2021計(jì)量與數(shù)據(jù)處理課件推薦資料

計(jì)量(jìliàng)與數(shù)據(jù)處理課件第一頁，共33頁。第一章緒論第一節(jié)水利水電工程質(zhì)量管理一、水利水電工程質(zhì)量二、水利水電工程質(zhì)量管理第二節(jié)水利水電工程質(zhì)量檢測一、檢測和檢驗(yàn)二、質(zhì)量檢測的作用三、水利水電工程質(zhì)量檢測的依據(jù)四、水利水電工程質(zhì)量檢測的特點(diǎn)五、質(zhì)量檢測的步驟和要求六、對水利水電工程質(zhì)量檢測單位和檢測人員的要求七、影響(yǐngxiǎng)檢測結(jié)果準(zhǔn)確性的因素第二頁，共33頁。第二章計(jì)量(jìliàng)與數(shù)據(jù)處理水利工程(shuǐlìgōngchéng)質(zhì)量檢測員培訓(xùn)第三頁，共33頁。第一節(jié)術(shù)語(shùyǔ)一、量和量值量是現(xiàn)象、物體或物質(zhì)可以定性區(qū)別和定量確定的屬性。它具有兩個(gè)特性（1）可測；（2）可用數(shù)學(xué)形式表明其物理(wùlǐ)含義。只能定性區(qū)別，但不能定量測定的現(xiàn)象，不能稱為量，只能叫“性質(zhì)”（1）一般意義的量：（長度、時(shí)間、質(zhì)量、溫度、電阻、物質(zhì)的量、濃度）（2）特定量：（某根棒的長度，某根導(dǎo)線的電阻，某份酒樣中乙醇的濃度）1（1）同種量：（可相互比較并按大小排序的量）（2）同類量：（若干同種量合在一起可稱之為同類量，如功、熱、能；厚度、周長）2第四頁，共33頁。量值：由一個(gè)數(shù)乘以測量單位所表示的特定量的大小。例：，534cm，15kg，10s，-40℃量的大?。翰蛔儭⒖陀^存在量值：隨單位的不同(bùtónɡ)而不同(bùtónɡ)（如1m=1000mm，量值只是在一定單位下表示其量大小的一種表達(dá)形式）量的數(shù)值：量的純數(shù)部分，即量值與單位的比值。約定參考標(biāo)尺的某種特定量（例如莫氏硬度標(biāo)尺、化學(xué)中的pH標(biāo)尺等）第五頁，共33頁。二、測量與計(jì)量測量：以確定量值為目的的一組操作；必須有一定的手段和方法；結(jié)果均由具有確定單位的量值所表達(dá)。計(jì)量：實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一(tǒngyī)、量值準(zhǔn)確可靠的活動(dòng)。計(jì)量的目的：保證“測量統(tǒng)一(tǒngyī)”，保證量值準(zhǔn)確可靠和一致。三、計(jì)量器具計(jì)量器具：單獨(dú)或連同輔助設(shè)備一起用以進(jìn)行測量的器具。第六頁，共33頁。計(jì)量基準(zhǔn)：國家基準(zhǔn)：作為統(tǒng)一全國計(jì)量單位量值的最高依據(jù)的計(jì)量器具。副基準(zhǔn)：通過(tōngguò)與國家基準(zhǔn)比對或校準(zhǔn)來確定其量值，并經(jīng)國家檢定、批準(zhǔn)的計(jì)量器具。工作基準(zhǔn)：經(jīng)與國家基準(zhǔn)或副基準(zhǔn)校準(zhǔn)或比對，并經(jīng)國家鑒定，實(shí)際用以檢定計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)量器具。計(jì)量基準(zhǔn)由計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)兩部分組成。計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)：按國家規(guī)定的準(zhǔn)確度等級，作為檢定依據(jù)用的計(jì)量器具或物質(zhì)。分為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。工作用計(jì)量器具：不用于檢定工作而只用于日常測量的計(jì)量器具。第七頁，共33頁。四、測量系統(tǒng)與測量設(shè)備(shèbèi)五、示值范圍、測量范圍和量程由計(jì)量器具所顯示或指示的最低值到最高值的范圍。示值范圍在允許誤差限內(nèi)，計(jì)量器具的被測量值的范圍。測量范圍測量范圍上限值和下限值之差。量程如光學(xué)(guāngxué)高溫計(jì)的示值范圍為0～1400℃，而其測量范圍為700℃～1400℃，量程則為1400℃～700℃＝700℃。第八頁，共33頁。六、標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)或參考(cānkǎo)物質(zhì)可以是純的或混合的氣體、液體或固體。（1）化學(xué)成分標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（金屬材料、礦物巖石、建筑材料、環(huán)境保護(hù)及醫(yī)藥制品等）（2）物理特性或物理化學(xué)特性標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（標(biāo)準(zhǔn)溶液、粘度標(biāo)準(zhǔn)油、熱量用苯甲酸等）（3）工程技術(shù)特性標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（紡織品色牢度、標(biāo)準(zhǔn)橡膠、粉末材料粒度、水的濁度等）七、測量傳感器第九頁，共33頁。八、實(shí)物量具和測量器具實(shí)際值九、計(jì)量器具的檢定是查明和確認(rèn)計(jì)量器具是否符合法定(fǎdìng)要求的程序，它包括檢查、加標(biāo)記和（或）出具檢定證書。注意：對儀器設(shè)備、標(biāo)識量具和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)必須進(jìn)行（A）檢定/校準(zhǔn)。A定期B不定期第十頁，共33頁。十、測量不確定度測量不確定度：表示由于(yóuyú)測量誤差的存在而對被測量值不能肯定的程度，是指測量結(jié)果不能肯定的誤差范圍。國際上統(tǒng)一規(guī)定以σ表示不確定度的值。作為一個(gè)測量結(jié)果，不僅要表示其量值大小，而且要標(biāo)出其測量的不確定度，才能叫一個(gè)完整的測量結(jié)果，才能使人們知道其測量結(jié)果的準(zhǔn)確可靠程度。第十一頁，共33頁。十一、校準(zhǔn)與校準(zhǔn)測量能力(nénglì)十二、計(jì)量單位、法定計(jì)量單位、國際單位制法定計(jì)量單位國際單位制（SI）123計(jì)量單位

為定量表示同種量的大小而約定的定義和采用的特定量。由國家以法令的形式規(guī)定允許使用的計(jì)量單位。由國際計(jì)量大會(huì)（CGPM）采納和推薦的一種一貫單位制。第十二頁，共33頁。十三、溯源等級圖與國家溯源等級圖溯源等級圖：指一種代表等級順序的框圖，用以表明計(jì)量器具的計(jì)量特性與給定量的基準(zhǔn)之間的關(guān)系。國家溯源等級圖：（也稱國家計(jì)量檢定系統(tǒng)表）指在一個(gè)國家內(nèi)，對給定量的計(jì)量器具有效的一種溯源等級圖，它包括推薦(或允許)的比較方法(fāngfǎ)和手段。第十三頁，共33頁。第二節(jié)計(jì)量(jìliàng)基礎(chǔ)一、計(jì)量的內(nèi)容、分類和特點(diǎn)（一）內(nèi)容（6個(gè)方面）（二）分類（三）計(jì)量的特點(diǎn)準(zhǔn)確性、一致性、溯源性、法制性二、計(jì)量的發(fā)展計(jì)量是實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一(tǒngyī)和量值準(zhǔn)確可靠的測量。計(jì)量與測試不同，測試是具有試驗(yàn)性質(zhì)的測量，也可理解為測量和試驗(yàn)的綜合，它具有探索、分析、研究和試驗(yàn)的特征。計(jì)量根據(jù)其對象主要可分為物理計(jì)量、化學(xué)計(jì)量、工程計(jì)量、生物計(jì)量等。計(jì)量的發(fā)展階段：古典階段、近代階段、現(xiàn)代階段

第十四頁，共33頁。三、計(jì)量科技的主要領(lǐng)域

共十二大領(lǐng)域：幾何量、力學(xué)、熱工、電磁、電子、時(shí)間頻率、聲學(xué)、光學(xué)、化學(xué)(huàxué)、電離輻射、振動(dòng)和氣象。四、計(jì)量(jìliàng)單位制

量制：指彼此間存在確定關(guān)系的一組量。量綱：以給定量制中基本量的冪的乘積表示該量制中某量的表達(dá)式，其數(shù)字系數(shù)為1第十五頁，共33頁。

計(jì)量單位：指為定量表示同種量的大小而約定的定義和采用的特定量。單位制：為給定量制按給定規(guī)則確定的一組基本單位和導(dǎo)出單位。國際單位制是在米制(mǐzhì)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，用符號SI表示，包括SI單位、SI詞頭和SI單位的十進(jìn)倍數(shù)與分?jǐn)?shù)單位三部分。按國際上的規(guī)定，國際單位制的基本單位、輔助單位、具有專門名稱的導(dǎo)出單位以及直接由以上單位構(gòu)成的組合形式的單位(系數(shù)為l)都稱之為SI單位。第十六頁，共33頁。國際單位制SI

SI單位SI導(dǎo)出單位

SI基本單位

SI單位的倍數(shù)單位長度質(zhì)量時(shí)間電流熱力學(xué)溫度物質(zhì)的量發(fā)光強(qiáng)度米千克秒安[培]開[爾文]摩[爾]坎[德拉]mkgsAKmolcdSI基本(jīběn)單位共7個(gè)第十七頁，共33頁。包括SI輔助單位在內(nèi)的具有專門名稱的SI導(dǎo)出單位共有21個(gè)，見表2-2。

SI單位的倍數(shù)、分?jǐn)?shù)單位，見表2-3。

km是倍數(shù)單位，kg是質(zhì)量單位而不是(bùshi)倍數(shù)單位。

中國選定的非國際單位制單位，見表2-4。常出現(xiàn)的一些錯(cuò)誤用法（見講義中P25法定計(jì)量單位的使用(shǐyòng)規(guī)則）比熱容單位的符號是J／(kg·K)，其單位名稱是“焦耳每千克開爾文”而不是“每千克開爾文焦耳”或“焦耳每千克每開爾文”。第十八頁，共33頁。第三節(jié)數(shù)據(jù)處理一、算術(shù)平均值與最小二乘法原理（1）算術(shù)平均值

當(dāng)計(jì)量次數(shù)n足夠大時(shí)，系列計(jì)量值的算術(shù)平均值趨近于真值，并且n越大算術(shù)平均值越趨近于真值（2）最小二乘法的基本原理在一系列等精度(jīnɡdù)計(jì)量的計(jì)量值中最佳值，是使所有計(jì)量值的誤差的平方和最小的值第十九頁，共33頁。二、有效數(shù)字(shùzì)及其運(yùn)算規(guī)則通常是將計(jì)量結(jié)果最后一位數(shù)取至與保留誤差數(shù)字(shùzì)同一量級；中間運(yùn)算的數(shù)據(jù)可以多取幾位，但最終書寫結(jié)果必須與誤差保持同一量級。在判斷有效數(shù)字(shùzì)時(shí)，要特別注意“0”這個(gè)數(shù)。＝0.274×10-2，其真值區(qū)間為（～）×10-2，極限誤差為0.0005×10-2＝，而的極限誤差也是，去掉前面兩個(gè)0后，極限誤差不變。274真值區(qū)間為（～），極限誤差為；真值區(qū)間為（～），絕對誤差為。的極限誤差為0.5×10-55800和58×102的極限誤差分別為和0.5×102第二十頁，共33頁。有效數(shù)字(yǒuxiàoshùzì)的運(yùn)算規(guī)則(1)加、減法計(jì)算規(guī)則(2)乘、除計(jì)算規(guī)則(3)開方、乘方計(jì)算規(guī)則(4)復(fù)合運(yùn)算規(guī)則(5)計(jì)算平均值(6)對數(shù)計(jì)算(7)其它規(guī)則第二十一頁，共33頁。三、數(shù)字修約規(guī)則(guīzé)（GB/T8170-《數(shù)值修約規(guī)則(guīzé)與極限數(shù)值的表示和判定》）四舍六入五看后面有沒有非零的數(shù)，有則進(jìn)一；沒有非零的數(shù)則看前一位，前一位為奇數(shù)則進(jìn)一，前一位為偶數(shù)則不進(jìn)。（6進(jìn)1）

（4舍去）

（5后非0進(jìn)1）

（5后都為0，5前為奇數(shù)進(jìn)1）

（5后都為0，5前為偶數(shù)應(yīng)舍去）修約為3位有效數(shù)字——20.4修約為3位有效數(shù)字第二十二頁，共33頁。第四節(jié)數(shù)據(jù)(shùjù)表達(dá)方式一、數(shù)值表示法平均值：

標(biāo)準(zhǔn)偏差：樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差總體標(biāo)準(zhǔn)偏差

二、圖形(túxíng)表示法三、列表表示法第二十三頁，共33頁。第五節(jié)測量誤差一、誤差的概念絕對誤差指計(jì)量結(jié)果與被計(jì)量的量的真值之間的差異。δ=X-X0相對誤差(xiānɡduìwùchà)是測量結(jié)果的絕對誤差與真值之比，即δ/Xo。誤差分類

設(shè)備誤差、方法誤差、環(huán)境誤差、人員誤差（人為誤差）

系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、粗大誤差第二十四頁，共33頁。從計(jì)量測量數(shù)據(jù)處理需要，按其性質(zhì)一般將誤差分為兩類，即系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差。系統(tǒng)誤差是指在重復(fù)條件下，對同一量進(jìn)行無限多次計(jì)量時(shí)，保持固定不變的誤差，或在條件改變時(shí)按某一確定規(guī)律變化的計(jì)量誤差分量。系統(tǒng)誤差決定測量結(jié)果的正確程度(chéngdù)。隨機(jī)誤差：是指測量結(jié)果與在重復(fù)條件下，對同一被測量進(jìn)行無限多次測量所得結(jié)果的平均值之差。隨機(jī)誤差決定計(jì)量結(jié)果的精密程度(chéngdù)。第二十五頁，共33頁。測量(cèliáng)結(jié)果的正確度、精密度和準(zhǔn)確度正確度反映了系統(tǒng)誤差的大小，表明計(jì)量值與真值的接近程度。精密度反映計(jì)量值偏移真值大小的程度。準(zhǔn)確度也叫精確度直接表示計(jì)量量與真值之差大小的程度。準(zhǔn)確度是精密度與正確度的綜合(zōnghé)表達(dá)。正確(zhèngquè)但不精密精密但不正確(zhèngquè)準(zhǔn)確第二十六頁，共33頁。二、測量不確定度表征合理賦予被測量之值的分散性、與測量結(jié)果相聯(lián)系的參數(shù)。是說明測量結(jié)果不可信程度的一個(gè)參數(shù)以標(biāo)準(zhǔn)差表示的測量不確定度，稱為標(biāo)準(zhǔn)不確定度。包括不確定度的A類評定(píngdìng)、不確定度的B類評定(píngdìng)和合成不確定度的評定(píngdìng)。第二十七頁，共33頁。誤差與不確定(quèdìng)度的區(qū)別（見表2-7）對同一個(gè)被測‘量’不論其測量程序、條件如何，測量結(jié)果相同的，其誤差相同；而在重復(fù)性條件下，則不同結(jié)果可有相同的不確定(quèdìng)度。第二十八頁，共33頁。第六節(jié)數(shù)據(jù)(shùjù)統(tǒng)計(jì)分析一、有限數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)處理數(shù)據(jù)集中趨勢(qūshì)的表示（1）算術(shù)平均值：

（2）中位數(shù)：數(shù)據(jù)分散程度的表示（1）極差：（2）平均偏差：

（3）標(biāo)準(zhǔn)偏差：第二十九頁，共33頁。二、顯著性檢驗(yàn)t檢驗(yàn)法和F檢驗(yàn)法三、離群(líqún)值的取舍Q檢驗(yàn)法第三十頁，共33頁。第七節(jié)抽樣(chōuyànɡ)一、總體、個(gè)體(gètǐ)和樣本二、統(tǒng)計(jì)量樣本均值、樣本方差、樣本標(biāo)準(zhǔn)差三、抽樣方法概率抽樣（簡單隨機(jī)抽樣、系統(tǒng)抽樣、分層抽