计量管理与测量管理体系知识讲座1Word格式文档下载.docx
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计量是信息数据的主要来源。
计量对国家、社会、科学、经济、贸易等各方面的整体作用是勿容质疑的。
但对于一次或一个具体的测量过程，它的作用决定于测量结果（数据）的使用价值。
通常没有采用或很少采用或使用价值较低的测量数据，则可以认为该测量过程的作用很小，可以不予考虑。
测量结果（数据）使用价值的评价应该从企业计量管理的整体利益出发，对于企业的产品质量、安全、环保、经营、能源等方面产生影响的测量过程和测量设备应纳入计量管理体系。
6、计量单位的统一问题。
第一，任何测量数据必须要有计量单位，没有单位的数据无法区别事物属性，所以是无意义的。
第二。
统一计量单位是为了方便测量数据的比较、统计和分析，便于数据共享，可以提高社会或企业管理的效率。
第三，统一计量单位是为了提高测量设备的测量准确度。
因为测量设备自身的准确度是保证测量准确度的前提，而测量设备的准确度是靠计量标准器具来检定或校准的，标准器具则溯源到国家计量基准器具，仍至计量单位的最高基准。
第四，把计量单位统一到法定计量单位是计量管理纳入到法制化管理的需要。
7、计量的误差问题。
有计量，必然产生测量误差。
测量结果得到的测量数据是否有用，决定测量误差的大小。
不同的测量过程对测量误差的要求是差别很大的。
如火箭、导弹对时间、速度的测量要求很高，否则就会差之毫厘、失之千里；
液压油缸对活塞与缸体的表面配合要求很高，那么加工时的直径和表面光洁度的测量误差必须得到控制。
超出最大允许误差的计量是无效的计量，所以，控制和评价测量误差是计量的基本问题之一。
第一，对于现场需要的测量过程首先要知道它的测量范围和误差要求；
第二，必须知道测量设备本身的最大测量误差（通过定期检定或校准过程来确定）；
第三，必须知道现场环境影响该测量过程的测量结果的主要因素；
第四，必须对重点测量过程的影响因素实施控制（包括制定测量过程作业指导书，培训操作人员，改善测量环境条件，加强测量设备的维护，对测量过程采取必要的监视等）；
第五，必要时，定期对测量过程的历史测量数据进行误差计算分析和对测量不确定度进行计算与评价。
8、计量管理的范围问题。
任何管理问题，首先要知道对象、确定对象范围和地位，然后再考虑管理目标和要求。
我们珠钢现在是要开展ISO10012：
2003《测量管理体系测量过程和测量设备的要求》标准的贯标审核认证工作。
本标准的第4条（总要求）原文如下：
“组织应规定属本标准所确定的测量设备和测量过程，在确定测量管理体系的范围和内容时，应考虑由于不符合计量要求而带来的风险和后果。
”
第一，企业（组织）采用本标准建立测量管理体系，是在对产品质量、能源计量、安全防护、环境检测、经营管理等方面需要有准确可靠的测量作保证的情况下采用的。
第二，确定测量管理体系的范围和内容是由企业（组织）自己选择决定的，“标准”本身没有规定哪些测量设备要纳入体系管理，哪些测量过程应纳入体系控制。
第三，纳入测量管理体系的范围应由企业（组织）根据风险和后果来决定。
如果某些测量设备和测量过程一旦失准，不会影响企业的经济效益和社会利益，不会造成客户投诉，不会带来什么风险，那么，这些测量设备和测量过程就不须纳入测量管理体系。
第四，即使国家公布的“强制检定的工作计量器具明细目录”也是有前提条件的：
“本目录内项目凡用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测的，均实行强制检定”。
同时规定：
“企业使用的非强制检定计量器具的检定周期，由企业根据……的原则自行确定。
非强制检定计量器具的检定方式，由企业根据…需要，可以自行决定在本单位检定或者送其他计量检定机构检定、测试、任何单位不得干涉。
第五，上述理由说明，计量管理体系是一个有限的体系，要求运行有效的体系，满足预期计量要求的体系。
不是象有的人理解的，包括全部测量设备、测量器具、测量仪表。
9、计量管理与计量技术问题
计量管理是对计量要素和过程实施指挥、控制和协调的功能。
计量技术是对测量设备和测量过程从技术上和方法上保证测量结果的准确可靠。
现在我们珠钢实施计量贯标工作，只是从管理方面建立文件化的“测量管理体系”，纸面上的东西要落实和实施还需要技术支持和资源保证。
技术知识只有被人掌握才能转化为技术力量。
现在珠钢设备人员中的计量技术知识和计量技术力量还很缺乏，没有计量技术做基础，计量管理可能变成纸上谈兵、空中楼阁。
二．计量与计量管理的基本概念
⏹量quantity：
指对事物的现象、物体或物质可定性区别和定量确定的属性。
定性区别是指量在特性上的差别，如：
几何量、电学量、热学量、力学量等。
特性不同的量不能相互比较。
定量确定是指对同种量确定具体的量，称为特定量。
特定量之间可以相互比较。
⏹计量metrlolgy：
计量是实现单位统一、量值准确可靠的活动。
⏹测量measurement：
测量是以确定量值为目的的一组操作
①在国际组织中没有“计量”的定义。
计量，一般情况下作名词用，它涵盖的概念范围比“测量”要大，包括法制计量、科学计量；
计量做动词用时它与“测量”同义。
②测量通常做动词用，它的概念范围较小；
但“测量”与“计量”的概念有许多相同之处，有时可以相互替代。
过去我们习惯叫计量管理，引进ISO体系标准后，刚开始称为计量检测体系；
为了与英语单词翻译对应一致，现在我们在对应的国家标准和质量体系贯标中统一称为测量管理和测量管理体系。
③由于英语单词翻译的原因，计量往往作为计量学的简称。
⏹[测量]单位：
unitofmeasurement
[计量]单位：
为定量表示同种量的大小而约定地赋予的名称和符号，它是一种特定量。
①单位既是名称、符号，作为定性区别的标记；
也是一个确定的特定量，表示一个单位的量。
②基本单位不能再细分，量值用基本单位的倍数来表示。
⏹量值：
一般由一个数乘以测量单位所表示的特定量的大小。
①没有单位的测量数据是没有意义的数字。
②对于不能由一个数乘以测量单位所表示的量，可参照约定参考标尺的方式表示。
⏹计量学metrlolgy：
研究不同领域关于测量的科学理论和实践（测量方法）。
⏹测量设备：
它是测量仪器、测量标准、参考物质、辅助设备以及进行测量所必需的资料的总称。
①测量设备，我们过去习惯称为计量器具、计量设备，是一个意思。
②其中，测量标准就是用作对比参考的实物器具、测量仪器、参考物质等，也称为计量标准器具，或称计量标准；
如1kg质量标准，100Ω标准电阻，标准电流表，铯频率标准，标准氢电极，等等。
⏹计量特性：
指能够影响测量结果的可区分的特性。
①可以用计量特性表示测量设备的主要特征，也可以用计量特性表述顾客、组织和法规的计量要求；
两者之间直接进行比较，就可以判断测量设备是否满足预期的计量要求。
②测量设备通常有多项计量特性，计量特性可作为测量设备校准的参数（对象），也只有通过校准才能得到测量设备的计量特性。
③表征计量特性的参数例子：
——测量范围：
也称测量仪器的工作范围，即测量仪器的误差处在规定的极限内的一组被测量的值。
——测量不确定度：
与测量结果相联系，表征被测量之值的分散性的参数。
——最大允许误差：
规程、规范对给定测量仪器所允许的误差极限值。
——偏移：
测量仪器显示值的系统误差。
——重复性：
在相同测量条件下，重复测量同一个被测量，测量仪器提供相近示值的能力。
——稳定性：
测量仪器保持其计量特性持续恒定的能力。
——滞后：
指从测量仪器开始测量（被测量出现）到测量仪器显示被测量的值的延迟时间。
——漂移：
指测量仪器计量特性的缓慢变化，如零点漂移、系统误差漂移等。
——分辨力：
指测量仪表的显示装置能有效区分的最小的示值差，或称最小单位读数。
——误差：
测量显示结果与被测量的真值的偏差。
——死区：
激励信号的变动不会引起测量仪器响应发生变化的最大区间。
⏹计量确认：
为了确保测量设备符合预期使用要求所需要做的一组操作。
①计量确认的对象是测量设备，通过定期校准使测量设备本身满足计量要求，它是测量管理体系的主要任务之一。
②计量确认包括几个步骤：
校准和验证，必要的调整或修理（随后的重新校准），与该设备使用的计量要求相比较，以及最后的封签或标签，并出具文件证明该测量设备合格。
③预期的使用（计量）要求由给定的计量特性参数来表示。
⏹测量过程：
一组将被测对象的状态或性能参数转化为确定量值输出的相互关联的活动。
①测量过程涉及的要素包括：
测量对象、测量设备、测量方法、测量环境条件和操作人员的技能等。
②测量过程有两种类型:
一种是需要操作人员参与、控制的非连续性的测量过程，如废钢配料称重、钢包钢水称重、钢水测温等；
另一种是不需要操作人员参与、控制的连续性的测量过程，操作人员只需记录或统计数据，只要被测量出现，测量设备就会自动连续测量或显示，如流量、温度、压力和电能等。
③测量过程通过对生产/工艺过程的需求进行识别、分析、策划和设计来最终确定。
④测量过程的控制需要采用“过程方法”来实现。
⏹测量系统：
组合起来以进行特定测量的全套测量仪器和其它设备。
⏹计量管理：
⏹测量管理：
为实现测量目标在计量方面对组织进行指挥、控制和协调统一的活动。
①在企业实施ISO质量体系贯标中，可以把计量管理和测量管理看作一个概念理解。
②计量管理的主要对象是：
测量设备、测量过程和测量数据。
③定义中的“组织”是名词，是指职责、权限和相互关系得到安排的一组人员及设施。
⏹测量管理体系：
为完成计量确认并持续控制测量过程所必需的一组相互关联或相互作用的要素组合。
①测量管理体系包括：
管理职责，资源管理，计量确认过程，测量过程控制与实现，体系分析与改进等几大过程组成。
②测量管理体系需要接受法定机构组织的评审和认证，并定期进行复核审查。
⏹计量的分类：
计量分为科学计量、工程计量和法制计量3类，分别代表计量的基础、应用和政府主导的社会事业三个方面。
⏹计量的特点：
概括地说，归纳为准确性、一致性、溯源性和法制性4个方面。
①准确性：
指测量结果被测量真值的接近程度，是在一定的不确定度、允许误差范围内的准确性。
不同的应用场合要求的准确度不同。
②一致性：
指测量条件相同时，测量结果应该是可重复、可再现、可比较的，称为一致性。
③溯源性：
指我们通过测量设备得到的测量结果（量值），由于测量设备的逐级校准比较链的联系，使所有的同种量值可以溯源与同一个计量基准联系起来，从而使其准确性和一致性得到技术保证。
④法制性：
指计量在社会应用时必须通过法律、法规和政府主导建立法制保障，因此体现计量的强制性和统一性。
⏹计量的作用：
计量对经济、社会、科学和政府管制的作用具有广泛性、基础性和效益性的特点。
①计量是信息数据的主要来源；
②计量是科学技术的基础；
③计量是提高产品质量的重要手段；
④计量是提高经济效益的基本保证；
⑤计量是市场贸易的前提和保证；
⑥计量是社会稳定运行的基础（信息、医疗、安全、环境、资源）。
⑦具体的计量活动的作用由测量结果（量值）及精确度的作用所决定。
⏹国际单位制单位：
它是由国际计量大会（CGPM）采纳和推荐的一种一贯单位制，它的国际通用符号为“SI”，即国际单位制简称为“SI”。
国际单位制的单位包括：
①SI基本单位，如长度：
米（m）、质量：
千克（kg）、时间：
秒（s）、电流：
安[培]（A）、热力学温度：
开[尔文]（K）等7种。
②SI导出单位，如频率：
赫[兹]（Hz）、力：
牛[顿]（N）、压力/压强/应力：
帕[斯卡]（Pa）、能量/功/热量：
焦[耳]（J）、功率：
瓦[特]（W）、电压/电位/电动势：
伏[特]（V）、温度：
摄氏度（℃）等21种
③由两个或以上的SI单位以乘、除（或指数）组合构成的单位称为组合单位，如m/s，m-1，℃-1，kg/m3等仍属于SI单位。
④SI单位的倍数单位，由SI词头与SI单位并列构成。
SI词头共有20个，所代表的因数的覆盖范围从10-24—10+24。
如，106兆（M）、103千（k）、102百（h）、101十（da）、10-1分（d）、10-2厘（c）、10-3毫（m）、10-6微（μ）等等。
⏹法定计量单位：
计量法规定，国际单位制计量单位和我国选定的其他计量单位，为国家法定计量单位。
①除上述国际单位制单位外，我国还选定的可与SI单位并用的非国际单位制单位，有11个物理量、选定16个单位。
另附“法定计量单位对照一览表”。
②不允许再使用非法定计量单位；
应对非法定计量单位表示的量值换算成法定计量单位表示的量值。
③要注意“量的名称”、“量的符号”和“量值”的正确表达。
三．计量技术基础知识
计量技术主要研究对被测对象的参数的测量原理和方法，影响测量结果的主要因素，控制测量误差，分析测量不确定度，测量数据的处理方法，以及提高测量设备的测量准确度等。
下面的介绍仍然从计量技术的名词概念开始，对计量技术的具体内容不作详细叙述。
◆[量的]真值：
指与给定的特定量的定义一致的值。
①量的真值只有通过完善的测量才有可能得到；
通常很难获得真值。
②真值按其本性是不确定的，因为事物的变化是绝对的；
③与给定的特定量的定义一致的值不一定只有一个。
④理论真值：
往往在定义和公式表达中给出，如三角形内角和=180°
，圆周率π=周长/直径
⑤约定真值：
对于给定目的具有适当不确定度的、赋予特定量的值，该值是约定采用的。
在实际测量中，通常利用被测量的实际值、或已修正过的算术平均值、或高一级计量标准器所复现的量值作为约定真值。
此时，约定真值与真值之差可以忽略不计。
⑥计量学约定真值：
如SI基本量的单位；
国际常数委员会公布推荐的基本物理常量（数），法定计量单位中所规定的数值（如标准重力加速度）等。
◆测量准确度：
表示测量结果与被测量真值之间的一致程度。
它是测量结果中系统误差和随机误差的综合，过去称精确度。
①不要用术语精密度代替准确度；
②准确度是一个定性的概念，只能表达“高”或“低”；
而测量不确定度是一个定量概念。
◆[测量]绝对误差△：
测量结果（x）减去被测量的真值（x0）。
△=x－x0
①被测量的真值通常用约定真值代替。
②绝对误差有单位，与测量结果相同；
绝对误差往往简称为误差。
③绝对误差有大小和正负符号，表示偏离方向和程度。
④说绝对误差必须讲被测对象的某一给出值。
如：
不能说“砝码的误差是+0.002g”，应该说“此10g砝码的误差是+0.002g”。
◆[测量]相对误差△r：
绝对误差（△）与被测量[约定]真值（x0）之比。
△r=△／x0≈△／x
①相对误差是给出值所含有的误差率，一般用百分数（%）表示；
②相对误差只有大小和符号，没有计量单位（无量纲）
◆[测量]引用误差r：
在仪表的一个量程的分（刻）度线上，如果测量绝对误差不变，则相对误差在各个分度线位置是不同的；
为了便于划分这类仪表的准确度等级，一般取仪表的测量量程作为特定值xN（称为引用值）来计算该仪表的相对误差，
测量设备的绝对误差与其特定值之比称为引用误差，即
r=△／xN
①引用误差也用百分数（%）表示；
②特定值称为引用值，一般取测量设备的量程或标称范围的最高值；
③量程指测量设备标称范围上、下限之差的模；
当下限为0时，量程即为标称范围的上限值。
④仪表的准确度等级就是根据它允许的最大引用误差来划分的；
如1.5级表，表示该仪表允许的最大引用误差区间为±
1.5%。
⑤一般选择使用仪表时，从提高测量准确度考虑，应尽量使被测量的示值落在量程范围上限的邻近或者量程刻度的2/3以上。
⑥绝对误差、相对误差和引用误差是测量误差的表示方法。
◆[测量]系统误差：
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。
①无限多次测量只能用有限次测量值来代替；
②真值很难获得，一般采用约定真值来代替；
③在计量仪表校准（检定）时，标准器本身的误差将固定不变地传递给被校准（检定）的计量仪表；
④由于系统误差及其原因不能完全获知，因此通过修正值对系统误差只能做到有限程度的补偿，不可能使系统误差为零。
⑤对系统误差又可分为恒定系统误差和变值系统误差两部分。
◆[测量]随机误差：
测量结果与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之差。
①无限次测量只能用有限次测量值来代替，所以可确定的只是随机误差的估计值；
②随机误差一般由许多微小变化的因素造成的，对于每一次测量而言，它的大小和符号都是不可预知的，但多次测量总体而言，它服从一定的统计规律，因此，可用数理统计方法估计随机误差对测量结果的影响。
③大多数的随机误差具有：
单峰性、对称性、有界性和抵偿性等特性。
④随机误差可用算术平均值来评定测量结果，用实验标准偏差来评定测量结果的分散性。
⑤系统误差和随机误差是测量误差的分类方法，下面将分析测量误差的来源。
◆测量误差的来源：
综合分析可归纳为5个方面。
①测量设备（仪器）误差：
仪器本身所具有的误差，主要由测量仪器本身的结构、工艺水平、调整以及磨损、老化或故障等原因所引起。
②环境误差：
由于实际工作环境条件与规定环境条件不一致所引起的误差。
如，温度、湿度、气压、振动、重力场（海拔位置）、电磁干扰等；
或被测量的附属特性不符要求，如交流电压、频率、功率因数和波形失真等；
或测量设备的特殊工作状态不符要求，如电桥的不平衡程度、电源和负荷的匹配状态等。
③人员操作误差：
指测量人员主观因素和操作技术所引起的误差。
常表现为观测误差、读数误差（视差、估读）和失误误差等。
④方法误差：
指测量方法不完善或不正确所引起的误差。
如不遵守规程规定的方法，实验方法选择不当，接线错误，选取公式或系数不当，一些影响测量结果的因素没有排除（漏电、热电势、引线电阻压降等）。
⑤计算误差：
直接测量产生的误差主要源自上面4个方面。
如果有的测量数据需要经过复杂计算才能得到所要求参数结果；
或者，有的参数信号被采样后经模数转换变成数字信号，需要软件按既定模型或公式进行计算才能得到所要求参数结果；
那么这里的计算过程就会因四舍五入等产生计算误差。
如果该计算过程由测量设备自身自动完成，则该误差就归入测量设备误差。
⑥一般情况下，我们把测量设备误差、方法误差和计算误差划归为系统误差，认为基本恒定；
把环境误差和人员操作误差划归为随机误差，对测量结果产生随机影响。
◆计量的对象：
从最初的物理量、发展到工程量、化学量、生理量，甚至心理量，也从宏观领域进入微观领域。
目前比较成熟或传统的十大计量对象有：
几何量、温度、力学、电磁学、无线电、时间频率、光学、电离辐射、声学和化学等。
◆计量基本单位：
计量基本单位是国际单位制的基础，是一切计量/测量活动的最高基准，它的定义和复现方法代表计量科学技术研究的方向和水平。
这里介绍基本单位这个确定的特定量（一个单位的量）的大小和复现方法。
计量基本单位有7个：
①长度：
米（m），复现米的定义有三种方法，测时法、测频法和自然光谱辐射法。
光在真空中在1/299792458秒时间间隔内所经路径的长度。
我国90年代后期已建四项激光波长基准。
②质量：
千克（kg），目前国家质量最高基准是国家千克原器，它是实物基准，1965年从英国引进，编号为No.60，国家千克原器每20～25年送国际计量局（BIPM）检定对比。
③时间：
秒（s），1967年将时间单位秒的定义为，铯—133原子束振荡周期的9192631770个周期的时间。
因此铯原子钟作为时间和频率的基准一直为各国所采用。
基准钟的不确定度可达到10-13量级。
④电流：
安培（A），电流单位开始的定义是以两根载流导体之间的相互作用力大小的检测来复现1A电流的量值；
现在（1990年起）国际计量委员会启用电压量子基准和电阻自然基准由这两个单位基准导出1A的基准电流，它的准确度已达到10-9量级。
⑤温度：
开（尔文）（K），是水在三相点热力学温度的1/273.16。
复现热力学温度目前（1990年起）采用国际实用温标（ITS-90），约20年修改一次。
我国已建立国际温标（ITS-90）13K以上温区国家基准。
⑥发光强度：
坎（德拉）（cd），指光源频率为540×
1012Hz的单向辐射，且辐射强度为（1/683）W/sr的光量。
我国1982年按照坎德拉的新定义用锥腔补偿型电校准辐射计建成了国家新光度基准，其不确定度（标准差）仅为0.14%，与国际平均值的偏差为0.16%。
⑦物质的量：
摩尔（mol），1摩尔物质的量是该系统中所包含的基本单元数与0.012kg碳-12的原子数目相等。
其复现方法主要是准确测量阿伏加德罗常数，目前国际“摩尔”基准的准确度仅为10-8量级。
我国还没有开展这方面的研究实验。
◆测量设备的分类（按技术性能和用途分类，测量设备也称为计量器具。
）
①计量基准器具：
简称计量基准，是在特殊领域内复现和保存计量单位量值，并具有国家最高计量学特征，经国家鉴定、批准作为统一全国量值最高依据的测量标准。
②计量标准器具：
简称计量标准，是准确度低于计量基准，用于检定或校准其他计量标准或工作计量器具的计量器具。
它在计量活动中起着承上启下的关键作用。
计量标准又分为社会公用计量标准和部门、企业、事业单位使用的计量标准。
③标准物
升级会员 