1、1精益管理顾问计量培训教材2第一章 计量基础知识第一节 概述计量的含义：什么叫计量？按JJG1001-91通用计量名词及定义，计量是指：“实现单位统一和量值准确可靠的测量”。“计量”和“测量”在英文中是同一个词：“Measurment”。所以，在国际通计量学基本术语中只有“测量”的定义，而没有“计量”的定义。3第二节 计量的作用与特点一、计量的作用：1、生活 2、工业生产 3、贸易 4、国防及科技二、计量管理的特性：1、统一性 2、准确性 3、法制性 4、社会性 5、权威性 6、技术性 7、服务性 8、群众性4第三节 计量技术的专业分类国际单位制于1960年由第11届国际计量大会通过并推荐采用
2、的一种一贯单位制。具体见下表：基本量单位名称单位符号定义长度米M光在真空中1/299792458秒时间间隔内通过的长度为1米质量千克Kg国际千克原器的质量等于1千克。暂未实现自然基准。时间秒S铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9192631770个周期的持续时间为1秒。电流安(培)A真空中截面积可忽略的两根相距1米的无限长平行圆直导线内通以等量恒定电流时，若导线间相互作用力在每米长度上为210-7N，则这个恒定电流为1安培。热力学温度开(尔文)K水的三相点热力学温度的1/273.16为1开尔文。发光强度坎(德拉)Cd一光源在给定方向上发出540 1012HZ的单色辐射，且
3、畏射强度为1/683W/sr时，在此方向上的发光强度为1坎德拉。物质的量摩(尔)mol0.012kg碳-12的原子数量为1摩尔.例用摩尔时,应当指明基本粒子单元或其组合。51、几何量计量 几何量计量（又称长度计量）是对物体的几何量与其单位的定义作比较的精密测量。在几何量中使用的计量器具有：量块、游标卡尺、千分尺、线纹尺、角度块、多面棱体、光栅尺、平晶、激光测长仪、准直仪、干涉仪、平板、测量显微镜、轮廓仪、表面精糙度仪、齿轮测量仪、坐标测量仪、投影仪等。2、温度计量 描述物体冷热程序的物理量叫温度。测量温度的方法通常可分为两大类：直接计量法和间接计量方法。直接计量方法所用的仪器有：金属电阻温度计
4、、玻璃温度计、热电偶、气体温度计、石英频率温度计、噪声温度计等。间接计量的方法是指计量温度的元件与被计量的对象非直接接触，而通过辐射等原理计量温度，如：光学高温计、光电高温计、红外高温计、比色高温计和全辐射高温计等。63、力学计量 力学计量包括质量、容量、密度、力值、硬度、扭矩、压力、真空、流量、转速、振动和重力加速度等物理量。（1）质量计量：广泛使用天平、砝码和各种秤。（2）容量计量：有量提、量杯、量筒、计量罐（含船仓等）（3）密度计量：如酒精计、糖量计、密度计、海水密度计等。（4）力值计量：测力机、材料试验机、拉力机、测力计、测力传感器等。（5）硬度计量：可分为金属硬度试验法和非金属硬度试
5、验法。如：肖氏硬度、布氏硬度、洛氏与表面洛氏硬度、维氏与显微硬度以及橡胶塑料硬度等。（6）压力计量与真空计量：压力计、压力表、血压计、真空计等。（7）流量计量：各种流量计、水表、煤气表、加油机、油表等。（8）振动、冲击与转速计量：加速度计、振动台、冲击台、振动、冲击传感器、转速表等。74、电磁学计量：可分为电学计量和磁学计量两大类；按工作频率分，可分为直流计量和交流计量两部分。使用的计量器具有：电压表、电流表、电阻仪、电感仪、阻抗仪、功率表、电能表度。磁学计量可分为磁感应强度、磁通、磁知、材料直流磁特性、材料交流磁特性等。5、电子计量：是以无线电技术所用频率范围内（从超低频一微波）需要计量的电
6、磁量为对象，所包括的主要参数很多，如：高频电压、高频功率、噪声、衰减、微波阻抗、相移、高频电流、电磁场强度、电感、电容、Q值、频率、波长、失真、调幅度、频偏、脉冲、介质损耗、电压驻波比、复数比射系数、晶体管参数和集成电路参数等20多个。6、时间频率计量：包括时间计量和频率计量。使用的计量器有：计时器、频率计、原子钟、晶体振荡器等。7、电离辐射计量：常见的几个重要的量为：放射性核素的活度，粒子注量和注量率，照射量和照射量率，吸收剂量，比释动能等。88、光学计量：光学计量中还包括：光源的总光通量计量、照度和亮度计量、辐射度计量、激光功率计量、激光能量计量、色度计量、感光计量、光学材料计量和成像系统
7、的计量等。9、声学计量：一类是无源的计量，例如，对机械振动产生的声音所进行的计量；另一类是有源的计量，例如，对电声换能器产生的电信号所进行的计量。10、物理化学计量：理化计量中包括：热量计量、粘度计量、酸度计量、离子选择电极（电化学传感器）、光电比色与分光光度等。9第四节 计量管理机构与组织一、国际计量机构与组织 1、米制公约组织 2、国际计量局二、国内计量机构与组织 1、计量行政管理部门 2、计量技术机构 3、其他计量组织10第二章 计量器具基础第一节 概述 1、量具的标称值：2、计量器具的示值 3、准确度等级 4、标称范围 5、测量范围 6、分辨率/力 7、灵敏度 8、稳定度11第二节 计
8、量器具的选用 校准仪器用的任何仪器或标准器比被校仪器的准确度要高10倍。例如，具有0.5%允差的仪器可用不确定度优于0.05%的标准仪器进行校准，而这种标准仪器又要用计量标准研究所确定的优于0.005%的标准仪器进行校准。12第三章 测量与测量误差第一节 测量与测量方法1、测量：2、测量方法第二节 测量误差一、测量误差二、测量误差的来源 1、标准器与测量仪器的误差 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13第三节 测量误差的分类及其消办法一、测量误差的分类：绝对误差与相对误差：绝对误差是测得值X与其真值X0之差。相对误差是测得值X的绝对误差与其真值X0之比。X X-X0
9、X0 X0 根据测量误差的性质，可将误差分为：系统误差、随机误差和其它误差（如：粗大误差）三大类。14二、消除误差的基本方法：1、消除误差的基本方法：A）测量前设法消除可能消除的系统误差源。B）测量过程中采用适当的实验方法，如替代法、补偿法、对称法等，将系统误差消除。C）通过适当的附加手段对测量结果引入可能的修正量。D）通过若干人的重复测量来消除人员误差。2、控制随机误差的基本方法：用统计方法可以估计随机误差对测量结果的影响 用增加测量次数的方法对随机误差加以限制和减小。3、控制粗大误差的基本方法：对粗大误差必须随时或在进行数据处理时予以鉴别，并将相应的数据剔除。15第四章 量值传递与溯源第一
10、节 量值传递一、量值传递 定义：将国家计量基准所复现的计量单位值通过（或其它传递方式）各等级计量标准传递到工作计量器具，以保证被计量的对象量值的准确一致的全部过程。二、量值传递系统：计量基准：国际基准：国家基准：副基准：工作基准 计量标准：16三、量值传递的方式：实物标准逐级传递 计量保证方案（MAP）发放标准物质 发播标准信号17 测量仪器检定系统图 国家基准(实现/复现的量的范围)(不确定值)等 标准(测量范围)(不确定度或允许误差)检定方法检定方法检定方法工作标准(测量范围)(不确定度或允许误差)(名称)(测量范围)不确定度或允许误差(名称)(测量范围)不确定度或允许误差(名称)(测量范
11、围)不确定度或允许误差计 量 基 准计 量 标 准工作计量器具18第二节 量值溯源一、量值溯源二、量值溯源体系 量值溯源与量值传递的区别：A）量值传递是自上而下，体现出一种政府的意志，有一种强制的含义；而量值溯源是自下而上，体现出企业的自身需要，有非强制的特点。B）量值传递大多按等级传递，而溯源可以不受等级的限制，可根据用户的需要来决定。19三、溯源的适用范围 应特别留意以下几种也应纳入计量体系的管理中：软件作为测试数据处理用；工卡具器、工艺装备定位器、标准样板、模具、胎具 作为检验手段；环境监控记录设备，如温度、湿度作为测试记录用；辅助设备，如电源、计算机作为测试辅助测量用；试验设备，如高低
12、温试验设备、寿命和可靠性试验设 备等；理化仪器作为测试、试验或检验用的测量设备等；20四、溯源到基准的可信度五、没有建立国家测量标准应采用的溯源方式 溯源到相关领域的其它工业测量标准；溯源到相应的有证标准物质；高层次的比对；自建校准规范经专家认可并批准；统计的方法（做重复性试验下的统计计算）；单参数的溯源或单点的溯源后再进行综合性或线性 分析。21中国的量值溯源体系中国的量值溯源体系国家计量基准社会公用计量标准(县级)企业、事业单位最高计量标准企业、事业单位计量标准工作计量器具（企业、事业、市场等）社会公用计量标准(市级、地级)社会公用计量标准(省级)工作计量基准副计量基准社会公用计量标准(国
13、家专业计量站)社会公用计量标准(国家专业计量分站)部门最高计量标准部门最高计量标准22第五章 计量检定与校准第一节 计量检定一、检定概述 检定定义：指查明和确认测量仪器是否符合法定要求的程序，它包括检查、加标记和（或）出具检定证书。检定具有法制性，其对象是法制管理范围内的测量仪器。A）强制检定 B）非强制检定 检定依据：按法定程序审批公布的计量检定规程。23二、计量检定的实施 检定实施步骤：1、外观检查 2、正常性检查 3、计量特性的检定 4、数据处理和分析 5、检定结果的处理 检定记录：1、检定原始记录应包含的信息 2、记录的书写要求 3、记录核验制度 检定证书及报告：1、证书及报告包含的信
14、息 2、证书的种类 3、证书报告批准制度24计量器具状态标识：绿色 黄色 红色25第二节 计量校准一、计量校准概述：校准定义：在规定的条件下，为确定测量仪器或测量系统所指示的量值，或实物量具（参考物质）所代表的量值，与对应的由标准所 复现的量值之间关系的一组操作。校准目的：A）确定示值误差，并确定其是否处于预期的允差范围内；B）得出标称值偏差的报告值，并调整测量仪器或对示值加以修正；C）给标尺标记赋值或确定其他特性，或给参考物质的特性赋值；D）实现溯源性。校准依据校准结果26二、检定与校准的关系：检定与校准的区别可归纳为5个方面：法制性、目的、依据、结果、记录。具体如下：校准不具有法制性，是企
15、业自愿溯源行为；检定则具有法制性，是计量管理范畴的执法行为。校准主要确定测量仪器的示值误差；检定则是对其计量特性及技术要求符合性的全面评定。校准的依据是校准规范、校准方法（也可参照检定规程），通常应作统一规事实上，有时也可自行制定；检定的依据则是检定规程。校准通常不判断测量仪器合格与否，必要时也可确定其某一性能是否满足预期要求，即：校准可只针对某一项目或经常使用的量程；检定则必须针对全部的计量特性，并作出合格与否的结论。显然校准更具灵活性。校准结果通常是出具校准证书或校准报告；检定结果则合格的发检定证书，不合格的发不合格通知书。27三、计量校准的实施 校准规范的准备：计量校准规范应规定以下方面
16、的内容：A）规范的适用范围；B）校准的项目及校准用的工具；C）校准的条件；D）校准的要求；E）校准的方法：外观检查、计量特性的检查、数据处理和分析；F）校准结果的处理和校准周期。28 校准实施步骤：A）外观检查 B）正常性检查 C）计量特性的校准 D）数据处理和分析 E）校准结果的处理 校准记录：1、校准原始记录应包含的信息；2、记录的书写要求；3、记录核验制度 校准证书及报告：1、证书及报告包含的信息；2、证书的种类 计量器具校准状态标识29第六章 计量器具管理第一节 ISO9001：2000对计量器具管理的要求ISO9001：200标准第7。6条监视和测量装置的控制对计量器具管理进行如下规
17、定：“组织应确定需实施的监视和测量以及所需的监视和测量装置，为产品符合确定的要求提供证据。组织应建立过程，以确保监视和测量活动可行并以与监视和测量的要求相一致的方式实施。为确保结果有效，必要时，测量设备应：A）对照能溯源到国际或国家标准的测量标准，按照规定的时间间隔或在使用前进行校准或检定，当不存在上述标准时，应记录校准或检定的依据；B）进行调整或必要时再调整；C）得到识别，以确定其校准状态；D）防止可能使测量结果失效的调整；E）在搬运、维护和贮存期间防止损坏或失效。30此外，当发现设备不符合要求时，组织应对以往测量结果的有效性进行评价和记录。组织应对该设备和任何受影响的产品采取适当的措施。校
18、准和验证结果的记录应予以保持。对于计算机软件，应确认其满足预期用途的能力，确认应在初次使用前进行，必要时再确认。”31第二节 企业计量器具的管理程序一、识别与登记 -所有计量器具都要编号、登记 -计量器具登记表通常包括：名称 编号（唯一性）型号/规格 使用者 32第二节 企业计量器具的管理程序二、策划 确定校准周期、允收标准、方法 -周期 要考虑使用频率、风险 -允收标准 十分之一 -方法 外校（国家、国际认可的计量单位）内校（须制定校准程序）33第二节 企业计量器具的管理程序三、实施校准 校正记录应具备内容：-设备标识（名称、编号）设备标识（名称、编号）-标准名称、编号（以便实现可追溯性）标
19、准名称、编号（以便实现可追溯性）-依据的规程依据的规程 -任何偏离规范的读数、影响的分析；任何偏离规范的读数、影响的分析；-校准人、核准人、日期校准人、核准人、日期 -校准不合格时对过往影响的评估校准不合格时对过往影响的评估 校准标识校准标识34第二节 企业计量器具的管理程序四、使用及维护 -必要的调整 -正确的使用方法 -注意使用范围 -日常保养（防尘、防潮、润滑等）35附附 通用卡尺检定规程通用卡尺检定规程1、范围 适用于分度值（游标类和表类）或分辨力（数显类）为0.01，0.02，0.05和0.10mm，测量范围上限至2000mm通用卡尺的首次检定、后续检定和使用中检验。2、引用文献36
20、3、概述 主要结构形式分别为游标卡尺、电子数显卡尺、带表卡尺、深度游标卡尺、电子数显深度卡尺。4、计量性能要求 4.1 标尺标记的宽度和宽度差 4.2 测量面的表面粗糙度 4.3 测量面的平面度 4.4 圆弧内量抓的基本尺寸和平行度 4.5 刀口内量爪的尺寸和平行度 4.6 零值误差 4.7 示值变动性 4.8 数安显示器的示值稳定性 4.9 示值误差37示值误差测量范围分度值(分辨力)0.01,0.020.050.10允许误差0-1500.020.050.10150-2000.03200-3000.040.08300-5000.05500-10000.070.100.151000-15000
21、.100.150.201500-20000.140.200.25385 通用技术要求 5.1 外观 5.2 各部分相互作用 5.3 各部分相对位置6 计量器具控制 6.1 检定条件 6.2 检定项目和检定设备39序号检定项目主要检定设备检定类别首次检定后续检定使用权用中检验1外观+2各部分相互作用+3各部分相对位置2级塞尺+4标尺标记的宽度和宽度差工具显微镜或读数显微镜+5测量面的表面粗糙度表面粗糙度比较样块+6测量面的平面度0,1级刀口形直尺,1级平板+7圆弧内量爪的基本尺寸和平行度外径千分尺+8刀口内量爪的基本尺寸和平行度10mm3级量块,外径千分尺+9零值误差1级平板,工具显微镜+10示
22、值变动性1级平板,3级或6等量块+11数字显示器的示值稳定性+12示值误差3级或6等量块,1级平板+注:表中“+”表示应检定，“”表示可不检定，“”表示该项目未经修理的可不检定。检定项目和检定设备406.3 检定方法 6.3.1 外观 6.3.2 各部分相互作用 6.3.3 各部分相对位置 6.3.4 标尺标记的宽度和宽度差 6.3.5 测量面的表面粗糙度 6.3.6 测量面的平面度 6.3.7 圆弧内量爪的基本尺寸和平行度 6.3.8 刀口内量爪的基本尺寸和平行度 6.3.9 零值误差 6.3.10 示值变动性 6.3.11 数字显示器的示值稳定性 6.3.12 示值误差6.4 检定结果的处理6.5 检定周期
