计量基础知识.docx

计量基础知识第一节 量和计量一、 量的定义 量的定义：现象、物体和物质的可以定性区别和定量确定的一种属性由定义可知：被研究的对象可以是自然现象，也可以是物质本身同时， 应该注意到这个概念的两种含义：一方面是量的定量确定，如人们通常所理解的 那样，指量的大小、轻重和长短等概念即量的具体意义；另一方面是指现象、物 体和物质的定性区别，把量区别为长度、质量、时间、温度电流和电阻等即量的 广义含义量总是由数值和计量单位组合表示在使用相同计量单位的条件下，较大的数值表示较大的量；较小的数值表 示较小的量用没有计量单位表示的纯数值表示量的大小是没有意义的即量的 表示都必须在其数值后面注时计量单位量的大小并不随所用计量单位而变，可变的只是单位和数值二、 量的分类 量的分类：在我们的实际工作中，将量按学科划分为十大类：几何量、力学、温 度、电磁、电子、时间频率、电离辐射、声学、光学和化学1．几何量计量：对物体几何形状所涉及的物理量进行的测量主要包括： 端度、线纹、角度、表面粗糙度、平面度、直线度、表面几何尺寸的精密测量2．力学计量：包括质量、容量、密度、压力、真空、流量、力矩、速度、 加速度、硬度、冲击、转速、振动等。

3．温度计量：利用各种物质的热效应，研究测量温度的技术按测量范围 划分有：超低温、低温、中温、高温、超高温计量4．电磁计量：根据电磁学原理，应用各种电磁基、标准器和仪器、仪表， 对各种电磁物理现象进行测量，按电、磁特性分为电学计量和磁学计量；直流计 量和交流计量；5．电子计量：无线电技术所用全部频率范围内的一切电气特性的测量；6．时间频率计量：时间和频率的计量，时间和频率在数学上互为倒数关系；7．电离辐射计量：计量放射性物质本身有多少的量和计量辐射、被照介质 相互作用的量；8．声学计量：专门研究物质中声波的产生、传播、接收和影响特性中有关 计量的知识领域；9．光学计量：光辐射在传播过程中功率、能量的转换和变化；在传播过程 中光线的行踪；10．化学计量：对种物质的成分和物理特性，基本物理常数的分析、测定 计量部门通过发放标准物质进行量值传递是化学计量的特点三、量值的概念：1、量值：由一个数和合适的计量单位表示的量2、量值统一：在单位量值的传递中，所用的各级标准计量器具以及由它 们检定或校准的计量器具的量值，都可以溯源到国家计量基准，它们的量值在规 定误差范围内保持一致3、量的真值：表征某量在所处的条件下完善地确定的量值。

4、约定真值：为了给定目的可替代真值的量值它们（量的真值与约定 真值）之间的差值可以忽略不计5、量值传递：将国家计量基准所复现的计一单位量值，通过检定（或其 它传递方式）传递给下一等级的计量标准，并依次逐级传递到工作计量器具，以 保证被计量的对象的量值准确一致6、溯源性：被计量的量值，必须具有能与国家计量基准或国际计量基准 相联系的特性要求用以计量的计量器具必须经过具有适当准确度的计量标准的 检定，而该计量器具又受到上一等级计量标准的检定，逐级往上追溯，直至国家 计量基准或国际计量基准四、计量的概念：1、计量：以确定量值为目的的一组操作2、计量器具：⑴计量器具：可单独地与辅助设备一起，用以直接或间接确定被测对象量 值的器具或装臵包括计量基准器具、计量标准器具、工作计量器具和用于统一 量值的标准物质⑵计量基准器具：用以复现和保存计量单位量值，经国家批准，作为统一 全国量值最高依据的计量器具⑶计量标准器具：准确度低于计量基准的、用于检定较低等级计量标准或 工作计量器具的计量器具⑷工作计量器具：用于现场测量而不是用于检定工作的计量器具⑸强检计量器具：社会公用计量标准器具、部门和企业、事业单位使用的 最高计量标准器具，以及用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境检测方面的 列入强制检定目录的工作计量器具。

五、计量方法和分类1、 直接计量法和间接计量法⑴直接计量法：不必对与被计量的量有函数关系的其它量进行计量，而能 直接得到被计量量值的一种计量方法⑵间接计量法：通过对被计量的量有函数关系的其它量的计量，以得到被 计量量值的一种计量方法2、 基本计量法和定义计量法⑴基本计量法：通过对一些有关基本量的计量，以确定被计量量值的计量 方法⑵定义计量法：根据量的单位定义计量该量的方法3、 直接比较计量法和替代计量法⑴直接比较计量法：将被计量的量直接与已知其值的同一种量相比较的计 量方法⑵替代计量法：将选定的且已知其值的同一种量替代被计量的量，并使作 用于指示装臵的效应相同的计量方法4、 表态计量和动态计量⑴表态计量：在计量期间其值可认为是恒定的量的计量⑵动态计量：量的瞬时值以及如有需要时，它随时间的变化量的确定第二节 计量误差一、误差的定义1、计量误差：计量结果与被计量量的真值之间的差异2、 绝对误差：对某一量进行计量后，用被计量的量的计量结果x减去其真 值 a 而得的差值 =X-a3、 相对误差：它是绝对误差与被计量的量的真值之比6 K= 6 /a二、 误差的来源1、 设备误差：计量装臵本身的结构、工艺、调整以及磨损、老化或故障等 所引起的示值不准。

2、 环境误差：环境因素与要求的标准状态不一致而产生的如：温度、湿 度、电磁屏蔽、隔震、电压等不完善3、 人员误差：计量者的技术水平、生理差异或习惯引起的误差4、 方法误差：又称理论误差，计量方法不完善引起的误差或是由于测量所 依据的理论本身不完善等原因而导致的误差三、 按性质对误差分类1、 随机误差：在相同条件下，多次重复计量同一个量时，以不可预定的方 式变化的计量误差的分量2、 系统误差：在相同条件下，多次重复计量同一个量时，保持固定不变的 误差，或在条件改变时，按某一确定规律变化的计量误差的分量3、 粗大误差：超出规定条件下预期的误差，即明显歪曲计量结果的误差四、 对计量结果的评价 对计量结果进行评价时，常用复现性、重复性和稳定性来衡量1、 重复性：在相同条件下，即同一操作者，使用相同的计量器具，采用同 一种计量方法，在同一地点，很短的时间内对同一个量多次计量得到计量结果的 一致程度2、 复现性：在不同条件下，不同的计量方法、操作者、计量器具、不同的 地点、时间，对同一个量多次计量所得的计量结果的一致程度3、 稳定性：计量器具的量值随时间变迁保持其不变的程度五、 不确定度 不确定度：表征被计量的真值所处的量值范围的评定。

即估计出来的一个总的误差限它表示计量结果附近的一个范围，而被计量的真值以一定概率落于其中 不确定度以标准偏差o（或方差a 2）表示六、数据处理1、 有效数字：如果计量结果L的极限误差不大于某一位上的半个单位，我 们就认为该位是有效数字的末位，并且如果该位从L的左起第一个非零数字一共 有几位，就说L有几位有效数字2、 数字修约：由于计算或其它原因需要减少数字位数时，须采用如下的数 字修约规则进行凑整⑴若舍弃数字的最左一位数字大于 5，或者是5而其后跟有并非全部为 0 的数字时，则进一，即保留的末位数字加 1；26.48 保留一位小数-26.5⑵若舍弃数字的最左一位数字小 5，则舍去，即保留的各位数不变；14.24 保留一位小数-14.2⑶若舍弃数字的最左一位数字为 5，而右面无数字或皆为 0 时，若所保留 的末位数字奇数（1，3，5，7，9）则进一，为偶数（2，4，6，8，0）则舍弃0.45 保留一位小数-0.40.35 保留一位小数-0.4⑷负数修约时，先将它的绝对值进行修约，然后在修约值的前面加上负号0.0365 保留两位有效数字- -0.036⑸不许连续修约，在确定修约位数后一次修约获得结果而不得多次连续修 约。

正确：15.4546 保留两位有效数字-15 错误：15.4546-15.455-15.46-15.5-163 、数字运算 在数字运算中，为提高计算速度，并注意到凑整误差的特点，可考虑如下 几点：⑴当几个数作加减运算时，在各数中，以小数位数最少的为准，其余各数 均凑成比该数多一位小数，所保留的多一个数字常称安全数字⑵当几个数作乘除法运算时，在各数中，以有效数字个数最少的为准，其 余各数均凑成比该数多一个数字，而与小数点位臵无关第三节 法定计量单位我国的法定计量单位，是以国际单位制的单位为基础，根据我国的实际情 况，适当增加了一些其它单位构成的国际计量大会决定以米、千克、秒、安培、摩尔、开尔文和坎德拉七个单 位为基本单位的实用计量单位制命名为国际单位制并规定其符号为“SI”国际单位制包括：SI基本单位、SI辅助单位、SI导出单位、SI词头和SI 单位的十进倍数和分数单位构成注意：不要将SI单位和国际单位制单位相混淆，SI单位是指国际单位制 中构成一贯单位制的那些单位，均不带SI词头，所以SI单位是际单位制中有特 定含义的名词；而国际单位制单位不仅包括SI单位，还包括它们的十进倍数单 位和分数单位（即由SI词头+SI单位构成的新单位）。

如：质量基本单位千克 （kg ）中的千（k）不作词头用，（kg）是一整体也属SI单位长度单位中的km、 m、cm、mm;力学单位中的MN、kN、N、mN都是国际单位制单位，其中只有m和 N 才是 SI 单位一、我国的法定计量单位所包括的内容⑴、国际单位制的基本单位；⑵、国际单位制的辅助单位；⑶、国际单位 制中具有专门名称的导出单位；⑷由词头和以上单位构成的十进倍数、分数单位 以及组合单位；⑸国家选定的非国际单位制单位1、国际单位制的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定义：⑴、米（m）是光在真空中于1/299 792 458秒时间间隔内所经路径的长度⑵、千克（公斤）（kg）是质量单位，等于国际千克原器的质量⑶、秒（s）是与铯-133原子基态的两个超精细能级间跃迁相应的辐射为 9 192 631 770 个周期的持续时间⑷、安培（A ）是电流单位在真空中，截面积可忽略的两根相据1米的无 限长平行圆直导线的内通以等量恒定电流时，若导线间相互作用在每米长度上为 2 X 10-7牛顿，则每根导线中的电流为1安培。

5） 开尔文（K）是热力学温度单位，等于水的三相点热力学温度的1/273.166） 摩尔（mol ）是一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元数与0.012 千克碳单位-12 的原子数目相等⑺坎德拉（cd）是一光源在给定方向上的发光强度，该光源发出频率为540 X 1012赫兹的单位辐射，且在此方向上的辐射强度为 1/683 瓦特每球面度说明：⑴量的名称是标准化的电流”不称为“电流强度”热力学 温度”不称为“绝对温度”或“开氏温度”2）单位名称是标准化的米”不称为“公尺”⑶单位符号是标准化的正体、斜体不能搞错；大、小写也不能搞错米” 的符号不得写成“M”； “千克”的符号不得写成“Kg”等2、 国际单位制的辅助单位量的名称 单位名称 单位符号平面角 弧度 rad立体角 球面度 sr说明：平面角和立体角实质上属于导出量，在光学量的单位中经常使用3、 国际单位制中具有专门名称的导出单位量的名称 频率 力；重力单位名称赫［兹］牛［顿］单位符号HzN它表示式s-1k。