一级注册计量师课件(上)
一级注册计量师,基础知识及专业实务,以规定为指南，以大纲为准绳 以教材为依据，以解读为引领 以自学为原则，以辅导为补充 以备课迎考为动力，以提高通过为目标,第二章 计量综合知识,第三节 测量结果1、被测量及影响量2、量的真值和约定真值3、测量结果4、描述测量结果的术语 第四节 测量仪器及其特性1、测量仪器2、测量仪器的特性,第三章 测量数据处理,第一节 测量误差的处理1、系统误差的发现及减小系统误差的方法2、实验标准差的估计方法3、算术平均值及其实验标准差的计算4、异常值的判别和剔除5、测量重复性和测量复现性的评定6、加权算术平均值及其实验标准差的计算7、计量器具误差的表示与评定8、计量器具其他一些计量特性的评定,第三章 测量数据处理,第二节 测量不确定度的评定与表示1、统计技术应用2、评定不确定度的一般步骤3、测量不确定度的评定方法4、表示不确定度的符号 第三节 测量结果的处理和报告1、测量不确定度的有效位数及数字修约规则2、报告测量结果的最佳估计值的有效位数的确定3、测量结果的表示和报告,第三节 测量结果,1、被测量及影响量 被测量:作为被测对象的特定量（1）要对被测量进行定义：如给定的水样品在20时的蒸汽压力（2）有时测量会改变研究中的现象、物体或物质，导致实际受到测量的量可能不同于想要测量的量（3）被测量可以是物理量，化学量、生物量，甚至是一种生理活动等 影响量：不是被测量但对测量结果有影响的量 安培计直接测量交流电流的幅度时受频率影响，电流是被测量， 而频率就是影响量。,2、量的真值和约定真值 真值：与给定的特定量的定义一致的值。由于定义不完善，可能存在与定义一致的一组真值真值只有通过完善的测量才能获得 约定真值：对于给定目的具有适当不确定度的、赋予 特定量的值实际计量中用约定真值代替真值。在日常校准中，将由测量标准复现的量值作为约定真值。约定真值仅是真值的估计值，是具有不确定度的。,第三节 测量结果,3、测量结果：由测量所得的赋予被测量的值。 VIM3定义：由测量所得的赋予被测量的值及其有关的信息。 测量结果表示为一个被测量的估计值及其测量不确定度，必要时给出不确定度的置信水平、自由度等的说明。 常将一组独立重复测得值的算术平均值作为被测量的最佳估计值 未修正结果、已修正结果。 对于间接测量，测量结果是由各直接测量的量值通过函数关 系经计算获得的，其中每个直接测量值的不确定度都会对测量结 果的不确定度有贡献。,第三节 测量结果,4、描述测量结果的术语 （一）测量误差 （二）测量结果的重复性和复现性 （三）测量准确度 （四）测量不确定度,第三节 测量结果,描述测量结果的术语,(一)测量误差 测量误差=测量结果-被测量的真值，简称误差。VIM3中，测量误差=测得量值-参考量值参考量值都是有不确定度的，所以获得的是测量误差的估计值。测量误差有正负号。测量误差的估计值是测量值偏离参考量值的程度，通常是指绝对误差。绝对误差与被测量值之比称相对误差，常用百分数或指数幂表示。表征测量仪器特性的术语：示值误差、最大允许误差、准确度等级等，不同于测量结果的测量误差,讨论： 用量块校准一把150mm的游标卡尺在100mm处的示值误差。 假设：量块标称值：100mm,证书给出修正值0.2µm。游标卡尺示值：100.02mm。 则可得：示值误差=示值-参考值=+0.02mm用一把检定合格的150mm的游标卡尺，测量某试样的长度，得到测量结果100.02mm。 测量误差=测量结果-参考值。 参考值未知，因此无法得出测量误差。 但是可以得到测量结果，并评定出测量结果的不确定度。另：校准是不是一种测量？如果认为是，那么被测量是示值误差，也就是说测得的示值误差是测量结果，而不是测量误差？,测量误差：系统误差和随机误差两类。 系统误差：在重复性条件下，对同一被测量进行无穷多次测量所得结果的平均值与被测量真值之差。它是在重复测量中保持恒定不变或按可预见的方式变化的测量误差的分量。系统误差=期望-真值随机误差：测量结果与在重复性条件下对同一被测量进行无穷多次测量所得结果的平均值之差。它是在重复测量中按不可预见的方式变化的测量误差的分量。随机误差=测量结果-期望 随机误差+系统误差=(测量结果-期望)+(期望-真值)=测量结果-真值=测量误差,描述测量结果的术语,描述测量结果的术语,系统误差的发现和减小系统误差的方法 1、系统误差的发现 2、减小系统误差的方法： （1）采用修正的方法 （2）在试验中尽可能减少或消除一切产生系统误差的因素 （3）选择适当的测量方法，使系统误差抵消而不致带入测 量结果中,恒定系统误差消除法 异号法改变测量中的某些条件，使两种条件下的测量结果中 的误差符号相反，取其平均值以消除系统误差。 交换法将测量中的某些条件适当交换，设法使两次测量中的 误差源对测量结果的作用相反，从而抵消了系统误差。 替代法保持测量条件不变，用某一已知量值的标准器替代被 测件再作测量，使指示仪器的指示不变或指零，这时被 测量等于已知的标准量，达到消除系统误差的目的。,描述测量结果的术语,可变系统误差消除法 用对称测量法消除线性系统误差 半周期偶数测量法消除周期性系统误差,描述测量结果的术语,描述测量结果的术语,修正系统误差的方法：（1）在测量结果上加修正值修正值的大小等于系统误差估计值的大小， 但符号相反。测量结果系统误差的估计值为： 修正值C为：已修正的测量结果 为：,（2）对测量结果乘修正因子 修正因子Cr等于标准值与未修正测量结果之比：已修正的测量结果Xc为：（3）画修正曲线 （4）制定修正值表,描述测量结果的术语,注意：（1）修正值或修正因子的获得，最常用的方法是将 测量结果与计量标准的标准值比较得到，也就是通过校 准得到。修正曲线往往还需要采用实验方法获得。（2）修正值和修正因子都有不确定度。在获得修正 值或修正因子时，需要评定这些值的不确定度。（3）使用已修正测量结果时，应该考虑由于修正不 完善引入的不确定度分量。,描述测量结果的术语,（二）测量结果的重复性和复现性 重复性:在相同条件下(重复性条件)，对同一被测量进行连续多次测量所得结果之间的一致性。用标准偏差sr定量表示复现性:在改变了的测量条件下，同一被测量的测量结果之间的一致性。用标准偏差sR定量表示,描述测量结果的术语,(1) 测量结果的重复性评定测量结果的重复性：在相同测量条件下，对同一被测量 进行连续多次测量所得结果之间的一致性。测量重复性用实验标准偏差 定量表示：式中： 每次测量的测量值；n 测量次数；通常取n=10；n次测量的算术平均值。在测量结果的不确定度评定中，当测量结果由单次测量得到 时， 直接是由重复性引入的标准不确定度分量；当测量结果 由n次重复测量的平均值得到时，由重复性引入的标准不确定 度分量为,描述测量结果的术语,测量复现性评定测量复现性：在改变了的测量条件下，同一被测量的测 量结果之间的一致性。改变了的测量条件可以是：测量原理、测量方法、观测 者、测量仪器、计量标准、测量地点、环境及使用条件、测 量时间。改变条件可以是一个或多个。给出复现性时应说明 所改变条件的详细情况。测量复现性用实验标准偏差 定量表示，复现性中所涉及的测量结果通常指已修正结果。,描述测量结果的术语,（三）测量准确度测量准确度：测量结果与被测量真值之间的一致程度，它是一个定性的概念。不能定量表示为：准确度为0.25%；准确度为±16mg等不同与测量仪器准确度,描述测量结果的术语,（四）测量不确定度测量不确定度是指“表征合理赋予被测量之值的分散性，与 测量结果相联系的参数”。（1）测量不确定度是用来描述测量结果的；（2）测量不确定度是说明测量值分散性的参数；（3）测量不确定度用实验标准偏差、实验标准偏差的倍数或说明了置信水平的区间半宽度来表示；（4）不同场合下测量不确定度术语的表述不同，如：测量不确定度、标准不确定度、合成标准不确定度、扩展不确定度；（5）标准不确定度有两种评定方法，即A类评定和B类评定；（6）不确定度不按系统或随机的性质分类。,描述测量结果的术语,标准不确定度u ：以标准偏差表示的测量不确定度。合成标准不确定度uc：当测量结果由若干其他量的值求得时，按其他各量的方差或（和）协方差算得的标准不确定度。ur=uc(y)/y，urel扩展不确定度:确定测量结果的区间的量，合理赋予被测量之值的分布的大部分可望含于此区间。由合成标准不确定度的倍数得到，用符号U表示，U=kuc，其确定了测量结果可能值所在的区间。Up ， Ur ， Urel P 包含概率或置信水平例：测量不确定度为0.5%,通常用下标 c 表示 合成标准不确定度,乘k得到 扩展不确 定度,开方后得 到合成标 准不确定 度,由方差合 成定理得 到合成方 差,平方后得 到各分量 的方差,乘灵敏系 数后得到 标准不确 定度分量,依次评定 各输入量 的标准不 确定度,写出数学模型,寻找不确定度来源,u(xi),ui(y),ui2(y),uc2(y),uc(y),U(y),测量不确定度的评定流程,x1, x2, x3,xn,y = f (x1, x2, x3,xn),测量误差和测量不确定度的差别,（1）定义上的差别 （2）分类方法不同 （3）可操作性不同 （4）数值符号方面的差别 （5）合成方法不同 （6）结果修正不同 （7）说明的含义不同,描述测量结果的术语,第二章 计量综合知识,第四节 测量仪器及其特性1、测量仪器（计量器具）2、测量仪器的特性,1、测量仪器（计量器具） 测量仪器及其作用测量仪器又称计量器具，是指“单独地或连同辅助设备一起 用以进行测量的器具”。它是用来测量并能得到被测对象量值的 一种技术工具或装置。测量仪器的特点：（1）用于测量，目的是为了获得被测对象量值的大小；（2）具有多种形式，可以单独地或连同辅助设备一起使用；（3）测量仪器本身是一种器具或一种技术装置，是一种实 物。测量仪器的作用:获得测量结果，复现单位，计量法制管理，科学研究、从事生产。,第四节 测量仪器及其特性,实物量具、测量系统和测量设备实物量具是“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”。它的主要特性是能复现或提供某个量、某 些量的已知量值。它的特点：（1）本身直接复现或提供了单位量值；（2）在结构上一般没有测量机构，只是复现单位量值的一个 实物；（3）没有测量机构，通常不依赖其他配套的测量仪器，不能直接测量被测量值。标称值是指标在实物上的以固定形态复现或提供给定量的那 个值。量具可分为单值量具和多值量具；从属量具和独立量具。,第四节 测量仪器及其特性,测量系统是指“组装起来以进行特定测量的全套测量仪器及 其配套设备”。测量设备是指“测量仪器、测量标准、标准物质、辅助设备 以及进行测量所必须的资料的总称”。它包括检定或校准中使用 的，还包括试验和检验过程中使用的测量设备。它的特点：（1）概念的广义性；（2）内容的扩展性；（3）测量设备不仅是指硬件还有软件。,第四节 测量仪器及其特性,测量仪器的分类指示类或显示式测量仪器:显示示值的测量仪器。不同于单纯的指示装置、指示器、显示器记录式测量仪器：提供示值记录的测量仪器。累计式测量仪器：积分式测量仪器：模拟式测量仪器或模拟式指示仪器数字式测量仪器或数字式指示仪器仅就输出或显示的表现形式而言，与测量仪器的工作原理无关。,第四节 测量仪器及其特性,测量链、测量传感器、检测器、敏感器测量链：测量仪器或测量系统的系列单元，由它们构成 测量信号从输入到输出的通道。测量传感器：提供与输入量有确定关系的输出量的器件。检测器：用于指示某个现象的存在而不必提供有关量值 的器件或物质。敏感器（敏感元件）：测量仪器或测量链中直接受被测量作用的元件。检测器、传感器、敏感器的区别。,第四节 测量仪器及其特性,显示装置、指示器、测量仪器的标尺和仪器常数显示装置：测量仪器显示示值的部件。指示器：显示装置的固定的或可动的部件，根据它相对 于标尺标记的位置可确定示值。测量仪器的标尺：测量仪器显示装置的部件，由一组有 序的带有数码的标记构成。标尺长度、标尺间距、标尺间隔（分度值）、标尺分度。仪器常数：为给出被测量的指示值或用于计算被测量的 指示值，必须与测量仪器直接示值相乘的系数。,
