中级质量工程师综合知识第五章重点难点精.docx
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中级质量工程师综合知识第五章重点难点精
一、基本概念
（一计量的内容、分类和特点
1.掌握计量的定义
计量是实现单位统一、保障量值准确可靠的活动。
最初的计量对象主要指物理量,后扩展到工程量,化学量,生理量和心理量;
2.了解计量的内容
1.计量单位与单位制
2.计量器具（或测量仪器,包括实现或复现计量单位的计量基准、计量标准与工作计量器具。
3.量值传递与溯源,包括检定、校准、测试、检验、与检测;
4.物理常量、材料与物质特性的测定;
5.测量不确定度、数据处理与测量理论及其方法;
6.计量管理,包括计量保证和计量监督。
3.熟悉计量的分类和特点
计量可分类:
科学计量、工程计量、法制计量（分别代表计量的基础性,应用性,公益性
科学计量是指基础性、探索性、先行性的计量科学研究;
工程计量又叫工业计量,是指各种工程、工业、企业中的实用计量;
法制计量是指由政府或授权机构根据法制、技术和行政的需要进行强制管理的一种社会公用事业,其目的是是保证与贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测、资源控制、社会管理等有关的测量工作
的公正性和可靠性。
计量特点:
准确性、一致性、溯源性、法制性
准确性:
测量结果与被测量真值的一致程度;
一致性:
在统一计量单位的基础上,无论在何地何时何人采用何方法,测量结果应在给定的区间内一致。
溯源性:
任何测量结果或测量标准的值,都能通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链,与测量基准联系起来。
法制性:
计量必需的法制保障方面的特性;
测量是以确定量值为目的的一组操作;
计量既属于测量而又严于一般测量,计量是与测量结果置信度有关的、与测量不确定度联系在一起的一种规范化的测量
（二计量的法律和法规
1.了解计量法律、法规体系的构成
由《中华人民共和国计量法》及其配套的计量行政法规、规章（包括规范性文件构成的计量法规体系。
《计量法》制定的目的是为了保障单位制的统一和量值的准确可靠。
2.熟悉《计量法》的基本内容
1985年9月6日经第六届全国人民代表大会常务委员会第十二次会议审议通过,1986年7月1日其施行。
《计量法》是调整计量法律关系的法律规范的总称。
《计量法》是国家管理计量工作的根本法,是实施计量法制监督的最高准则。
《计量法》调整对象是中华人民共和国境内的所有①国家机关;②社会团体;③中国人民解放军;④企事业单位⑤个人计量法共6章35条:
1.计量立法宗旨;4.计量器具管理;7.计量认证;
2.调整范围;5.计量监督8.计量纠纷的处理;
3.计量单位制;6.计量授权;9.计量法律责任等。
（三量值溯源、校准和检定
1。
熟悉量值溯源性的概念
通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链,使测量结果或测量标准的值能够与规定的参考标准（通常是
国家计量基准或国际计量基准联系起来的特性,称为量值溯源。
量值溯源等级图,也称量值溯源体系表,它是表明测量仪器的计量特性与给定量的计量基准之间关系的一种代表等级顺序的框图。
2.掌握校准和检定的概念
实现量值溯源的最主要的技术手段是校准和检定。
校准---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（或参考物质所
代表的量值与对应的有其测量标准所复现的量值之间关系的一组操作。
检定---是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、出具检定证书。
3.了解校准和检定的作用
校准的主要含义:
1.在规定的条件下,用参考测量标准给包括实物量具（或参考物质在内的测量仪器的特性赋值,并确定其示值误差
2.将测量仪器所指示或代表的量值,按照比较链或校准链,将其溯源到测量标准所复现的量值上。
校准的目的:
1.确定示值误差,有时也可确定其是否处于预期的允差范围之内;
2.得出标称值偏差的报告值,并调整测量仪器或对其示值加以修正;
3.给标尺标记赋值或确定其特性值,或给参考物质的特性赋值;
4.实现溯源性。
检定可分为强制性检定和非强制性检定。
强制性检定:
是指由政府计量行政主管部门所属的法定计量检定机构或授权的计量检定机构,对某些测量仪器
实行的一种定点定期的检定;
（政府计量行政部门统管;固定检定关系,定点送检;周期由执行检定的部门定
强检:
贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境卫生、社会公用计量标准
非强制性检定:
是有使用单位自己或委托具有社会公用计量标准或授权的计量检定机构,对强检以外的其他测量仪器依法进行的一种定期检定。
（自主管理;自由送检,自求溯源;自定周期强制检定和非强制检定均属于法制检定。
校准的依据是校准规范或校准方法。
检定的依据是按法定程序审批公布的计量检定规程。
①国务院计量行政部门制定国家计量检定规程;
②国务院有关主管部门制定部门计量检定规程
③省、自治区、直辖市人民政府计量行政部门制定地方计量检定规程。
二、计量单位
（一掌握法定计量单位的定义
法定计量单位是指由国家法律承认、具有法定地位的计量单位。
国家法定计量单位:
国际单位制和国家选定的其他计量单位。
国际单位制是我国法定计量单位的主体。
（二法定计量单位的构成
1.了解我国法定计量单位的构成
1.SI基本单位7个;
2.包括SI辅助单位在内的具有专门名称的SI导出单位共21个;
3.由SI基本单位和具有专门名称的SI导出单位构成的组合形式的SI导出单位;
4.SI单位的倍数单位,包括SI单位的十进倍数单位和十进分数单位,构成倍数单位的SI词头共20个。
5.国家选定的作为法定计量单位的非SI单位共16个;
6.有以上单位构成的组合形式的单位。
2.掌握SI基本单位
国家单位制是在米制的基础上发展起来的一种一贯单位制,其国际单位符号为“SI”。
它由SI单位（SI基本单位,SI导出单位,以及SI单位的倍数单位组成。
具有统一性,简明性,实用性,合理性和继承性等特点。
SI基本单位:
长度米（m热力学温度开尔文（K
质量千克（kg物质的量摩（mol
时间秒（s发光强度坎德拉（cd
电流安培（A
3.熟悉SI导出单位和SI单位的倍数单位
（1SI导出单位是用SI基本单位以代数形式表示的单位。
量的名称单位名称符号基本单位表示
力牛〔顿〕N1N=1kg.m/s2
能〔量〕,功焦〔耳〕J1J=1N.m=1kg.m2/s2
SI辅助单位:
弧度（rad,球面度（sr→角速度（弧度每秒,rad/s电阻率（欧姆米,Ω.m=V.m/A
（2表示倍数单位的词头,叫SI词头。
附加在SI单位之前构成倍数单位,而不能单独使用。
词头符号与所紧接着的单个单位符号应作为一个整体,共同组成一个新单位,并具有相同的幂次,而且还可以和
其他单位构成组合单位。
1cm3=（10-2m3=10-6m3,
词头<106,符号字母用小写,≥106词头符号字母用大写。
4.了解可与SI单位并用的非SI单位（16个长度单位:
海里（nmile
表时间的:
分（min、小时（h、（日天（d速度:
节（kn
角单位:
度（。
、分（’、秒（”面积单位:
公顷（hm2
体积单位:
升（L或l旋转速度:
转每分（r/min质量单位:
吨（t、原子质量单位（u级差:
分贝（dB
能量单位:
电子伏（eV线密度:
特（克斯（tex
（三掌握法定计量单位的基本使用方法
1.名称:
除特别说明外,一般指法定计量单位的中文名称,用于叙述性文字和口述中。
简称和全称可任意选用。
（1组合单位的中文名称,原则上与其符号表示的顺序一致。
单位符号中的乘号没有对应的名称,只要将名称连读。
（2表示相除的斜线（/,对应名称为“每”。
且无论分母中有几个单位,“每”只放在分母的前面出现一次。
（3幂的名称应在单位之前。
如果长度的二次或三次幂分别表示面积和体积时,则相应的指数名称分别称为平方、立方
（4负数幂的含义为除,既可以用幂的名称,也可用“每”。
如“每℃-1,每摄氏度,或负一次方摄氏度。
2.符号
1.法定计量单位和词头的符号,不论拉丁字母或希腊字母,一律用正体。
2.单位符号一般为小写字母,只有单位名称来源于人名时,其符号的的第一个字母大写。
如升L,西门子S,帕斯卡Pa
3.词头符号的字母,当其所表示的因数小于106时,一律用小写。
4.单位符号没有复数形式,不得附加任何其他标记或符号来表示量的特性或测量过程的信息。
5.由两个以上的单位相乘构成的组合单位,相乘单位之间可用乘号,也可不用。
但单位中文符号相乘时必须用乘号。
6.相除的单位符号间用斜线或负指数表示。
7.词头的符号与单位符号之间不得有间隙,也不加相乘的符号。
口述单位符号时应使用单位名称,而非字母名称。
3.法定计量单位和词头的使用规程
1.单位的名称与符号必须作为一个整体使用,不的拆开。
如20℃,读成20摄氏度,不得读成摄氏20度,或20度。
2.用词头构成倍数单位时,不得使用重叠词头。
3.只通过相乘构成的组合单位,词头通常加在组合单位的第一个单位之前。
如力矩单位,kN.m,kJ/mol（J/kg除外
4.只通过相除构成或乘除构成的组合单位,词头通常加在分子中第一个单位之前,分母中不加词头。
但组合单位分母
是长度,面积或体积单位时,按习惯和方便,分母中可以选用词头构成倍数单位。
（g/cm3
三、测量仪器
（一概述
1.熟悉测量仪器、测量设备的定义
测量仪器（计量器具:
单独地或连同辅助设备一起用以进行测量的器具。
测量设备:
为实现测量过程所必须的测量仪器,软件,测量标准,标准物质及辅助设备的组合。
2.了解测量仪器的分类
（1按测量仪器的结构和功能分为以下四种:
1.显示式测量仪器:
模拟式,数字式,记录式。
转速计,温度计,密度计,弹簧式压力表,千分尺,电流表,功率表,频率计等。
2.比较式测量仪器:
它能使被测量具或使被测量具与标准量具相互比较。
天平,电位差计,光度计,测量电桥
3.积分式测量仪器:
通过一个量对另一个量的积分来确定被测量值。
家庭用的电能表,皮革面积测量仪
4.累积式测量仪器:
通过对来自一个或多个源中,同时或依次得到的被测量的部分值求和,来确定测量值。
累积式皮带称,电子轨道衡,总加式电功率表
（2按用途分:
测量基准,测量标准,工作用测量仪器。
（二测量仪器的计量特性.
1.了解测量仪器控制的概念
测量仪器的计量特性是指其影响测量结果的一些明显特征:
测量范围,偏移,重复性,稳定性,分辨力,鉴别力,示值误差。
测量仪器的控制:
确定测量仪器的特性,并签发关于其法定地位的官方文件
测量仪器的控制可包括对测量仪器的下列运作中的一项,两项或三项:
①型式批准:
由政府计量行政部门作出的承认测量仪器的型式符合法定要求的决定;
②检定:
查明和确认测量仪器是否符合法定要求的程序
③检验:
对使用中的测量仪器进行监督的重要手段,检查测量仪器的检定标记或证书是否有效,保护
标识是否损坏、是否有明显的改动,以及误差是否超过使用中的最大允许误差。
2.熟悉标称范围、量程和测量范围的概念
标称范围:
测量仪器的操纵器件调到特定位置时可得到的示值范围。
（一般用上限和下限表示
量程:
标称范围的上限与下限之差的绝对值,称为量程。
测量范围（工作范围:
指测量仪器的误差处于规定的极限范围内的被测量的示值范围。
测量范围≤标称范围。
示值范围:
测量仪器标尺或显示装置所能指示的范围。
可以用标在标尺或显示器上的单位表示。
3.了解额定操作条件、极限条件和参考条件的概念
额定操作条件:
指测量仪器的正常工作条件,也就是使测量仪器的规定计量特性处于给定极限内的使用条件。
极限条件:
测量仪器的规定计量特性不受损也不降低,其后仍可在额定操作条件运行所能承受的极端条件。
参考条件:
测量仪器在性能试验或进行检定、校准、比对使的使用条件,即标准工作条件,或称标准条件。
参考条件要求最严,额定操作条件则较宽,极限条件的范围和额定值为最大。
4.掌握示值误差和最大允许误差的概念
示值:
测量仪器所指示的被测量值;
示值误差:
测量仪器示值与对应的输入量的真值之差。
（示值误差大,准确度低。
示值误差是相对真值而言。
指示式测量仪器:
示值误差=示值-实际值;
实物量具:
示值误差=标称值-实际值;
最大允许误差:
指技术规范（如标准,检定规程,标准规程所规定的允许的误差极限值。
它是一个判定测量仪器合格与否的规定的要求。
5.了解灵敏度的概念
测量仪器响应的变化除以对应的激励变化,称为灵敏度。
6.掌握分辨力的概念
分辨力:
显示装置能有效辨别的最小的示值差。
模拟式显示装置的分辨力通常为标尺分度值的一半,即肉眼可以分辨到一个分度值的1/2
数字式显示装置的分辨力为末位数字的一个数码。
对半数字式的显示装置,其分辩力为末位数字的一个分度
7.熟悉稳定性、漂移的概念
稳定性:
测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能力。
1.计量特性变化某个规定的量所经历的时间;
2.计量特性经过规定的时间所发生的变化量。
（三了解测量仪器的选用原则
选用测量仪器应从技术性和经济性出发,使其计量特性适当地满足预定的要求,既要够用,又不过高。
技术性:
在选择测量仪器的最大允许误差时,通常应为测量对象所要求误差的1/3~1/5。
若条件不可,也可为1/2.
经济性:
①基本成本:
一般指设计制造成本和运行成本。
②安装成本。
（首次检定费用
③维护成本。
（周期检定费用
四、测量结果
（一测量准确度和精密度
1.掌握测量准确度和精密度的概念
测量准确度:
测量结果与被测量真值之间的一致程度。
（准确度是指在随机效应和系统效应的综合作用下
测量准确度是定性的概念,不宜将其定量化。
准确度的值无法准确地给出。
测量精密度:
值在规定条件下的各个独立观测值之间的一致程度。
（精密度仅反映分散性,即指随机效应所致的测量结果的不可重复性或不可再现性。
（二测量重复性和再现性
1.掌握测量重复性和再现性的概念
重复性:
在相同测量条件下,对同一个测量进行连续多次测量所得结果之间的一致性。
相同的测量程序,相同的观测者,相同的条件下使用相同的测量仪器,相同的地点,短时间重复测量。
再现性（复现性、重现性:
在改变了测量条件下,对同一被测量的测量结果之间的一致性。
五、测量误差和测量不确定度
（一测量误差和测量结果修正
1.掌握测量误差的概念
误差:
测量结果减去被测量的真值所得的差。
测量误差=测量结果-真值=随机误差+系统误差=（测量结果-总体均值+（总体均值-真值
随机误差系统误差随机误差:
测量结果与在重复性条件下,对同一被测量进行无限多次测量所得的结果的平均值之差。
系统误差:
在重复条件下,对同一被测量进行无限多次测量多得的结果的平均值与被测量的真值之差。
3.了解测量结果修正的方法真值=测量结果+修正值=测量结果-误差。
（即:
修正值=-误差
（二测量不确定度
1.基本概念
（1掌握测量不确定度的概念
测量不确定度:
表征合理地赋予被测量之值的分散性、与测量结果相联系的参数。
测量不确定度是对测量结果质量的定量表征,测量结果的可用性很大程度上取决于其不确定度的大小。
测量不确定意味着对测量结果可信度、有效性的怀疑程度或不肯定。
测量不确定度表明赋予被测量之值的分散性,是通过对测量过程的分析和评定得出的一个区间。
测量误差则是表明测量结果偏离真值的差值。
（2熟悉标准不确定度和合成标准不确定度的概念
:
用标准差来表示标准不确定度,用符号u表示。
uA
uB
合成标准不确定度:
当测量结果是由若干个其他量的值求得时,测量结果的标准不确定度等于这些其他量的方差和
协方差适当和的正平方根。
用uC表示。
（3熟悉扩展不确定度的概念
扩展不确定度:
用标准差的倍数或说明了的置信水平的区间的半宽来表示。
U=kuc
2.了解测量不确定度的来源
1.对被测量的定义不完整或不完善;
2.实现被测量定义的方法不理想;
3.取样的代表性不够,即被测量的样本不能代表所定义的被测量。
4.对被测量过程受环境影响的认识不周全,对环境条件的测量与控制不完善;
5.对模拟仪器的读数存在人为偏差;
6.测量仪器的分辨力或鉴别力不够;
7.赋予测量标准和标准物质的值不准;
8.用于数据计算的常量和其他参量不准;
9.测量方法和测量程序的近似性和假定性;
10.在表面上看来完全相同的条件下,被测量重复观测值的变化。
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第五章计量基础3．测量不确定度的评定（1了解测量模型的建立（2掌握标准不确定度A类评定方法当在相同的测量条件下，对某一个输入量进行若干次独立的观测时，可采用标准不确定度的A类评定法。
u（qbar）＝s（qbar）（3熟悉标准不确定度B类评定的常用方法1.已知扩展不确定度和包含的因子u（m＝0.24mg/3＝80μm相对标准不确定度为urel（m）＝u（m/m＝80×10－9u＝Up/kp2.已知扩展不确定度和置信水平的正态分布；3.其他几种常见的分布；均匀分布〔－a，a〕u2（x＝a2/34.由重复性限或再现性限求不确定度:
u＝r/2.83或u＝R/2.83u（x=a/）u＝U/k例子：
标称值为1kg的砝码的实际质量m＝1000.00032g，且k＝3，U=0.24mg。
则标准不确定度u（m）为（4掌握合成标准不确定度的计算方法1.当全部输入量彼此独立或不相关时，与输出估计值y相关的标准不确定度即合成标准不确定度：
2.当两个输入量之间有一定的相关性，那么协方差也应作为不确定度的一个分量来考虑。
（5熟悉扩展不确定度的评定（6了解测量不确定度的报告报告测量不确定度的两种方式：
1.直接使用合成标准不确定度；a.m＝100.02147g，u＝0.35mgb.m＝100.02147（35）gc.m＝100.02147（0.00035）g按照1~2有效数字，对测量不确定的数值进行修约时，一般要将最末后面的数都进位而不是舍去。
六、测量控制体系（一概述1．熟悉测量控制体系的概念测量控制体系：
是指为实现测量过程的连续控制和计量确认所需的一组相关或相互作用的要素。
测量控制体系采用的方法不仅是测量设备的校准/检定，还包括应用统计技术对测量过程的变异作出评价。
测量控制体系的目标，在于控制由测量设备和测量过程产生的不正确的测量结果及其影响2．了解测量控制体系的组成测量控制体系由两部分组成：
测量设备的计量确认，测量过程实施的控制。
为保证测量控制体系满足规定的计量要求，所有测量设备都须经过计量确认，而且测量过程应受控（二测量设备的计量确认1．掌握测量设备计量确认的概念2．了解测量设备计量确认的过程计量确认过程有两个输入：
计量确认过程的惟一输出：
（三了解测量过程实施的控制测量过程的特性主要包括：
最大允许误差，测量不确定度，稳定性，重复性，再现性。
测量过程的实施控制：
对测量过程的特性进行分析和控制。
1.顾客计量要求；2.测量设备特性；测量设备的确认状态，即测量设备是否满足顾客的计量要求。
是指为确保测量设备满足预期使用要求而进行的一组操作。
2.使用扩展不确定度；a.m＝100.02147g，U＝0.7mg，（k＝2）b.m＝（100.02147±0.0007）g，（k＝2）Page6of6
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