量规仪器校准与管理.docx
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量规仪器校准与管理
第一章法制计量管理。
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第一节我国法定计量单位的构成。
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第二节器具的强制检定和使用。
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第二章量值传递与量值溯源。
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第一节量值传递。
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第二节量值溯源。
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第三章检测设备和计量器具的管理。
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一、分类管理。
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二、流转管理。
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三、检测设备的使用。
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四、不合格测量设备及其数据的处理。
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五、委外服务的质量控制。
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六、记录。
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七、ISO9000对监视和测量装置控制的要求。
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第四章不确定度原理和应用。
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一、概念。
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二、不确定度来源。
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三、相关术语。
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四、应用实例。
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第五章ISO10012标准简介。
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一、ISO10012标准结构。
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二、计量确认体系与计量保证体系。
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三、ISO10012标准在ISO9000族标准中的地位和作用。
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附件：
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第一章法制计量管理
计量的目的是为了保证测量的准确可靠。
因此，它具有高度的统一性和广泛的社会性。
需要一个各方面都遵循的统一的原则，并以法律的形式固定下来。
在我国这部法律就是《中华人民共和国计量法》。
为了使各项工作落到实处，我国形成了一整套法制的计量管理系统。
具备完善的计量法规体系，建全的计量行政执法部门，配套的计量检定机构，先进计量技术手段和一支高素质的计量执法队伍。
第一节我国法定计量单位的构成
我国的法定计量单位主要由下列三部分构成：
1．国际单位制单位
2．国家选定的非国际单位制单位
3．上述单位构成的组合形式的单位
一、国际单位制
注意：
SI单位是指国际单位制中构成一贯制的那些单位，均不带SI词头。
二、国家选定的非国际单位制单位
国家选定的非国际单位制单位共有16个。
这16个单位中既有国际计量委员会允许的在国际上保留的单位，如时间、平面角单位、质量单位、体积单位等，也有我国根据本国具体情况自行选定的单位，如旋转速度、线密度等就是我国机械工业和纺织工业广泛使用的计量单位。
我国选定的非国际单位制单位见表4。
表4与国际单位制单位并用的我国法定计量单位
量的名称
单位名称
单位符号
与SI单位的关系
时间
分
min
1min=60s
（小）时
h
1h=60min=3600s
日（天）
d
1d=24h=86400s
（平面）角
度
。
1．=（л∕180）rad
（角）分
，
1ˊ=（1/60）。
=（л/101800）rad
（角）秒
”
1″=（1/60）ˊ=（л/6481800）rad
体积
升
1，L
11=1dm3=10-3m3
质量
吨
t
1t=103kg
原子质量单位
u
1u≈1。
660540χ10-27kg
旋转速度
转每分
r／min
1r/min=（1/60）s-1
长度
海里
nmile
1nmile=1852m（只用于航行）
速度
节
kn
1kn=1nmile/h=（1852/3600）m/s
（只用于航行）
能
电子伏
eV
1eV≈1。
602177χ10-19J
级差
分贝
dB
线密度
特（克斯）
tex
1tex=10-6kg/m
面积
公项
hm2
1hm2=104m2
三、组合形式的单位
组合单位是指两个或两个以上的单位，用乘除法组合而成的新单位，也包括分母只有一个单位，分子为1的单位。
如：
速度单位“米每秒”m/s
密度单位“千克每立方米“k2/m3
线膨胀系数单位“每摄氏度“。
C-1=1/。
C
电能单位“千瓦小时“kw。
H
第二节计量器具的强制检定和使用
一、计量检定的有关概念
1．计量检定是指评定计量器具的计量特性、确定其是否合格所进行的全部工作。
2．检定的工作依据是计量检定规程。
检定规程式规定了检定要求、检定项目、检定条件、检定方法、检定周期以及检定结果的处理等。
若被检计量器具的示值误差和其它计量性能超出规定要求时，需进行调整、检修、调修后，再进行检定，如符合要求则判定器具合格；
3．检定的机构是指自上而下形成的各级法定计量检定机构和被授权的执行强强制检定任务的其它计量机构。
4．检定的技术手段
Ø形成网络的量值传递系统；
Ø各种精度和类型的计量器具和标准；
Ø严格要求的检定条件、环境；
5．检定人员指具有国家认可的计量检定资格（证书）的各级计量检定技术人员。
二、强制检定的特点
《计量法》规定了对不同的计量器具实行区别管理，即对社会公用计量标准器具，企业单位使用的最高计量标准器具和用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测方面的列入强制检定计量器具目录的工作计量器具，实行强制检定，对除此之外的计量器具实行非强制检定。
三、强制检定特点的具体体现
1．强制检定由政府计量行政部门指定的法定计量检定机构或授权的其他计量检定机构实施强制检定。
2．被检定单位或个人不能自由选择检定单位，而必须由政府计量行政部门指定。
3．检定周期由计量检定机构根据计量检定规程式，结合实际使用情况确定。
4．使用强制检定的计量器具，未按规定向政府指定的检定机构申请周期检定的，则要追究法律责任，责令其停止使用，而且可以并处罚款。
四、强制检定的实施
步骤：
Ø调查摸底
根据国务院发布的强制检定工作计量器具目录，在调查研究，摸清情况的基础上，结合本地实际，确定本地区对工作计量器具实施强制检定的具体项目。
Ø建帐建卡
在摸清家底，确定具体项目之后，对这些项目分门别类建立档案。
Ø制定规划，分步实施
五、检定周期的确定
在计量器具检定规程中，对需要进行周期检定的计量器具都规定了检定周期。
该检定周期是法定的最长周期，对强制检定工作计量器具来说是极限。
众所周知，用户的使用情况是千差万别的，若不加区别地一律机械的按照检定规程的周期进行检定，则很难保证所有的强制检定工作计量器具在检定周期之内都是合格的，因此，检定单位应根据实际情况确定每种甚至每台强制检定工作计量器具的检定周期。
确定检定周期的主要依据是：
1．工作计量器具的性能，特别是长期稳定性和可靠性水平；
2．使用条件；
3．使用频率；
4．使用单位的维护保养能力；
5．已使用的工作计量器具历年周期检定合格情况；
6．影响计量准确度和长期稳定度的其他因素。
计量器具的检定周期，经过量检定单位确定之后，使用单位或个人必须按照规定周期申请检定，不得自行变更或拒绝执行。
六、进口不以销售为目的的计量器具的检定
进口不以销售为目的计量器具是指企业自买自用的计量器具。
其中属于国家强制检定工作计量器具目录的，应当向当地计量行政部门指定的计量检定机构申请强制检定，属于目录以外的，应当自行定期检定或者其它计量检定机构检定。
七、计量器具的使用
如果说计量器具的制造、修理、检定是保证计量器具量值准确可靠的重要环节的话，那么，使用则是直接保证计量器具量值准确可靠的核心。
为此，我们应该做好以下几个方面的工作。
Ø按照计量法律、法规的规定，搞好计量器具的使用管理工作。
接受政府计量行政部门的监督，并为监督和检定提供条件与方便。
Ø从实际出发，合理选择计量器具的准确度等级。
该高就高，该低就低，不盲目追求“高精度“，以免造成不必要的浪费。
但精度过低，满足不了使用要求，给工作带来损失，也是不可取胜的。
Ø使用计量器具的条件必须符合计量检定规定规程或关技术文件的规定和要求。
Ø使用计量器具的人员只有常握了相应的操作技能，才能独立使用
Ø按规定的检定周期，到指定的检定的周期，到指定的检定机构检定。
Ø不使用无检定合格的计量器具，不能随意调整，更不能更改，或采取其他手段作弊，破坏其准确度。
Ø在检定周期之内，计量器具的功能，计量性能有变化或出现故障以及对其准确度有怀疑时，应立即主动停止使用，调修后要经指定的检定机构检定合格，才能继续使用。
Ø新投入使用和淘汰的属于强制检定的计量器具，要及时尚当地计量行政部门所属的检定机构注册或注销。
概括起来三句话：
Ø合理选择
Ø正确使用
Ø周期检定
第二章量值传递与量值溯源
第一节量值传递
一、量值传递的概念
量值传递就是通过计量器具的检定或校准，将国家基准（标准器具）所出现计量单位量值，通过标准逐级传递到工作用计量器具，以保证对被测对象所得量值的准确度一致。
二、量值传递系统
对于一个国家来说，每一个量值传递系统只允许有一个国家基准，在我国，大部分国家计量基准保存在中国计量科学研究院内。
有些等级较高的计量标准设置在省级计量技术机构和部门计量机构中。
较低等级的计量标准设置在市、县级计量技术机构及大、中型企业中。
此外，各大区国家计量测试中心也保存有高级别的计量标准，承担跨省市的计量检定或校准，进行量值传递。
全国量值传递系统见图1。
图1全国量值传递系统示意图
三、国家计量基准与计量标准
1．国家计量基准——规定作为统一全国量值最高依据的计量标准
2．计量标准——将计量基准量值传递到工作计量器具的一类计量器具。
计量标准是量值勤传递的中间环节，也是量值传递过程中的重要组成部分。
由于一般工作计量器具的准确度与计量基准量值准确度相差很大，用一级计量标准把计量基准的量值直接传递到工作计量器具，是难以完全做到的，所以多数计量标准，都根据需要分成若干等级，如：
量块分成六等；砧码分成五等；天平分成十级。
四、量值传递方式
1．实际标准逐级传递的方式
这是传递的量值传递方式，即把被检计量器具，送到具有高一等计量标准的计量技术机构进行检定，对于不便运输的计量器具，则由上一级计量技术机构派人员携带计量标准到现场检定，这种传递方式较费时，也不经济，有的检定好了的计量器具，经过运输后，受到振动、撞击、潮湿或温度的影响丧失了原有准确度，尽管有这么多的缺点，但到目前为止，它还是我国量值传递的主要方式。
2．用传递标准全面考核（MAP）进行传递的方式
这种传达室递方式不是将检计量器具送上一检定，而是上一级计量技术机构将经过长期稳定性考核合格的可携式计量标准、计量条件和方法寄给被传递的下一级计量技术机构，该标准的校准结果（即实际值），则不寄出；传递的下一级得到传递标准后，作为“未知标准”按计量条件和方法，在本单位的计量标准上进行校准，得出数据，下一级机构将传递标准和校验数据寄回上一级机构；上一级机构收到寄回的标准后进行复校，若该标准的稳定性符合要求，则对数据进行分折处理，并写出试验报告，将试验报告寄到下一级机构，该机构根据报告决定是否需修正。
用这种主法进行量值传递，检定过程主要是由被检单位完成的，这样不仅能考核其计量标准的准确度，而且可对检定方法、操作人员的技术和环境条件进行全面、综合考核，因为测量数据是以上诸因素综合影响的结果。
通过对数据的分析，还能发现问题，便于上级机构对下级机构进行技术指导。
3．用发放标准物质进行传递的方式
该方式主要用于化学测量中，有三种用途：
a．研究和验证分析方法；
b．作为标准物质用于仪器的定度或制备“校准曲线”；
c．作为己知物质用于评价新仪器检测结果的可信度。
该方式的标准物质分为三大类：
d．化学成分标准物质如：
金属材料、矿物岩石、医药制品等；
e．物理特性或物理化学特性标准物质如：
标准溶液、沾度标准；
f．工程技术特性标准物质。
如：
纺织品色牢度、粉末材料粒度、水泥浊度等。
4．用发播标准信号进行量值传递的方式
目前仅限于时间频率计量
第二节量值溯源
量值溯源是指通过连续的比较链,使测量结果能够与有关的测量标准,通常是国际或国家测量标准联系起来的过程.
任何测量设备,不管其精密度多高,测量重现性多好,都必须溯源到国家或国际基准,否则测量不可能准确,量值也无法统一.
量值溯源与量值传递在本质上其实没有多大差别.量值溯源强调从下而上寻求更高级别的测量标准,直至国家或国际基准;而量值传递是强调从上而下传递.量值溯源不按严格的等级,中间环节少,是一种自觉的行为,体现了企业的自身需要,而量值传递有严格的等级,层次较多,是一种政府强制行为,体现国家法制管理的需要.
第三章检测设备和计量器具的管理
工作流程图
一、分类管理
（一）按用途分类
1．工艺及质量检验/测量用计量器具
Ø
2．物料管理测量/计量用计量器具
Ø物料进、出厂测量
Ø原材料消耗和半成品流转测量
Ø定额指标管理测量（物料、能耗目标）
3．能量测量/计量用计量器具
Ø一次能源：
煤、石油、天然气等
Ø二次能源：
电、焦炭、成品油、煤气、蒸气等
Ø含能工质：
水、压缩空气、各类气体
（二）按重要性分类
A类：
标准计量器具
列入计量器具强检目录的工作用计量器具
关键计量器具
B类：
企业内部物料管理用计量器具
次要的计量器具
C类：
一次性检定的计量器具，如带刻度的玻璃容器等
二、流转管理
从测量设备的采购申请、购置、验收、登录、标识、使用、维修、保养、校准直至报废等环节实行程序管理，防止误用（低精度仪器当高精度仪器用
），滥用（精密仪器当一般仪器用）和损坏，保证仪器设备处于良好状态。
1．购计划的审批
主要指管理部门从法制管理和专业技术角度审查检测设备采购计划的合理性、经济性。
内容包皓：
————是否符合国家计量法规的要求；
————测量范围、准确度、功能等是否能满足测量要求；
————是否有购买的必要，目的是防止错购、重购。
2．验收，此环节的目的是防止不合格计量器具流入企业
a．性能/功能验收
b．资格验证，查有无制造许可证标志和证号
c．查有无进口计量器具型式批准证书
d．查是否符合国家法定计量单位的要求
3．建档、标识管理
a．建档：
立每台仪器的档案，包皓：
说明书、保修卡、合格证、装箱单、合同、检定证书、维修记录等;
Ø履历表：
基本情况、检定周期、枝术参数、检定记录等（见附表1）；
Ø总览表：
将主要计量器具的基本情况登录在一张总表上（见附表2）；
b．编号：
c．标识：
合格准用停用报废
（兰）（黄）（红）（红）
***证
NO：
时间：
年月日
检定员/审批：
d。
封缄：
对测量设备上影响设备性能的可调部位进行封缄，以防他人非法改动，形式有标签、焊接、线材、涂料等
4．周期检定：
检定周期应在仪器校验规程中规定
检定校准时机：
Ø新购设备首次使用时；
Ø设备失准时；
Ø维修之后；
Ø检定周期到期时；
5．维修、保养：
要编制相应的维修保养手册/指导书，并作好记录。
三、检测设备的使用
1．编制仪器设备操作/作业指导书；
2．人员要经过培训并取得上岗证；
3．在适宜的环境中使用有（温度、湿度、光线、灰尘、电磁干扰等）。
四、不合格测量设备及其数据的处理
1．不合格测量设备的要求
a．不合格测量设备
————已损坏，不能正常工作；
————测量结果不准，误差超出许可范围；
————超过规定的检定周期；
————封缄的完整性被破坏。
b．不合格测量设备应停止使用，隔离存放，作出明显标示，在设备被修复或不合格原因被排除并经检定确认合格以前不得投入使用。
2．不合格测量设备的处理
a．按照标记管理要求，作出红色不合格标记，提示不可使用，并隔离存放，作好记录；
b．根据具体情况，可对不便中格设备采取：
修理、调整、校准、限制使用、降级使用、报废等到措施；
3．不合格设备出具数据的处理
a．造溯不合格测量设备所检测的对象范围、时间区段及其所出具的数据和结果；
b．对给出的结果进行评定，确定其对产品质量的影响程度，评定包括：
——对数据性质的评定；
——对数据偏差程度的评定；
——对后续过程或质量的影响程度的评定。
c．根据影响程度、决定在多大范围，多长的时间区域内对检测对象重新进行测量评价。
4．计算机软件使用前的确认
软件不像硬件那样存在老化、磨损、飘移的现象，不存在周期检定的需要，但是软件易光、磁、温度、病毒的影响，所以使用周期检定需要，但是软件易受光、磁、温度、病毒的影响，所以使用前进行适当的检查，以确认其满足预期用途的能力。
五、委外服务的质量控制
妥外服务是指由外单位提供的校准、维修、调试、测量等服务。
1．检定/校验——先择法定计量检定/校验机构或授权的社会公用计量标准送检，验证是否有计量标准考核证书或机构考核合格证书；
2．维修/调试——选择具有《修理计量器具许可证》的单位和具有调试资格的人员，验证修理合格证上有无修理许可证标志和编号；
3．测量/检验——选择具有出具法定检测报告或出具社会公证数据资格的单位，验证是否有：
计量认证证书CMC——按计量法要求
审查认可证书CAL——按标准法要求
实验室认可证书CNACL——按国际标准要求ISO/IEC导则25
六、记录
记录是阐明所取得的结果或提供所完成活动的证据的文件。
记录可作为实现追溯的依据，可提供验证、预防和纠正措施的证据。
1．记录的类别：
——测量设备记录：
测量设备目录、验收记录、校验计划、使用、维修记录、校准记录；
——校准记录：
校准单位、人员、校准日期、结果、误差极限或不确定度、校准周期校服证书编号等；
——检测记录：
样品收发登记、原始测量记录、计算和导出数据，检测报告/和证书，环境参数记录；
——留样记录：
抽样人员、抽木样依据、样品数量、代表批大小、送样单位、样品编号等；
——检验人员记录：
培训记录、资格证书记录、技能专长经验记录、重大失误记录。
2．记录的要求：
[
——校准和检测的记录应包含足够的信息，以便按这些信息能保证对校准和检测过程的复现；
——记录不能随意修改，因此，记录不允许用铝笔书写；
——记录必须要修改时，应按要求划去原数字，在划处的旁边写上修正数字，且修改入须盖章确认；
——记录必须真实可靠，不能弄虚作假，虚假记录比没记录更可怕；
——记录应有相关人员的签名。
六、ISO9001对监视和测量装置控制的要求
1．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。
2．组织应建立过程，以确保监视和测量活动可行并以监视和测量的要求相一致的方式实施。
3．为确保结果有效，必要时，测量设备应：
a．对照能溯源到国防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、维护和贮存期限间防止损坏或失效。
4．此外，当发现设备不符合要求求时，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。
校准和验证结果的记录应予保持。
5．当计算机软件用于规定要求的监视和测量时，应确认其满足预期用途的能力。
确认应在初次使用前进行，必要进再确认。
第四章不确定度原理和应用
一、概念
我们先来看一个例子，某人体重50kg，可以表示为
W=50±0。
1kg
±0。
1是什么？
是误差，是测量结果不能肯定的程度，我们称之为不确定度
“不确定度”本意指“可颖”。
广义而言，“测量不确定度”意味着对测量结果的正确性或准确度的“可颖程度”，表示对被测量的真值可能位于的范围的评定结果。
任何测量都存在不确定度。
不确定度常用标准差或标准或标准差的倍数表示。
产生不确定主度的原因是测量的随机性与模糊性。
随机性是由于条件不充分，从而产生认识的不确定；模糊性是由于事物本身概念不明确，从而产生认识的不确定。
二、不确定度来源
不确定度可来源于：
1．被测量定义不完善；
2．定义实现的不完善；
3．测量样本不完全代表被测量；
4．对环境了解不全面，及测量环境影响量不完善；
5．人员读数不准；
6．仪器的分辩率，及数字仪器的最小读数；
7．基准及标准物质的值；
8．从外部取得并于计算的常数或参数值；
9．测量原理、方法和程序不理想；
10．重复测量的偶然变化；
从不确定度来源可见，不确定度形成的机理是测量设备、环境、测量人员、测量方法和被测对象。
三、相关术语：
标准不确定度——以估计标准差表示的测量不确定度，简称不确定度。
A类不确定度——由观测列的统计分析评定的不确定主度，也称统计不确定度。
B类不确定度——由其他方法（非统计方法）评定的不确定度，也称非统计不确定度。
合成不确定度Uc（y）——由各输入量估计值Xi的标准不确定度
U（Xi）所确定，即由它们合成而得的不确定度。
U（Xi）中包括A类不确定度Si和B类不确定度Uj，则合成不确定计算分式为：
Uc（y）=（ΣSi2+Σuj2）-1/2
（如果各输入量间相关要考虑协方差，则计算分式更复杂）
扩展不确定度U——又称总不确定度，可用合成不确定度Uc（y）乘以包含因子k得到。
U=k。
Uc（y）
包含因子——为获得扩展不确定度，对合成不确定度所乘的值。
四、应用实例：
用带热电偶的数字温度计，计量某一容器内的温度，共测量了10次，其结果如下：
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
温度
ti（。
C）
400．1
400．0
400．1
399．9
399．9
400．0
400．0
400．2
400．0
399．9
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