)，不得使用重疊詞頭。例如:不得使用毫微米、微微法拉，等。選用SI單位的倍數(shù)單位，一般應(yīng)使量的數(shù)值處于0.1～1000的范圍內(nèi)。例如:1.2×10-4N可以寫成12kN；1401Pa可以寫成1.401kPa。非十進(jìn)制的單位，不得使用詞頭構(gòu)成倍數(shù)單位。億(10-8)、萬(10-4)不是詞頭，只按一般數(shù)詞使用。只通過相乘構(gòu)成的組合單位，詞頭通常加在組合單位中的第一個(gè)單位之前。例如:力矩的單位kN·m，不宜寫成N·km。只通過相除構(gòu)成或通過乘和除構(gòu)成的組合單位，詞頭通常加在分子中的第一個(gè)單位之前，分母中一般不用詞頭。例如:摩爾內(nèi)能單位kJ/mol，不宜寫成J/mmol。但質(zhì)量的SI單位kg不作為有詞頭的單位對(duì)待。例如:比授能的單位可以寫成J/kg。當(dāng)組合單位分母是長度、面積和體積單位時(shí)，按習(xí)慣和方便，分母中可以選用詞頭構(gòu)成倍數(shù)單位。例如:密度的單位可以選g/cm3。計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)三測量儀器一、概述

(一)測量儀器的分類

單獨(dú)地或連同輔助設(shè)備一起用以進(jìn)行測量的器具，稱為測量儀器，又稱計(jì)量器具。其中，使用時(shí)以固定形態(tài)復(fù)現(xiàn)或提供給定量的一個(gè)或多個(gè)已知值的測量儀器稱之為實(shí)物量具，簡稱量具，例如:砝碼、量塊、標(biāo)準(zhǔn)電阻線圈、標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)發(fā)生器、標(biāo)準(zhǔn)硬度塊、參考物質(zhì)等。測量儀器按其結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)可分為四種:(1)顯示式測量儀器，又稱為指示式測量儀器，它能直接或間接顯示出被測量的示值。例如:轉(zhuǎn)速計(jì)、溫度計(jì)、密度計(jì)、彈簧式壓力表、千分尺、電流表、功率表、頻率計(jì)等。這類測量儀器按其給出示值的形式，又分為模擬式、數(shù)字式和記錄式三種。(2)比較式測量儀器，它能使被測量與標(biāo)準(zhǔn)量具相互比較。例如:天平、長度比較儀、電位差計(jì)、光度計(jì)、測量電橋等。(3)積分式測量儀器，它通過一個(gè)量對(duì)另一個(gè)量的積分來確定被測量值。例如:家庭用的電能表，測量的是在兩次付費(fèi)時(shí)刻之間的一段時(shí)間內(nèi)，所耗用的電功率對(duì)時(shí)間的積分。(4)累積式測量儀器，它通過對(duì)來自一個(gè)或多個(gè)源中，同時(shí)或依次得到的被測量的部分值求和，來確定被測量值。例如:累積式皮帶秤，是通過累積器根據(jù)稱重和位移傳感器提供的信息，對(duì)皮帶測量段上每次稱得的各分量負(fù)荷進(jìn)行累加求和，并通過累積指示器顯示累積值。另外還有電子軌道衡、總加式電功率表等。計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)按其計(jì)量學(xué)用途或在統(tǒng)一單位量值中的作用，測量儀器可分為測量基準(zhǔn)、測量標(biāo)準(zhǔn)和工作用測量儀器三種。(二)測量設(shè)備

測量設(shè)備是為實(shí)現(xiàn)測量過程所必須的測量儀器、軟件、測量標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)及輔助設(shè)備的組合。測量設(shè)備不僅包含一般的測量儀器，而且包括各等級(jí)的測量標(biāo)準(zhǔn)，各類參考物質(zhì)和實(shí)物量具，與測量設(shè)備連接的各種輔助設(shè)備，以及進(jìn)行測量所必須的軟件和資料。輔助設(shè)備主要指本身不能給出量值而沒有它又不能進(jìn)行測量的設(shè)備，以及作為檢驗(yàn)手段用的工具、工裝、定位器、模具等。輔助設(shè)備有時(shí)會(huì)直接影響測量的準(zhǔn)確可靠程度。進(jìn)行測量所必須的軟件和資料，是指設(shè)備使用說明書、作業(yè)指導(dǎo)書以及有關(guān)測量程序文件等軟件，當(dāng)然也包括一些測量儀器本身的控制和測量程序。沒有這些資料和軟件，也不能給出準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)。總之，測量設(shè)備是對(duì)測量所包括的硬件和軟件的統(tǒng)稱，對(duì)測量設(shè)備進(jìn)行控制，是企業(yè)質(zhì)量管理的重要內(nèi)容。計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)二、測量儀器的計(jì)量特性測量儀器的計(jì)量特性是指其影響測量結(jié)果的一些明顯特征，其中包括測量范圍、偏移、重復(fù)性、穩(wěn)定性、分辨力、鑒別力〔閾〕和示值誤差等。為了達(dá)到測量的預(yù)定要求，測量儀器必須具有符合規(guī)范要求的計(jì)量學(xué)特性。確定測量儀器的特性，并簽發(fā)關(guān)于其法定地位的官方文件，稱為測量儀器控制。這種控制可包括對(duì)測量儀器的下列運(yùn)作中的一項(xiàng)、兩項(xiàng)或三項(xiàng):--型式批準(zhǔn)；--檢定；--檢驗(yàn)。這些工作的目的是要確定測量儀器的特性是否符合相關(guān)技術(shù)法規(guī)中規(guī)定的要求。型式批準(zhǔn)是由政府計(jì)量行政部門做出的承認(rèn)測量儀器的型式符合法定要求的決定。

檢定是查明和確認(rèn)測量儀器是否符合法定要求的程序，它包括檢查、加標(biāo)記和(或)出具檢定證書。檢驗(yàn)是對(duì)使用中測量儀器進(jìn)行監(jiān)督的重要手段，其內(nèi)容包括檢查測量儀器的檢定標(biāo)記或檢定證書是否有效、保護(hù)標(biāo)記是否損壞、檢定后測量儀器是否遭到明顯改動(dòng)，以及其誤差是否超過使用中最大允許誤差等。計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)(一)標(biāo)稱范圍、量程和測量范圍

測量儀器的操縱器件調(diào)到特定位置時(shí)可得到的示值范圍，稱為標(biāo)稱范圍。標(biāo)稱范圍通常以被測量的單位表示，而不管標(biāo)尺上所標(biāo)的單位是什么。例如:一臺(tái)萬用表，把操縱器件調(diào)到×10一擋，其標(biāo)尺上、下限的數(shù)碼為0～10，則其標(biāo)稱范圍為(0～100)V。標(biāo)稱范圍一般用上限和下限說明，例如:(100～200)℃。當(dāng)下限(即最小值)為零時(shí)，標(biāo)稱范圍一般只用其上限(即最大值)來表示，例如:(0～100)v的電壓表，其標(biāo)稱范圍可表示為100V。

標(biāo)稱范圍的上限與下限之差的絕對(duì)值，稱為量程。例如:某溫度計(jì)的標(biāo)稱范圍為(-30～80)℃，則其量程為|80-(-30)|℃=110℃；某電壓表的標(biāo)稱范圍為100V，則其量程為|100-0|V=100V。測量范圍，也稱為工作范圍，是指測量儀器的誤差處于規(guī)定的極限范圍內(nèi)的被測量的示值范圍。在這一規(guī)定的測量范圍內(nèi)使用，測量儀器的示值誤差必處在允許極限內(nèi)；而若超出測量范圍使用，示值誤差就將超出允許極限。計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)(二)額定操作條件、極限條件和參考條件

額定操作條件是指測量儀器的正常工作條件，也就是使測量儀器的規(guī)定計(jì)量特性處于給定極限內(nèi)的使用條件。例如:工作壓力表測量范圍的上限為10MPa，則壓力的最大值只能加到10MPa；額定電流為10A的電能表，其輸入電流不得超過10A。只有滿足這些條件，才能保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。測量儀器的規(guī)定計(jì)量特性不受損也不降低，其后仍可在額定操作條件下運(yùn)行所能承受的極端條件，稱為極限條件。極限條件應(yīng)規(guī)定被測量和影響量的極限值。例如:有些測量儀器可以進(jìn)行測量上限之上10%的超載試驗(yàn)，

參考條件是指測量儀器在性能試驗(yàn)或進(jìn)行檢定、校準(zhǔn)、比對(duì)時(shí)的使用條件，即標(biāo)準(zhǔn)工作條件，或稱為標(biāo)準(zhǔn)條件。計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)(三)示值誤差和最大允許誤差

示值就是由測量儀器所指示的被測量值。測量儀器的示值誤差是測量儀器示值與對(duì)應(yīng)的輸入量的真值之差，它是測量儀器最主要的計(jì)量特性之一，本質(zhì)上反映了測量儀器準(zhǔn)確度的大小，即測量儀器給出接近于真值的響應(yīng)的能力。示值誤差大，則其準(zhǔn)確度低；示值誤差小，則其準(zhǔn)確度高。示值誤差是相對(duì)真值而言的，指示式測量儀器的示值誤差=示值-實(shí)際值，實(shí)物量具的示值誤差=標(biāo)稱值-實(shí)際值。例如:被檢電流表的示值I為40A時(shí)，用標(biāo)準(zhǔn)電流表檢定，其電流實(shí)際值為I0=39A，則示值40A的誤差Δ為:Δ=I-I0=(40-39)A=1A即該電流表的示值比其約定真值大1A。

測量儀器示值誤差，通常簡稱為測量儀器的誤差。對(duì)給定的測量儀器，由規(guī)范、規(guī)程等所允許的誤差極限值，稱為測量儀器的最大允許誤差。通?？珊唽憺閙pe，有時(shí)也稱為測量儀器的允許誤差限。示值誤差和最大允許誤差均是對(duì)測量儀器本身而言的。最大允許誤差是指技術(shù)規(guī)范所規(guī)定的允許的誤差極限值，它是一個(gè)判定測量儀器合格與否的規(guī)定的要求；而示值誤差則是指測量儀器某一示值的誤差的實(shí)際大小，它是通過檢定、校準(zhǔn)所得到的一個(gè)值或一組值，用以評(píng)價(jià)測量儀器是否滿足最大允許誤差的要求。計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)(四)靈敏度

測量儀器響應(yīng)的變化除以對(duì)應(yīng)的激勵(lì)變化，稱為靈敏度。它反映測量儀器被測量(輸入)變化引起儀器示值(輸出)變化的程度，用被觀察變量的增量(即響應(yīng)或輸出量)與相應(yīng)被測量的增量(即激勵(lì)或輸入量)之商來表示。如果被測量變化很小，而引起的示值改變(輸出量)很大，則該測量儀器的靈敏度很高。靈敏度是測量儀器重要的計(jì)量特性之一，其值應(yīng)與測量目的相適應(yīng)，并不是越高越好。例如:為了方便讀數(shù)，及時(shí)地使示值穩(wěn)定下來，有時(shí)還需要施加阻尼，特意降低靈敏度。(五)分辨力

顯示裝置能有效辨別的最小的示值差，稱為顯示裝置的分辨力，或簡稱為分辨力。它是指顯示裝置中對(duì)其最小示值的辨別能力。模擬式顯示裝置的分辨力，通常為標(biāo)尺分度值的一半，即用肉眼可以分辨到一個(gè)分度值的1/2；當(dāng)然也可以采取其他工具，例如放大鏡、讀數(shù)望遠(yuǎn)鏡等來提高分辨力。對(duì)于數(shù)字式顯示裝置，其分辨力為末位數(shù)字的一個(gè)數(shù)碼。對(duì)半數(shù)字式的顯示裝置，其分辨力為末位數(shù)字的一個(gè)分度。顯然，分辨力高可以降低讀數(shù)誤差，從而減少由于讀數(shù)誤差引起的對(duì)測量結(jié)果的影響。計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)(六)穩(wěn)定性和漂移

穩(wěn)定性通常是指測量儀器保持其計(jì)量特性隨時(shí)間恒定的能力。穩(wěn)定性通常用以下兩種方式定量地表征:(1)計(jì)量特性變化某個(gè)規(guī)定的量所經(jīng)歷的時(shí)間；(2)計(jì)量特性經(jīng)過規(guī)定的時(shí)間所發(fā)生的變化量。例如:標(biāo)準(zhǔn)電池對(duì)其長期穩(wěn)定性(電動(dòng)勢的年變化幅度)和短期穩(wěn)定性(電動(dòng)勢在3～5天內(nèi)的變化幅度)，分別提出了明確的要求；量塊的穩(wěn)定性，則以規(guī)定長度每年的允許最大變化量(微米/年)進(jìn)行考核。測量儀器產(chǎn)生不穩(wěn)定的因素很多，主要原因是元器件的老化、零部件的磨損，以及使用、儲(chǔ)存、維護(hù)工作不細(xì)致等所致。對(duì)測量儀器進(jìn)行周期檢定或定期校準(zhǔn)，就是對(duì)其穩(wěn)定性的一種考核。

漂移是測量儀器計(jì)量特性的慢變化。它反映了在規(guī)定的條件下，測量儀器計(jì)量特性隨時(shí)間的慢變化，諸如在幾分鐘、幾十分鐘或幾小時(shí)內(nèi)，保持其計(jì)量特性恒定的能力。例如:測量儀器在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的零點(diǎn)漂移，線性測量儀器靜態(tài)特性隨時(shí)間變化的量程漂移。漂移往往是由于溫度、壓力、濕度等外界變化所致，或由于儀器本身性能的不穩(wěn)定所致。測量儀器使用前采取預(yù)熱、預(yù)先在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)放置一段時(shí)間與室溫等溫，就是減少漂移的一些措施。計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)

四測量結(jié)果一測量準(zhǔn)確度(Accuracy)

通過測量所得到的被測量的值，稱為測量結(jié)果。測量準(zhǔn)確度是指測量結(jié)果與被測量真值之間的一致程度。通常認(rèn)為，測量準(zhǔn)確度是一個(gè)定性的概念，不宜將其定量化。我們可以說準(zhǔn)確度高低、準(zhǔn)確度等級(jí)或準(zhǔn)確度符合××標(biāo)準(zhǔn)等，而不宜將準(zhǔn)確度與數(shù)字直接相連，例如:準(zhǔn)確度為025%、16mg或±16mg等說法是錯(cuò)的。在實(shí)際工作中，有些情況下約定真值的含義是明確的，例如:當(dāng)測量儀器接受高等級(jí)的測量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行檢定或校準(zhǔn)時(shí)，該測量標(biāo)準(zhǔn)器所復(fù)現(xiàn)的量值即為約定真值，這時(shí)，測量準(zhǔn)確度可以用測量結(jié)果對(duì)約定真值的偏移來估計(jì)。二測量精密度(PrEcision)

測量精密度是指在規(guī)定條件下獲得的各個(gè)獨(dú)立觀測值之間的一致程度。不要用術(shù)語"精密度"來表示"準(zhǔn)確度"，因?yàn)榍罢邇H反映分散性，即指隨機(jī)效應(yīng)所致的測量結(jié)果的不可重復(fù)性或不可再現(xiàn)性；而后者則是指在隨機(jī)效應(yīng)和系統(tǒng)效應(yīng)的綜合作用下，測量結(jié)果與真值的不一致。計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)三測量重復(fù)性(Repeatability)

在相同測量條件下，對(duì)同一被測量進(jìn)行連續(xù)多次測量所得結(jié)果之間的一致性，稱為測量結(jié)果的重復(fù)性。這些條件稱為重復(fù)性條件，包括:(1)相同的測量程序；(2)相同的觀測者；(3)在相同的條件下使用相同的測量儀器；(4)相同的地點(diǎn)；(5)在短時(shí)間內(nèi)重復(fù)測量。換言之，就是在盡量相同的程序、人員、儀器、環(huán)境等條件下，以及盡量短的時(shí)間間隔內(nèi)完成重復(fù)測量任務(wù)。上述定義中的“一致性”是定量的，可以用重復(fù)條件下對(duì)同一量進(jìn)行多次測量所得結(jié)果的分散性來表示。而最為常用的表示分散性的量，就是實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差。四測量再現(xiàn)性(Reproducibility)

在改變了的測量條件下，對(duì)同一被測量的測量結(jié)果之間的一致性，稱為測量結(jié)果的再現(xiàn)性。再現(xiàn)性又稱為復(fù)現(xiàn)性、重現(xiàn)性。在給出再現(xiàn)性時(shí)，應(yīng)詳細(xì)地說明測量條件改變的情況，可以改變其中一項(xiàng)、多項(xiàng)或全部。同測量重復(fù)性一樣，這里的“一致性”也是定量的，可以用再現(xiàn)性條件下對(duì)同一量進(jìn)行重復(fù)測量所得結(jié)果的分散性來表示，例如用再現(xiàn)性標(biāo)準(zhǔn)差來表示。測量結(jié)果重復(fù)性和再現(xiàn)性的區(qū)別是顯而易見的。雖然都是指同一被測量的測量結(jié)果之間的一致性，但其前提不同。重復(fù)性是在測量條件保持不變的情況下，連續(xù)多次測量結(jié)果之間的一致性；而再現(xiàn)性則是指在測量條件改變了的情況下，測量結(jié)果之間的一致性。計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)

五測量誤差和測量不確定度

一測量誤差

測量結(jié)果減去被測量的真值所得的差，稱為測量誤差，簡稱誤差。測量結(jié)果是人們認(rèn)識(shí)的結(jié)果，不僅與量的本身有關(guān)，而且與測量程序、測量儀器、測量環(huán)境以及測量人員等有關(guān)。真值從本質(zhì)上說是不能確定的。但在實(shí)踐中，對(duì)于給定的目的，并不一定需要獲得特定量的"真值"，而只需要與"真值"足夠接近的值。這樣的值就是約定真值，對(duì)于給定的目的可用它代替真值。例如:可以將通過校準(zhǔn)或檢定得出的某特定量的值，或由更高準(zhǔn)確度等級(jí)的測量儀器測得的值，或多次測量的結(jié)果所確定的值，作為該量的約定真值。

測量結(jié)果的誤差往往是由若干個(gè)分量組成的，這些分量按其特性可分為隨機(jī)誤差與系統(tǒng)誤差兩大類，任意一個(gè)誤差，均可分解為系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的代數(shù)和，即可用下式表示:誤差=測量結(jié)果-真值=(測量結(jié)果-總體均值)+(總體均值-真值)=隨機(jī)誤差+系統(tǒng)誤差測量結(jié)果與在重復(fù)性條件下，對(duì)同一被測量進(jìn)行無限多次測量所得的結(jié)果的平均值之差，稱為隨機(jī)誤差。在重復(fù)性條件下，對(duì)同一被測量進(jìn)行無限多次測量所得結(jié)果的平均值與被測量的真值之差，稱為系統(tǒng)誤差。計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)二測量結(jié)果修正對(duì)系統(tǒng)誤差尚未進(jìn)行修正的測量結(jié)果，稱為未修正結(jié)果。當(dāng)由測量儀器獲得的只是單個(gè)示值時(shí)，該示值通常是未修正結(jié)果；而當(dāng)獲得幾個(gè)示值時(shí)，未修正結(jié)果通常由這幾個(gè)示值的算術(shù)平均值求得。例如:用某尺測量圓柱直徑，單次觀測所得的示值為14.7mm，則該測得值是未修正結(jié)果。如果進(jìn)行10次測量，所得的示值分別為14.9、14.6、14.8、14.6、14.9、14.7、14.7、14.8、14.9、14.8(mm)，則該測量列的未修正結(jié)果為其算術(shù)平均值，即(14.9+14.6+…+14.8)/10=14.77≈14.8(mm)。對(duì)系統(tǒng)誤差進(jìn)行修正后的測量結(jié)果，稱為已修正結(jié)果。用代數(shù)方法與未修正測量結(jié)果相加，以補(bǔ)償其系統(tǒng)誤差的值，稱為修正值。在上述例子中，若該尺經(jīng)量塊檢定，其修正值為-0.1mm，則單次測量的已修正結(jié)果為(14.7-0.1)mm=14.6mm；而10次測量的已修正結(jié)果為(14.8-0.1)mm=14.7mm。

修正值等于負(fù)的系統(tǒng)誤差，也就是說，加上某個(gè)修正值就像扣掉某個(gè)系統(tǒng)誤差，其效果是一樣的。即:

真值=測量結(jié)果+修正值=測量結(jié)果-誤差需要強(qiáng)調(diào)指出的是:系統(tǒng)誤差可以用適當(dāng)?shù)男拚祦砉烙?jì)并予以補(bǔ)償，但這種補(bǔ)償是不完全的，也即修正值本身就含有不確定度。當(dāng)測量結(jié)果以代數(shù)和的方式與修正值相加之后，其系統(tǒng)誤差的絕對(duì)值會(huì)比修正前的小，但不可能為零，計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)三測量不確定度表征合理地賦予被測量之值的分散性、與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)，稱為測量不確定度。從詞義上理解，"不確定度"即懷疑或不肯定，因此，廣義上說，測量不確定度意味著對(duì)測量結(jié)果可信性、有效性的懷疑程度或不肯定程度。實(shí)際上，由于測量不完善和人們認(rèn)識(shí)的不足，所得的被測量值具有分散性，即每次測得的結(jié)果不是同一值，而是以一定的概率分散在某個(gè)區(qū)域內(nèi)的多個(gè)值。雖然客觀存在的系統(tǒng)誤差是一個(gè)相對(duì)確定的值，但由于我們無法完全認(rèn)知或掌握它，而只能認(rèn)為它是以某種概率分布于某區(qū)域內(nèi)的，且這種概率分布本身也具有分散性。測量不確定度正是一個(gè)說明被測量之值分散性的參數(shù)，測量結(jié)果的不確定度反映了人們?cè)趯?duì)被測量值準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)方面的不足。

不要把誤差與不確定度混為一談。測量不確定度表明賦予被測量之值的分散性，是通過對(duì)測量過程的分析和評(píng)定得出的一個(gè)區(qū)間。測量誤差則是表明測量結(jié)果偏離真值的差值。經(jīng)過修正的測量結(jié)果可能非常接近于真值(即誤差很小)，但由于認(rèn)識(shí)不足，人們賦予它的值卻落在一個(gè)較大區(qū)間內(nèi)(即測量不確定度較大)。為了表征賦予被測量之值的分散性，測量不確定度往往用標(biāo)準(zhǔn)差表示。在實(shí)際使用中，由于人們往往希望知道測量結(jié)果的置信區(qū)間，因此測量不確定度也可用標(biāo)準(zhǔn)差的倍數(shù)或說明了置信水平的區(qū)間的半寬表示。為了區(qū)分這兩種不同的表示方法，分別稱它們?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)不確定度和擴(kuò)展不確定度。計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)1.標(biāo)準(zhǔn)不確定度

以標(biāo)準(zhǔn)差表示的測量不確定度，稱為標(biāo)準(zhǔn)不確定度，用符號(hào)u表示，它不是由測量標(biāo)準(zhǔn)引起的不確定度，而是指不確定度以標(biāo)準(zhǔn)差來表征被測量之值的分散性。

用對(duì)觀測列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的方法來評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不確定度，稱為不確定度的A類評(píng)定，有時(shí)也稱為A類不確定度評(píng)定。所得到的相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度稱為A類不確定度分量，用符號(hào)uA表示。

用不同于對(duì)觀測列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的方法來評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不確定度，稱為不確定度的B類評(píng)定，有時(shí)也稱為B類不確定度評(píng)定。所得到的相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)不確定度稱為B類不確定度分量，用符號(hào)uB表示2.擴(kuò)展不確定度

用標(biāo)準(zhǔn)差的倍數(shù)或說明了置信水平的區(qū)間的半寬表示的測量不確定度，稱為擴(kuò)展不確定度，通常用符號(hào)U表示。計(jì)量檢測專用設(shè)備計(jì)量室現(xiàn)有的11種專用測量設(shè)備如下：1.三坐標(biāo)測量機(jī)2.表面粗糙度輪廓儀3.圓