1、编者按：编者按：计量是关于测量的科学，是实现单位统一，计量是关于测量的科学，是实现单位统一，量值准确可靠的活动；现代工业三大支柱：量值准确可靠的活动；现代工业三大支柱：优质的原材料优质的原材料,先进的工艺装备先进的工艺装备,科学的检测科学的检测手段手段.“计量是工业的眼睛计量是工业的眼睛”，计量无处不在无事不，计量无处不在无事不需，涉及国民经济的各个领域和人类生活的需，涉及国民经济的各个领域和人类生活的方方面面，衣食住行离不了。方方面面，衣食住行离不了。正谓正谓“上管天下管地中间管空气上管天下管地中间管空气”2022-8-61 标准化(依据依据)2022-8-62质量质量 (核心核心)计量计量
2、 (手段手段)标准化 (依据依据)质量、计量、标准化三者之间关系质量、计量、标准化三者之间关系交交 流流 内内 容容1 1、计量管理概述计量管理概述2 2、国家计量法律法规和质量管理相关要求国家计量法律法规和质量管理相关要求3 3、科研院所的计量管理科研院所的计量管理2022-8-634 4、计量测试技术的现状与发展趋势计量测试技术的现状与发展趋势1 1、计量管理概述计量管理概述2022-8-64古代：基本内容是古代：基本内容是“度量衡度量衡”。“度度”是是“尺尺”，计量长短。，计量长短。“量量”是是“斗斗”，计量容积。，计量容积。“衡衡”是是“秤秤”，计量质量。，计量质量。中 国 计 量 的
3、 历 史战国秦战国秦 商鞅铜方升商鞅铜方升 容容量量202mL2022-8-65 秦朝：秦朝：秦始皇统一六国后，为了发展经济秦始皇统一六国后，为了发展经济,保证国家的赋税收入，保证国家的赋税收入，公元前公元前221221年，颁布了统一度量衡的诏书，要求在全国统一施行，在年，颁布了统一度量衡的诏书，要求在全国统一施行，在我国开始了计量的法制管理。我国开始了计量的法制管理。新中国成立后，新中国成立后，19531953年确认采用年确认采用“计量计量”一词，取代使用了几千一词，取代使用了几千年的度量衡，并赋予了更广泛的内容。年的度量衡，并赋予了更广泛的内容。19851985年公布了年公布了中国人民共和
4、国计量法中国人民共和国计量法，标志着我国计量工作从行政管理走向法制标志着我国计量工作从行政管理走向法制 管理的新阶段。管理的新阶段。中 国 计 量 的 历 史2022-8-66 十大计量：十大计量：1、几何量计量、几何量计量 2、温度计量、温度计量 3、力学计量、力学计量 4、电磁计量、电磁计量 5、无线电计量、无线电计量 6、时间频率计量、时间频率计量 7、电离辐射计量、电离辐射计量 8、光学计量、光学计量 9、声学计量、声学计量 10、化学计量、化学计量 国防计量在十大类计量专业的基础上，根据武器装备发展和国防现代国防计量在十大类计量专业的基础上，根据武器装备发展和国防现代化建设的需要，增
5、设了化建设的需要，增设了光电子、微电子、火炸药和军事医学光电子、微电子、火炸药和军事医学四个专四个专业，共有业，共有14个计量专业。个计量专业。计量的分类（按学科分按学科分类类）2022-8-67工业工业计量计量科学计量科学计量法制法制计量计量2022-8-68计量的分类（按按社会功能分类社会功能分类）追求追求广度广度追求追求精度精度追求追求高度高度2022-8-69 几何量几何量(长度长度)：线纹、端度、角度、平面度、粗糙度、齿轮、螺纹线纹、端度、角度、平面度、粗糙度、齿轮、螺纹 温度温度(热学热学)：温度、湿度、热量、热流量、热辐射温度、湿度、热量、热流量、热辐射 力学：力学：质量质量(重
6、量重量)、容量、压力、转速、速度、流量、加速度、容量、压力、转速、速度、流量、加速度、密度、真空度、硬度、振动密度、真空度、硬度、振动 电磁电磁:电压、电流、电阻、电感、电容、电功率电压、电流、电阻、电感、电容、电功率(包括电能包括电能)无线电无线电:电压、功率及能量、阻抗、电容、电感、电电压、功率及能量、阻抗、电容、电感、电 阻、失真度、阻、失真度、调制度、品质因数、驻波、占空系数、损耗、衰减、脉冲调制度、品质因数、驻波、占空系数、损耗、衰减、脉冲 时间、频率时间、频率:时间、频率时间、频率 电离辐射电离辐射:强度、通量、照射量强度、通量、照射量.光学光学:光强、色温、照度、亮度、光辐射、光
7、通量、曝光量光强、色温、照度、亮度、光辐射、光通量、曝光量 声学声学:声压、声功率、声强声压、声功率、声强.化学化学(成份分析成份分析):):酸碱度、电导、光谱、粘度、标准物质酸碱度、电导、光谱、粘度、标准物质.、成份含量、成份含量各类各类 计量器具涵盖的内容计量器具涵盖的内容门捷列夫门捷列夫(1834-1907)：科学始于测量，科学始于测量，没有测量，便没有精密的科学。没有测量，便没有精密的科学。计量(测量)的地位和作用2022-8-610钱学森(1911-2009)：信息技术包括测量技术、计算机技术和通信技术，测量技术是信息技术的关键和基础关键和基础。计量(测量)的地位和作用2022-8-
8、611“测量技术是信息技测量技术是信息技术的源头。术的源头。”-王大珩王大珩2022-8-612计量(测量)的地位和作用测量技术是信息技术的基础和源头聂荣臻（聂荣臻（1899年年12月月29日日1992年年5月月14日）日）“科学技术发展到今天，可以说，没有计量寸步难行。科学技术发展到今天，可以说，没有计量寸步难行。”计量(测量)的地位和作用2022-8-613“关于振兴我国仪器仪表产业对策与建议关于振兴我国仪器仪表产业对策与建议”:仪器仪表是工业生产的仪器仪表是工业生产的“倍增器倍增器”，科学研究的，科学研究的“先行官先行官”，军事上的，军事上的“战斗力战斗力”，以及现代社，以及现代社会活动
9、的会活动的“物化法官物化法官”。-2000年中国仪器仪表学会年中国仪器仪表学会2022-8-614计量(测量)的地位和作用 王大珩王大珩 杨家墀杨家墀 金国藩金国藩 计量是科学研究的重要手段计量是科学研究的重要手段在自然科学的发展中，计量工作是人们正确认识自然现象、掌在自然科学的发展中，计量工作是人们正确认识自然现象、掌握自然规律、验证科学预见不可缺少的手段。例如，握自然规律、验证科学预见不可缺少的手段。例如，美籍华人美籍华人吴建雄博士吴建雄博士就是通过精密测量，用实验方法在美国国家标准技就是通过精密测量，用实验方法在美国国家标准技术研究院的实验室里验证了世界著名物理学家诺贝尔奖获得者术研究院
10、的实验室里验证了世界著名物理学家诺贝尔奖获得者李政道和杨振宁二位博士所提出的弱相互作用下的宇称不守恒李政道和杨振宁二位博士所提出的弱相互作用下的宇称不守恒理论。在理论。在机械工程、光学工程、生命科学、天体物理、机械工程、光学工程、生命科学、天体物理、地球科地球科学、学、化学、化学、材料学等研究中，都材料学等研究中，都离不开离不开精密的计量测试。精密的计量测试。计量(测量)的地位和作用2022-8-615体温体温航天测控航天测控科学研究科学研究计量涉及到工农业生产、国防建设、科学试验、国内外贸易、人民生活等各方面，是国民经济的一项重要的技术基础。在国计民生各个方面有重要的作用在国计民生各个方面有
11、重要的作用计量(测量)的地位和作用2022-8-616 计量在保证生产、科研和生活的正常进行，促进国民经济和国防建设的发展，为社会现代化建设提供技术保障；保护广大消费者免受不准确或不诚实测量所造成的危害；保护人民群众的健康、生命、财产的安全，保护国家的权益不受侵犯。在医疗卫生中，计量不准往往会造成误诊，甚至会造成人身事故。例如放射治疗肿瘤，X线和射线的剂量大小与治疗效果有着密切关系。如果射线剂量超过标准，患者好的组织就会被烧伤或损坏，如果射线剂量不足，则达不到治疗效果。在食品安全监测中在食品安全监测中，分光光度计不准，会造成分光光度计不准，会造成各种成分各种成分的分析结果不可靠。的分析结果不可
12、靠。2022-8-617计量(测量)的地位和作用计量管理计量管理 -与产品质量的关系与产品质量的关系计量管理在监控产品质量中的地位计量管理在监控产品质量中的地位 计量管理在监控产品质量中，是一项基础性的技术管理工作。计量工作计量管理在监控产品质量中，是一项基础性的技术管理工作。计量工作是检验产品质量的技术基础。一方面，为了保证产品质量，计量测试工作贯穿于是检验产品质量的技术基础。一方面，为了保证产品质量，计量测试工作贯穿于整个生产过程，如：入厂检验、工序检验、最终检验。另一方面，整个生产过程，如：入厂检验、工序检验、最终检验。另一方面，检测手段大检测手段大都是由各种性能的计量器具所组成，它们的
13、准确性如何，直接影响着产品质量都是由各种性能的计量器具所组成，它们的准确性如何，直接影响着产品质量的检验结果。的检验结果。所以，产品质量的好坏，不但取决于生产工人的操作技术，而且所以，产品质量的好坏，不但取决于生产工人的操作技术，而且取决于生产过程的检测工作和检测设备的完好状况。取决于生产过程的检测工作和检测设备的完好状况。产品质量检验实际上是一个产品质量检验实际上是一个测、比、判测、比、判的过程。的过程。要想得到正确的检验结果，必须依靠计量技术。要想得到正确的检验结果，必须依靠计量技术。2022-8-618 计量检测计量检测 产品质量产品质量 计量检测手段的高低在某种程度上反映了一个企业计量
14、检测手段的高低在某种程度上反映了一个企业产品质量的水平，产品标准要靠计量检测才能制定出来，产品质量的水平，产品标准要靠计量检测才能制定出来，产品是否能达到标准的要求，同样要靠计量检测、检验。产品是否能达到标准的要求，同样要靠计量检测、检验。在生产过程中，产品在每道工序的质量如何，也要靠计在生产过程中，产品在每道工序的质量如何，也要靠计量检测来进行判断。从原材料的检验、工序检验到最终量检测来进行判断。从原材料的检验、工序检验到最终产品的检验，都离不开计量。可以说，没有先进、科学产品的检验，都离不开计量。可以说，没有先进、科学的计量检测手段，就没有优质的产品质量。的计量检测手段，就没有优质的产品质
15、量。计量(测量)的地位和作用2022-8-619没有望远镜就没有天文学，没有望远镜就没有天文学，没有显微镜就没有细胞学，没有显微镜就没有细胞学，没有指南针就没有航海事业。没有指南针就没有航海事业。计量(测量)的地位和作用2022-8-620 什么是计量什么是计量？计量计量(metrology):实现单位统一，量值准确可实现单位统一，量值准确可靠的活动靠的活动。什么是管理？什么是管理？管理管理(management)：指挥和控制组织的协调的指挥和控制组织的协调的活动活动。什么是计量管理？什么是计量管理？在计量方面指挥和控制组织的协调的活动在计量方面指挥和控制组织的协调的活动。What-计量管理是
16、什么“事”2022-8-621对一个组织而言，计量管理是指计量管理部对一个组织而言，计量管理是指计量管理部门对与计量工作相关的门对与计量工作相关的5M1E(5M1E(人、机、料、法人、机、料、法、环、测环、测)进行的管理活动。进行的管理活动。What-计量管理是什么“事”2022-8-622Why-为什么为什么“要这样做要这样做”(”(目的是什么目的是什么)全国全国：确保全国计量单位的统一和量值的确保全国计量单位的统一和量值的准确可靠是计量工作的准确可靠是计量工作的基本任务和目的基本任务和目的。2022-8-623对一个组织而言，对一个组织而言，计量管理的计量管理的基本任务和基本任务和目目的必
17、然也是在的必然也是在组织内确保计量单位的统一和组织内确保计量单位的统一和量值准确可靠。量值准确可靠。试想：试想：科研院所的科研报告、学术论文，使科研院所的科研报告、学术论文，使用的计量单位不统一，给出的实验数据用的计量单位不统一，给出的实验数据(测量测量/试验结果试验结果)不准确可靠，如何进行交流、对比不准确可靠，如何进行交流、对比、复现复现。Why-为什么为什么“要这样做要这样做”(”(目的是什么目的是什么)2022-8-624案例：案例：瓶装水：瓶装水：388mL=388ML?时间：时间：10ms=10Ms?电压：电压：5mV =5MV?检测结果：检测结果：60.12mm=60.120mm
18、?2022-8-625计量的特点计量的特点计计 量量准确性准确性（目的）目的）统一性统一性（本质的特征）（本质的特征）法制性（保障）（保障）溯源性（量值传递）（量值传递）科学性科学性社会性社会性2022-8-626 高速铁路两根铁轨之间的标准距离一般为1435mm，允许的范围为1434-1436mm(允许偏差：允许偏差：1mm)1mm)，超出这个范围，就有可能造成列车运行的不平稳，甚至带来脱轨的安全隐患准确性计量的特点2022-8-627溯源性计量的特点计量的特点2022-8-6281).1).量、量制与量纲量、量制与量纲量：现象、物体或物质的可以定性区别和定量确定的一种属性。计量学中的量都是
19、指可以测量的量。一般意义的量：如长度、温度、电流。特定的量：如某根木棒的长度、通过某条导线的电流。可相互比较并按大小排序的量称为同种量，若干同种量合在一起可称为同类量如功、热、能。物理量和计量单位2022-8-629量制：彼此间存在确定关系的一组量，即在特定科学领域中的基本量和相应导出量的特定组合。一个量制可以有不同的单位制。量纲：以给定量制中基本量的幂的乘积表示该该量制中某量的表达式其数字系数为1。dimQdimQ=L LM MT TI IN NJ J 长度的量纲为L，速度为LT-1，压力为L-1MT-2，动能和功都为L2MT-2。同种量的量纲一定相同，相同量纲的量却不一定是同种量。物理量和
20、计量单位2022-8-6302).2).计量单位和单位制计量单位和单位制计量单位计量单位：为定量表示同种量的大小而约定地定义和采用的特定量 计量单位一经选定，所有同种量便可用单位与纯数之积 表示，并称为该量的量值。5.34m5.34m和534cm534cm，显然量的大小和量值的形式无关，量的 大小与所选择的单位无关，而量值则因单位不同而形式 各异。单位制单位制：为给定量制按给定规则确定的一组基本单位和导出单位。物理量和计量单位2022-8-631国际单位制国际单位制:国际单位制是国际单位制是19601960年第十一届国际计量大会年第十一届国际计量大会CGPM CGPM 通过，通过，并用符号并用
21、符号“SISI”表示。国际单位制的构成：表示。国际单位制的构成：国际单位制（国际单位制（SI）SI单位单位SI单位的倍数单位单位的倍数单位SI导出单位导出单位SI基本单位基本单位包括辅助单位在内的具有专门名称的导出单位包括辅助单位在内的具有专门名称的导出单位组合形式的导出单位组合形式的导出单位物理量和计量单位2022-8-6323).3).我国的法定计量单位我国的法定计量单位2022-8-633 SI基本单位（基本单位（7个）个）SI单位单位 SI单位中包括辅助单位在内的具单位中包括辅助单位在内的具 有专门名称的导出单位（有专门名称的导出单位（21个个）法定计量单位法定计量单位 国家选用的非国
22、家选用的非SI单位（单位（16个）个）由以上单位构成的组合单位由以上单位构成的组合单位 由由SI词头（词头（20个）和以上单位构成的个）和以上单位构成的 十进倍数和分数单位十进倍数和分数单位表表1 国际单位制的基本单位国际单位制的基本单位(7个个)量的名称量的名称单位名称单位名称单位符号单位符号长度长度米米m m质量质量千克千克kgkg时间时间秒秒s s电流电流安（培）安（培）A A热力学温度热力学温度开（尔文）开（尔文）K K物质的量物质的量摩（尔）摩（尔）molmol发光强度发光强度坎（德拉）坎（德拉）cdcd2022-8-6342022-8-6352022-8-636所表示的因数词头名称
23、词头符号所表示的因数词头名称词头符号10102424尧它Y Y1010-1-1分d d10102121泽它Z Z1010-2-2厘c c10101818艾可萨E E1010-3-3毫m m10101515拍它P P1010-6-6微10101212太拉T T1010-9-9纳诺n n10109 9吉咖G G1010-12-12皮可p p10106 6兆M M1010-15-15飞母托f f10103 3千k k1010-18-18阿托a a10102 2百h h1010-21-21仄普托z z10101 1十dada1010-24-24幺科托y y表表4 法定计量单位词头符号法定计量单位词头符
24、号(2020个)Page 374).4).法定计量单位的使用规则法定计量单位的使用规则 计量单位符号的书写计量单位符号的书写单位符号以正体字母表示，不管周围文章所用的字体。单位符号以正体字母表示，不管周围文章所用的字体。一般用小写字母表示，一般用小写字母表示，当用人名命名时第一个字母大写。当用人名命名时第一个字母大写。不能写英文全称。不能写英文全称。m (metre)米米 s (second)秒秒 mol (mole)摩尔摩尔 Pa (pascal)帕帕 斯卡斯卡 (ohm)欧欧 姆姆 A (ampere)安培安培K(kelvin)开尔文开尔文 Hz (hertz)赫兹赫兹C (coulomb
25、)库仑库仑 L或或 l,(litre)升升(用大写字母用大写字母L L可以避免小写字母可以避免小写字母l l和数字和数字1 1之间的混淆之间的混淆)*力矩单位：kNkNm m 不宜写成 N Nkmkm，也不能写成 m mKnKn2022-8-638*5 5点点45 45，“点点”不是计量单位，是口头习惯，不是计量单位，是口头习惯，“”是角度单位是角度单位，确切的是，确切的是“5 5时时4545分分”；*速度速度“Km/Km/h h”,“K K”小写，小写，“h h”不能斜体；不能斜体；km/hkm/h*时间时间“4040 60s60s”应该为应该为“40s40s60s60s”或或“（40406
26、0)s 60)s”；*“摄氏摄氏2020度度”应该为应该为2020摄氏度，摄氏度，“”可作为中文使用；可作为中文使用；*体积体积13.313.310104 4立方米应表示为立方米应表示为13.313.310104 4 m m3 3*允许误差：允许误差：0.20.20.5%0.5%，应表示为，应表示为（0.2%0.2%0.5%0.5%）*12 12英寸英寸不应写成：不应写成：1212 2022-8-639 计量单位符号的读法计量单位符号的读法*kg.mkg.m/s/s2 2读作：千克米每平方秒，“千克米/平方秒”(X)X)*比热容单位J/(kgK)读作：焦耳每千克开尔文 *m m2 2 读作：平
27、方米 -1-1 读作：每摄氏度*kmkm2 2 读作：平方千米 *速度：120km/h120km/h 读作:120120千米每小时2022-8-640误差和数据处理误差和数据处理1).1).测量误差测量误差 测量误差的定义 测量误差指测量结果与被测量的真值之差。这是绝对误差，表示为：测量误差指测量结果与被测量的真值之差。这是绝对误差，表示为：=X-X=X-X0 0 式中式中 X-X-测量结果测量结果;X X0 0-真值真值 绝对误差有大小和符号绝对误差有大小和符号,其单位与测量结果的单位相同其单位与测量结果的单位相同;如三角形的三个内如三角形的三个内角和的真值为角和的真值为180180实测结果
28、为实测结果为179179,则绝对误为则绝对误为-1-1,符号为负符号为负,说明测量结说明测量结果小于真值。不应将绝对误差与误差的绝对值混淆，后者为误差的模。按数学果小于真值。不应将绝对误差与误差的绝对值混淆，后者为误差的模。按数学形式分，除绝对误差外还有相对误差、引用误差形式分，除绝对误差外还有相对误差、引用误差。2022-8-641 测量误差的分类测量误差的分类一般将误差分为两类即系统误差和随机误差。系统误差：系统误差：在重复测量中保持不变或按可预见方式变化的测量在重复测量中保持不变或按可预见方式变化的测量误差的分量。误差的分量。(JJ F1001-2011)(JJ F1001-2011)。
29、理解理解：是指在重复条件下，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的真值之差。系统误差决定测量结果的正确程度。系统误差的产生：装置误差、环境误差、方法误差、人员误差。减小系统误差的方法：a.采用修正的方法b.尽可能减少或消除产生系统误差的因素c.选择适当的测量方法：异号法、交换法、替代法对称法半周期偶数法等误差和数据处理误差和数据处理2022-8-642 随机误差随机误差：在重复测量中按不可预方式变化的测量误在重复测量中按不可预方式变化的测量误差的分量。差的分量。(JJ F1001-2011)(JJ F1001-2011)理解理解：是指测量结果与在重复条件下对同一被测量进行无限
30、多次测量所得结果的平均值之差。随机误差决定计量结果的精密程度。对于某一次测量而言，随机误差的大小以不可预知的方式变化，但就整体而言，却服从一定的统计规律。因此,可以以数理统计的方法估计随机误差对测量结果的影响。误差和数据处理误差和数据处理2022-8-643测量误差分析2022-8-644人人为为疏疏忽忽气流气流辐射辐射噪声噪声尘埃尘埃仪仪器器环环境境人员人员温度温度归零归零负载负载水平水平磨耗磨耗干扰干扰/振动振动气压气压湿度湿度记忆记忆力力读取读取视差视差量量具具误误用用标准标准件件分辨力分辨力迟滞现象迟滞现象测量误差测量误差粗大误差粗大误差系统误差系统误差随机误差随机误差 测量准确度测量
31、准确度(measurement accuracy)：被测量被测量的测得值与其真值之间的一致程度的测得值与其真值之间的一致程度。(JJ F1001-(JJ F1001-2011)2011)(准确度是一个定性的概念，如：准确度高、低，准准确度是一个定性的概念，如：准确度高、低，准确度级别确度级别)测量正确度测量正确度(measurement trueness)：无穷多次重复测无穷多次重复测量所得量值的平均值与一个参考量值之间的一致程度量所得量值的平均值与一个参考量值之间的一致程度。(JJ F1001-2011)(JJ F1001-2011)测量精密度测量精密度(measurement precis
32、ion)：在规定条件在规定条件下，对同一类似被测对象重复测量所得示值或测得值之间的下，对同一类似被测对象重复测量所得示值或测得值之间的一致程度。一致程度。(JJ F1001-2011)(JJ F1001-2011)误差和数据处理误差和数据处理2022-8-645随机随机 误差误差残差残差系统误差系统误差测得值测得值 y真值真值 k 测得值测得值总体均值总体均值样本样本均值均值测得值概率测得值概率分布曲线分布曲线 k tyiy测量误差示意图测量误差示意图误差误差误差和数据处理误差和数据处理2022-8-646案例：如何理解测量结果的精密度您的您的选择选择?哪哪组组精密度高精密度高？A team:
33、10 16 13 20 19 B team:15 13 14 16 15误差和数据处理误差和数据处理2022-8-647A team:15.03 15.10 14.92 15.06 15.12B team:16.21 14.25 14.50 15.37 14.88真值值测量测量的平均值的平均值误差和数据处理误差和数据处理您的您的选择选择?哪哪组组正确度高高？A A平均平均 =15.0415.04B B平均平均 =15.0415.04案例：如何理解测量结果的正确度案例：如何理解测量结果的正确度2022-8-648准准确确不准不准确确精密精密不精密不精密 误差和数据处理误差和数据处理2022-8-
34、649 测量误差的计算测量误差的计算 xxvii 1)()(12 nxxxsniinxsxs)()(平均值平均值nkkxnx11残余误差实验标准实验标准偏差偏差算术平均值算术平均值标准偏差标准偏差误差和数据处理误差和数据处理Page 502)2)数据处理数据处理 由于测量结果含有测量误差，测量结果的位数，应由于测量结果含有测量误差，测量结果的位数，应保留适宜，不能太多，也不能太少，太多易使人认为保留适宜，不能太多，也不能太少，太多易使人认为测量准确度很高，太少则会损失测量准确度。测量结测量准确度很高，太少则会损失测量准确度。测量结果的数据处理和结果表达是测量过程的最后环节，因果的数据处理和结果
35、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，从事检定理和测量结果的准确表达有很重要的意义，从事检定/校准和检测的工作人员都应掌握其方法。校准和检测的工作人员都应掌握其方法。误差和数据处理误差和数据处理2022-8-651 如用千分尺测量时，其示值误差为如用千分尺测量时，其示值误差为0.01mm，若测，若测出长度出长度L=23.531mm，显然小数点后第二位数字已，显然小数点后第二位数字已不可靠，而第三位数字更不可靠，此时只应保留不可靠，而第三位数字更不可靠，此时只应保留小数点后第二
36、位数字，即写成小数点后第二位数字，即写成 L=23.53mm。由此。由此可见，可见，正确处理和准确表达测量结果至关重要。正确处理和准确表达测量结果至关重要。误差和数据处理误差和数据处理2022-8-652 数据修约数据修约、基本概念、基本概念 正确数：正确数：不带测量误差的数均为不带测量误差的数均为正确数正确数。如教室里有如教室里有45人中的人中的“45”；平面三角形内角和为；平面三角形内角和为180中的中的“180”；C2R的的“2”；1h=3600s中的中的“3600”等均等均为正确数。从中可以看出，正确数为确实存在的。可将理为正确数。从中可以看出，正确数为确实存在的。可将理论定义中、假设
37、中的数作为正确数对待。论定义中、假设中的数作为正确数对待。近似数：近似数：接近但不等于某一数的数，称为该数的接近但不等于某一数的数，称为该数的近似数近似数。如圆周率如圆周率3.14159265358的近似数为的近似数为3.14；又如自然；又如自然对数之底对数之底 e2.71828182845的近似数为的近似数为2.72。误差和数据处理误差和数据处理2022-8-653 有效数字有效数字 若测量结果经修约后的数值，其修约误差绝对值若测量结果经修约后的数值，其修约误差绝对值0.5(位），则该值称为有效数字，即从左起第一个位），则该值称为有效数字，即从左起第一个非零的数字到最末一位数字止的所有数字都
38、是有效非零的数字到最末一位数字止的所有数字都是有效数字。数字。如：如：3.14（3位）位）;0.0027（2位位）;0.00270（3位）位）误差和数据处理误差和数据处理2022-8-654 数值修约规则数值修约规则 参见参见数值修约规则与极限数值的表示数值修约规则与极限数值的表示和判定和判定（GB81702008）数值数值间隔间隔：a）指定修约间隔为指定修约间隔为10-n（n为正整数），或指明将数值修约到为正整数），或指明将数值修约到n位小数。位小数。b）指定修约间隔为指定修约间隔为1，或指明将数值修约到，或指明将数值修约到“个个”数位。数位。c）指定修约间隔为指定修约间隔为10n（n为正整
39、数），或指明将数值修约到为正整数），或指明将数值修约到10n数位，或数位，或指明将数值修约到指明将数值修约到“十十”、“百百”、“千千”数位。数位。误差和数据处理误差和数据处理2022-8-655“1”1”间隔修约规则间隔修约规则拟修约数值按拟修约数值按“1”间隔进行修约时的规则如下：间隔进行修约时的规则如下：a、拟舍弃的数字的最左一位数字小于、拟舍弃的数字的最左一位数字小于5时，则时，则 舍去，即保留的各位数字不舍去，即保留的各位数字不变；例：变；例：将将12.1498修约到一位小数，得修约到一位小数，得12.1，因因45 b、拟舍弃的数字的最左一位数字大于拟舍弃的数字的最左一位数字大于5时
40、，或等于时，或等于5且其后跟有并非全部为且其后跟有并非全部为0的数字时，则进的数字时，则进1，即保留的末位数字加，即保留的末位数字加1；例：将例：将1268修约到修约到“百百”位，得位，得13102 :将将1268修约到修约到“十位十位”，得，得12710 将将10.502修约到个位，得修约到个位，得11c、拟舍弃的数字的最左一位数字等于、拟舍弃的数字的最左一位数字等于5而其后无数字或皆为而其后无数字或皆为0时，若保留的末时，若保留的末 位数字为奇数（位数字为奇数（1，3，5，7，9），则进），则进1；为偶数（；为偶数（0，2，4，6，8），则舍），则舍去。去。这一规则即这一规则即“4舍舍6入
41、，遇入，遇5偶数法则偶数法则”“”“奇进偶不进奇进偶不进”误差和数据处理误差和数据处理2022-8-656 例：例：将下列数据修约为将下列数据修约为4 4位有效数字位有效数字 3.1415001 3.142 3.1414999 3.141 3.1415 3.142 3.1425 3.142 3.141329 3.141 3.1405000001 3.141误差和数据处理误差和数据处理2022-8-657 修约误差修约误差 数值修约带来的误差服从均匀分布的随机误差（数值修约带来的误差服从均匀分布的随机误差（修约误差），又称修约误差），又称舍入误差舍入误差。修约误差为修约间。修约误差为修约间隔的一
42、半。隔的一半。由数据修约规则可知，对由数据修约规则可知，对“1”间隔修约，修约误间隔修约，修约误差等于修约结果末位数的一半（修约位末位单位差等于修约结果末位数的一半（修约位末位单位的的0.5倍）。倍）。误差和数据处理误差和数据处理2022-8-658 近似近似数数运算（加、减、乘、除）运算（加、减、乘、除）近似数的加减运算近似数的加减运算 规则规则：近似数的加减，以小数点后位数最少的：近似数的加减，以小数点后位数最少的为准，其余各数均修约成比该数多保留一位计算为准，其余各数均修约成比该数多保留一位计算结果的小数位数与小数位数最少的那个近似数相结果的小数位数与小数位数最少的那个近似数相同。如：同
43、。如：28.114.543.0007 =28.114.543.00 =45.64 45.6误差和数据处理误差和数据处理2022-8-659 近似数的乘除运算近似数的乘除运算 规则：规则：以有效数字最少的为准，其余各数修约成以有效数字最少的为准，其余各数修约成比该数多一个有效数字；计算结果有效数字位数比该数多一个有效数字；计算结果有效数字位数，与有效数字位数最少的那个数相同，而与小数，与有效数字位数最少的那个数相同，而与小数点位置无关。点位置无关。如：如：2.38470.7641678 2.380.764.17104 4.310-5误差和数据处理误差和数据处理2022-8-660 计量器具计量器
44、具是指能用以直接或间接测出被测对是指能用以直接或间接测出被测对象量值的装置、仪器仪表、量具和用于统一量象量值的装置、仪器仪表、量具和用于统一量值的标准物质，包括计量基准、计量标准、工值的标准物质，包括计量基准、计量标准、工作计量器具。作计量器具。-中华人民共和国计量法实施细则中华人民共和国计量法实施细则测量仪器（计量器具）2022-8-661 测量设备测量设备 measuring equipmentmeasuring equipment 实现测量过程所必需的测量仪器、实现测量过程所必需的测量仪器、软件软件、测量标准、标准样品、测量标准、标准样品（标准物质标准物质）或辅助设备或它们的组合。）或辅
45、助设备或它们的组合。(JJF 1001-2011)(JJF 1001-2011)要点要点:1.1.测量设备在我国也称为计量器具、计量设备等。测量设备在我国也称为计量器具、计量设备等。2.2.按类型可以分为：按类型可以分为：a.a.硬件和软件硬件和软件。硬件主要包括：装置、仪器仪表、量具、辅助设备或它们的组合。硬件主要包括：装置、仪器仪表、量具、辅助设备或它们的组合以及用于统一量值的标准物质；软件主要包括：电子软件、操作手册、文件资料以及用于统一量值的标准物质；软件主要包括：电子软件、操作手册、文件资料等。等。b.b.按按传递等级传递等级可以分为：计量基准（测量基准）、计量标准（测量标准）、工可
46、以分为：计量基准（测量基准）、计量标准（测量标准）、工作计量器具（工作测量器具）。作计量器具（工作测量器具）。c.c.按按结构结构可以分为：仪器仪表、实物量具、传感器及其装置、设备、系统、装备、可以分为：仪器仪表、实物量具、传感器及其装置、设备、系统、装备、测量链等，标准物质、软件及手册、文件。测量链等，标准物质、软件及手册、文件。d.d.按按用途用途可以分为：测量用、检验用、监视用、贸易用、校准用等。可以分为：测量用、检验用、监视用、贸易用、校准用等。用于测量过程的用于测量过程的软件软件也属于测量设备，应按照对测量设备的要求进行管理和校准。也属于测量设备，应按照对测量设备的要求进行管理和校准
47、。标准物质标准物质属于测量设备，应注意对其管理。属于测量设备，应注意对其管理。测量仪器（计量器具）2022-8-662测量仪器测量仪器一般有下列特性：一般有下列特性：(1)(1)、有关范围的特性：、有关范围的特性：1 1）示值范围：）示值范围：测量仪器所给出的量的值。如三个量程的材料试验机，就有0 02kN,02kN,05kN,5kN,0 010 10 kNkN 三个示值范围。2 2）标称范围）标称范围：仪器的换档旋钮调到特定位置时可得到的示值范围。如一台万用表，调到10V10V档，标尺上下限为 0 05 5，其标称范围为多少？(0 05 50 V V)测量仪器（计量器具）2022-8-663
48、 3 3）测量范围）测量范围：使仪器的误差处在规定极限范围内得一组被测量值。如立式光学计示值范围为-100m-100m100m100m，测量范围为0 0 150mm150mm4 4）量）量 程：程：标称范围两极限之差的模。*标称值标称值:仪器上表明其特性或指导其使用的量值。案例：案例：一支刻有一支刻有0011示值，刻度范围为示值，刻度范围为250250300300的二等的二等水银温度计。其示值范围？标称范围？测量范围？量程？水银温度计。其示值范围？标称范围？测量范围？量程？测量仪器（计量器具）其示值范围和标称范围为其示值范围和标称范围为001,2501,250300 300；测量范围为测量范围
49、为 250250300 300；其量程为；其量程为50 50 2022-8-664 1 1）灵敏度）灵敏度 2 2）鉴别力（阈）鉴别力（阈）3 3）分辨力）分辨力 4 4）稳定性）稳定性 5 5）漂移）漂移 6 6）响应特性）响应特性 7 7）响应时间）响应时间 8 8）死区）死区 9 9）准确度）准确度 测量仪器的计量特性 1010）准确度等级）准确度等级 1111）示值误差）示值误差 1212）最大允许误差）最大允许误差 1313）基值误差）基值误差 1414）零值误差）零值误差 1515）固有误差）固有误差 1616）偏移）偏移 1717）重复性）重复性 1818）引用误差）引用误差测量
50、仪器（计量器具）2022-8-665 计量基准器计量基准器:国务院计量行政国务院计量行政 管理部门为进行全国管理部门为进行全国 计量量值传递而建立的计量量值传递而建立的全国最高计量标准器全国最高计量标准器。计量标准器计量标准器:国务院有关主管部门国务院有关主管部门,省市自治区直辖市省市自治区直辖市,县级以上地方人民政府计量行政部门县级以上地方人民政府计量行政部门,企事业单位企事业单位根根 据自己需要据自己需要,经考核合格所建立的作为量值传递的计经考核合格所建立的作为量值传递的计 量器具量器具.工作计量器具工作计量器具:不用于量值传递不用于量值传递,只用于测量加工工只用于测量加工工 件的计量器具
