誤差理論與數(shù)據(jù)處理北航-第2章

1、量值傳遞與計量檢定,北京航空航天大學(xué)儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,量值傳遞與計量檢定,量值傳遞的基本概念計量檢定的基本方法及過程典型參數(shù)的計量檢定方法巡回計量綜合保障系統(tǒng)本章小結(jié),儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,量值傳遞的基本概念,量值傳遞與溯源的概念量值傳遞與溯源的方式計量基準(zhǔn)與計量標(biāo)準(zhǔn)計量基準(zhǔn)與計量標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢總結(jié),,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,量值傳遞與溯源的概念,量值傳遞：將國家計量基準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的計量單位量

2、值，通過檢定（或其他傳遞方式）傳遞給下一級的計量標(biāo)準(zhǔn)，并依次逐級傳遞到工作計量器具，以保證被測量的量值準(zhǔn)確一致，稱為量值傳遞。溯源性：通過一條具有規(guī)定不確定度的不間斷的比較鏈，使測量結(jié)果或計量標(biāo)準(zhǔn)的值能夠與規(guī)定的參考標(biāo)準(zhǔn)，通常是與國家計量標(biāo)準(zhǔn)或國際計量標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)系起來的特性。這條不間斷的比較鏈稱為溯源鏈。,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,量值傳遞與溯源的方式,用實物標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行逐級傳遞用計量保證方案（MAP）進(jìn)行逐級傳遞用發(fā)放標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（CRM）

3、進(jìn)行逐級傳遞用發(fā)播信號進(jìn)行逐級傳遞,,,用實物標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行逐級傳遞,量值傳遞的主要方式費時、費錢，有時檢定好了的計量器具，經(jīng)過運輸，受到振動、撞擊、潮濕或溫度的影響，會喪失原有的準(zhǔn)確度。,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,,用計量保證方案（MAP）進(jìn)行逐級傳遞,新型的量值傳遞方式采用傳遞標(biāo)準(zhǔn)這一量值媒體實現(xiàn)量值傳遞，通過核查標(biāo)準(zhǔn)和測量過程統(tǒng)計控制方法實現(xiàn)量值核查，保證測量過程的長期可靠性,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,,用發(fā)放標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（CRM）進(jìn)行逐

4、級傳遞,適用于理化分析，電離輻射等化學(xué)計量領(lǐng)域的量值傳遞。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是具有一種或多種給定的計量特性，用以校準(zhǔn)計量器具、評價計量方法或給材料賦值的物質(zhì)或材料。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)必須由國家計量部門或由它授權(quán)的單位進(jìn)行制造，并附有合格證的才有效。使用CRM進(jìn)行傳遞，可以免去送檢儀器，可以快速評定并可在現(xiàn)場使用。,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,,用發(fā)播信號進(jìn)行逐級傳遞,適用于時間、頻率和無線電等領(lǐng)域的量值傳遞。這種方式是最簡便、迅速和準(zhǔn)確的量值傳遞方式。

5、國家通過無線電臺、電視臺、衛(wèi)星技術(shù)等發(fā)播標(biāo)準(zhǔn)的時間頻率信號，用戶可以直接接收并可在現(xiàn)場直接校正時間頻率計量器具。,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,計量基準(zhǔn)與計量標(biāo)準(zhǔn),計量基準(zhǔn)計量標(biāo)準(zhǔn),,,計量基準(zhǔn),計量基準(zhǔn)：在特定領(lǐng)域內(nèi)具有最高計量特性的計量標(biāo)準(zhǔn)，稱為計量基準(zhǔn)。計量基準(zhǔn)一般可分為國家基準(zhǔn)（主基準(zhǔn)）、副基準(zhǔn)和工作基準(zhǔn)。在一個國家內(nèi)，國家基準(zhǔn)即是主基準(zhǔn)。國家基準(zhǔn)器是經(jīng)國家官方認(rèn)定的計量基準(zhǔn)，是一個國家量值傳遞的起始

6、點副基準(zhǔn)是通過直接或間接與國家基準(zhǔn)比較定值，經(jīng)國務(wù)院計量行政部門批準(zhǔn)的計量器具。工作基準(zhǔn)通過與國家基準(zhǔn)和副基準(zhǔn)比較定值，經(jīng)國務(wù)院計量行政部門批準(zhǔn)，實際用以檢定計量標(biāo)準(zhǔn)的計量器具稱為工作基準(zhǔn)。,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,,計量標(biāo)準(zhǔn),計量標(biāo)準(zhǔn)：在是將計量基準(zhǔn)量值傳遞到工作計量器具的一類計量器具，它是量值傳遞的中心環(huán)節(jié)。可以根據(jù)需要按不同準(zhǔn)確度分成若干個等級，用于檢定工作用計量器具。一般說來，工作計量器具的準(zhǔn)確度比計量標(biāo)準(zhǔn)低，但高精度工

7、作計量器具的準(zhǔn)確度比低等級的計量標(biāo)準(zhǔn)高。因此，不能認(rèn)為準(zhǔn)確度高的計量器具一定是計量標(biāo)準(zhǔn)。企業(yè)、事業(yè)單位根據(jù)需要，可以建立本單位使用的計量標(biāo)準(zhǔn)器具。,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,,計量基準(zhǔn)與計量標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢,計量準(zhǔn)確度不斷提高計量范圍不斷擴(kuò)大多參數(shù)同時計量動態(tài)、連續(xù)、在線計量檢定工作自動化,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,總結(jié),量值傳遞與溯源的概念量值傳遞與溯源的方式： 用實物標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行逐級傳遞

8、 用計量保證方案（MAP）進(jìn)行逐級傳遞 用發(fā)放標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（CRM）進(jìn)行逐級傳遞 用發(fā)播信號進(jìn)行逐級傳遞計量基準(zhǔn)：國家基準(zhǔn)、副基準(zhǔn)和工作基準(zhǔn)計量基準(zhǔn)與計量標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,計量檢定的基本方法及過程,計量檢定的概念與分類檢定方法與檢定步驟計量檢定系統(tǒng)表與計量檢定規(guī)程分度、標(biāo)定與比對總結(jié),,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,計量檢定的概念與分類,計量檢定的概念 是指為評定計量器具的

9、計量特性，確定其是否符合法定要求所進(jìn)行的全部工作。 包括檢驗、出具證書和（或）加標(biāo)記三個步驟。計量檢定的分類 1）按法制管理的形式分類：強(qiáng)制檢定和非強(qiáng)制 檢定 2）按檢定性質(zhì)分類:首次檢定、隨后檢定、周期檢定、抽樣檢定、仲栽檢定和一次性檢定,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,檢定方法與檢定步驟,檢定方法 整體檢定 單元檢定檢定步驟 1）外觀檢驗 2）正常性檢查 3）計量特性的檢定 4）檢定結(jié)果

10、的數(shù)據(jù)處理和分析 5）檢定結(jié)果的處理,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,計量檢定系統(tǒng)表與計量檢定規(guī)程,計量檢定系統(tǒng)表計量檢定規(guī)程,,,計量檢定系統(tǒng)表,我國計量法規(guī)定：計量檢定必須按照國家計量檢定系統(tǒng)表進(jìn)行。國家計量檢定系統(tǒng)表由國務(wù)院計量行政部門制定。檢定系統(tǒng)的主要內(nèi)容包括：引言、計量基準(zhǔn)器具、計量標(biāo)準(zhǔn)器具、工作計量器具和檢定系統(tǒng)框圖等部分。,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,計量檢定規(guī)程,計量檢定規(guī)程：是指檢定計量器具時

11、對計量器具的計量性能、檢定項目、檢定條件、檢定方法、檢定周期以及檢定結(jié)果的處理等所作的技術(shù)規(guī)定。我國計量法規(guī)定，計量檢定必須執(zhí)行計量檢定規(guī)程。國家計量檢定規(guī)程由國務(wù)院計量行政部門制定。計量檢定規(guī)程的主要內(nèi)容包括：引言、概述、技術(shù)要求、檢定條件、檢定項目、檢定方法、檢定結(jié)果的處理、檢定周期及附錄等部分。,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,分度、標(biāo)定與比對,分度與標(biāo)定分度：在計量過程中，用計量標(biāo)準(zhǔn)給被檢定的器具進(jìn)行賦值，這種操作稱為分度。標(biāo)

12、定：與分度類似，標(biāo)定也是一種對計量器具賦值的操作，即確定計量器具示值誤差，直接賦值或加修正值的過程。比對比對：在規(guī)定條件下，對相同準(zhǔn)確度等級的同類計量基準(zhǔn)、計量標(biāo)準(zhǔn)或工作計量器具的量值進(jìn)行相互比較，稱為比對。,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,總結(jié),計量檢定的概念與分類檢定方法：整體檢定、單元檢定檢定步驟：外觀檢驗、正常性檢查、計量特性的檢定、檢定結(jié)果的數(shù)據(jù)處理與分析、檢定結(jié)果的處理。計量檢定表與計量檢定規(guī)程分度、標(biāo)定與比對,,儀器

13、科學(xué)與光電工程學(xué)院,典型參數(shù)的計量檢定方法,基本計量單位幾何量的計量檢定方法力學(xué)量的計量檢定方法電磁學(xué)參數(shù)的計量檢定方法總結(jié),,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,基本計量單位,“基本量”的計量單位稱為基本計量單位，簡稱基本單位，它是計量單位的基礎(chǔ)?；玖渴橇恐浦斜患s定為彼此獨立的量，各基本量具有不同的量綱?；締挝坏倪x擇應(yīng)遵循如下原則：一個基本量只有一個基本單位；基本單位應(yīng)能按它的定義原則進(jìn)行定義；基本單位應(yīng)該容易實現(xiàn)和具有極高

14、的準(zhǔn)確度；復(fù)現(xiàn)基本單位的基準(zhǔn)量制應(yīng)可保持長久不變；基本單位的大小應(yīng)該便于使用；基本單位應(yīng)能滿足一貫性的要求。,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,基本計量單位,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,幾何量的計量檢定方法,幾何量計量的基本原則幾何量計量標(biāo)準(zhǔn)器幾何量量具和計量儀器,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,幾何量計量的基本原則,阿貝原則封閉原則最小變形原則測量鏈最短原則基準(zhǔn)統(tǒng)一原則,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,幾何量計量標(biāo)準(zhǔn)器,長度標(biāo)準(zhǔn)器——量塊

15、線紋標(biāo)準(zhǔn)器——線紋尺角度標(biāo)準(zhǔn)器——正多面棱體、多齒分度臺和角度塊平面度標(biāo)準(zhǔn)器——平晶粗糙度標(biāo)準(zhǔn)器——單刻線樣板和多刻線樣板,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,幾何量量具和計量儀器,通用量具游標(biāo)量具測微量具（螺旋副量具）表類量具角度量具平直量具專用量具機(jī)械式量儀光學(xué)式量儀電動式量儀氣動式量儀,,力學(xué)量的計量檢定方法,質(zhì)量計量容量計量密度計量力值計量硬度計量,壓力計量真空計量流量計量振動與沖擊計量,儀器科學(xué)與

16、光電工程學(xué)院,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,質(zhì)量計量,質(zhì)量是物體最重要和最基本的屬性之一。只要有物質(zhì)存在，就必然會有質(zhì)量。質(zhì)量計量，就是采用適當(dāng)?shù)膬x器和方法，確定被測物體與作為質(zhì)量單位的國際千克原器之間的質(zhì)量對應(yīng)關(guān)系。在質(zhì)量計量工作中，常用衡量方法分為直接稱量法和精密稱量法。精密稱量法包括替代稱量法、門捷列夫稱量法及交換稱量法。,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,容量計量,容量計量是指對容器的容積值的計量。容積是指容器內(nèi)部所包含的空間體積；而

17、容量是指容器所能容納的液體或氣體的體積。標(biāo)準(zhǔn)金屬量器一般分為三等：一等的容量為50mL，精度為±（0.015~0.02）%；二等的容量為200mL，精度為±（0.025~0.04）%；三等的容量為500mL，精度為±（0.05~0.1）%。容量計量的方法通?？煞譃槿N：衡量法、比較法和尺寸計量法。,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,密度計量,單位體積的某種物質(zhì)的質(zhì)量，稱為這種物質(zhì)的密度。密度是一個用于定量地描

18、述物質(zhì)特性的物理量。密度計量可以分為靜態(tài)計量與動態(tài)計量兩類。靜態(tài)密度計量液體靜力衡量法（也稱阿基米德法）比重瓶法浮計法動態(tài)密度計量,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,力值計量,由物理學(xué)可知，力是矢量，有三要素，即力的大小（力值）、力的方向和力的作用點，其中力值是基本要素。在國際單位制中，力的單位是牛頓（N）。1N就是使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2加速度的力。力值計量的方法利用力的動力效應(yīng)計量力值利用力的靜力效應(yīng)計量力值

19、力值計量儀器,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,硬度計量,硬度是指物體的軟硬程度，是固體材料的一種機(jī)械特性。硬度不屬于物理量，因為至今尚未發(fā)現(xiàn)用各種試驗方法獲得的硬度同材料的某種物理性質(zhì)有確定的量的關(guān)系。為了確定材料的硬度所采用的試驗方法稱為硬度試驗法。硬度試驗方法按施加負(fù)荷的情況可以分為靜負(fù)荷試驗法和動負(fù)荷試驗法兩大類。,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,壓力計量,工程上所指的壓力在物理學(xué)中常被稱為壓強(qiáng)，其物理意義是指垂直并且均勻地作用在單位面

20、積上的力。計量壓力的儀器儀表，按工作原理分為：液體式彈簧式活塞式電測式數(shù)字式,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,真空計量,真空通常是指在給定的空間內(nèi)，低于一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的氣體狀態(tài)。為了表達(dá)真空狀態(tài)的量的概念，即表達(dá)在給定空間內(nèi)氣體稀薄的程度，又引入了真空度的概念。真空度是以氣體壓力的高低來表示的，壓力高則真空度低，壓力低則真空度高。真空計量指的就是真空度的計量。真空計量的方法有絕對法和相對法兩種。,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,

21、流量計量,流量通常是指單位時間內(nèi)通過輸送管道有效截面的體積或質(zhì)量。如果是對流體的體積進(jìn)行計量，則為體積流量，如果是對質(zhì)量進(jìn)行計量，則為質(zhì)量流量。流量計量方法：液體流量計量方法氣體流量計量方法流量計量儀器：容積式推理式,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,振動與沖擊計量,振動與沖擊是可以用位移、速度、加速度、頻率和相位角等物理量來描述的物理現(xiàn)象。振動的計量：絕對法比較法沖擊的計量：絕對法比較法,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,電磁

22、學(xué)參數(shù)的計量檢定方法,電學(xué)計量單位及標(biāo)準(zhǔn)直流計量交流計量磁學(xué)計量,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,電學(xué)計量單位及標(biāo)準(zhǔn),電學(xué)計量指從直流到音頻的各種電量的計量。包括電壓、電阻、電流、電感、電容、功率等主要參量。電學(xué)標(biāo)準(zhǔn)量具主要有標(biāo)準(zhǔn)電池、標(biāo)準(zhǔn)電阻器、標(biāo)準(zhǔn)電容器、標(biāo)準(zhǔn)電感器、電阻箱、電容箱、電感箱等等。,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,直流計量,直流電阻計量直流電壓計量直流電流計量直流功率和電能計量,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,交流計量,交

23、流阻抗計量在交流電路中，電路參數(shù)除了電阻外，還有電感、電容、互感以及它們?nèi)叩慕M合，即阻抗。交流電流與電壓計量交流電流與電壓的特點是其量值時刻都在變化，因此常用有效值、平均值、峰值等表示交流量的量值。交流功率和電能的計量,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,磁學(xué)計量,電和磁是不可分的兩個量，二者在科學(xué)技術(shù)中占有同等重要的地位。磁場計量磁通計量材料的磁特性計量按磁學(xué)特性可概括分為三類：抗磁材料、順磁材料和鐵磁材料。磁性材料的磁特性

24、計量分為直流磁特性計量和交流磁特性計量。,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,總結(jié),基本計量單位幾何量的計量檢定方法力學(xué)量的計量檢定方法電磁學(xué)參數(shù)的計量檢定方法,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,巡回計量綜合保障系統(tǒng),巡回計量綜合保障概念、過程和特點IMSS的計量確認(rèn)體系規(guī)劃總結(jié),,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,巡回計量綜合保障概念、過程和特點,巡回計量綜合保障概念計量保證方案的計量保障過程IMSS的保障過程IMSS特點IMSS系統(tǒng)的特殊

25、要求,,巡回計量綜合保障概念,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,,計量保證方案的計量保障過程,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,,IMSS的保障過程,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,,IMSS特點,計量保障的綜合化現(xiàn)場原位計量校準(zhǔn)體現(xiàn)了儀器、環(huán)境與人的完美結(jié)合保障過程的閉環(huán)控制周期計量保障同伴隨計量保障、隨時計量保障相結(jié)合適用范圍,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,,IMSS系統(tǒng)的特殊要求,傳遞標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展成移動式計量工作站系統(tǒng)針對性強(qiáng)具備自身量值穩(wěn)定性檢查診斷能

26、力具備計量管理能力綜合化程度高通用性好便于普及,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,IMSS的計量確認(rèn)體系規(guī)劃,IMSS的計量確認(rèn)體系IMSS系統(tǒng)的計量確認(rèn)體系,,IMSS的計量確認(rèn)體系,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,,IMSS系統(tǒng)的計量確認(rèn)體系,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,總結(jié),巡回計量綜合保障概念？計量保證方案的計量保障過程？IMSS的保障過程？IMSS特點？IMSS系統(tǒng)的特殊要求？