二級注冊計量師課件-第二章計量綜合知識

注冊計量師培訓

2012

第二章計量綜合知識

第二章計量綜合知識本章內容第一節(jié)量和單位第二節(jié)測量、計量第三節(jié)測量結果第四節(jié)測量儀器及其特性第一節(jié)量和單位

一、量和量值(一)量

1、量的概念量是指“現(xiàn)象、物體和物質可定性區(qū)別和定量確定的一種屬性?！爆F(xiàn)象：是指自然現(xiàn)象，包括人工控制條件下發(fā)生的自然現(xiàn)象。（附件1、自然現(xiàn)象）物體或物質：是天然的,也可以是經過加工的。（附件2天然、加工）定性區(qū)別：是指量在性質上的異同是可以識別的。定量確定：指量的可比較性。

計量學中的量指的是可以測量的量.可以測量的量可以是廣義量，也可以是特定量.廣義量:沒有特定載體和定義的量。如長度、質量(重量)、溫度、電流、時間等。特定量:特定載體和定義的量.如一個人的身高、一輛汽車的自重等。同種量:在計量學中把可直接相互進行比較的量稱為同種量。如寬度、厚度、周長、波長為同種量,量的種類屬于長度量。同類量:某些同種量組合在一起稱其為同類量.如功、熱量、能量等。

2、量的表示（1）量的符號①量的符號通常是單個拉丁字母或希臘字母，如面積的符號A，力的符號F，波長的符號等。②量的符號都必須用斜體，如質量m，電流I等。(量的符號與量的單位的符號不同，如質量：量的符號為m；單位的符號為kg。）

（2）量符號的下標①在某些情況下，不同量有相同的符號或對同一個量有不同的應用或要表示不同的值時，可采用下標予以區(qū)分。如電流與發(fā)光強度是兩個不同的量，電流用符號I表示，發(fā)光強度用Ix表示。又如:對于3個不同大小的長度，我們可以分別表示成

f1，f2，f3。②量的符號的下標：單個或多個字母、阿拉伯數(shù)字、數(shù)學符號、元素符合、化學分子式。下標字體的表示原則為：物理量的符號、表示變量、坐標和序號的字母作為下標時，下標字體用斜體(意大利體)字母，其他下標采用正體（羅馬體）。（附件3、一級P53，二級P41例如）

也就是說：下標符號可采用正體，也可采用斜體，但具體采用哪種字體，必須符合上述原則。

3、基本量和導出量計量學中的量，可分為基本量和導出量。基本量：“在給定量制中，約定地認為在函數(shù)關系上彼此獨立的量”

。例如在國際單位制中，基本量有7個，即長度、質量(重量)、時間、電流、熱力學溫度、物質的量和發(fā)光強度。導出量：“在給定量制中，由基本量的函數(shù)所定義的量”。導出量是通過基本量的相乘或相除得到的量。如國際單位制中的速度是導出量，它是由基本量長度除時間來定義的。導出量很多，如力、壓力、能量、電位、電阻、攝氏溫度、頻率等。

(二)量值1、量值的概念一個量的大小可以用量值來表示，量值“一般由一個數(shù)乘以計量單位(測量單位)所表示的特定量的大小。”如3米、15千克、30秒、20攝氏度、220伏等。其中3、15、30、20和220為數(shù)值，米、千克、秒、攝氏度和伏為計量單位。但要注意：一般要使量的數(shù)值保持在0.1-1000范圍以內。

2.量值的表達量值的正確表達，一個數(shù)乘以計量單位。如18

℃～20

℃、180

V～240

V，或(18～20)

℃、(180～240)V；不能表示為18～20

℃；180～240

V，因為18和180是數(shù)字，不能與量值等同使用。一張桌子的長度是1米。長度—物質的量，國際單位中基本量；1米—量值；1—數(shù)；米—計量單位。速度=長度（距離）/時間，速度—導出量。在量值表示時，有時會用ppm和ppb等表示數(shù)字量，它們不是單位符號，僅僅是英文縮寫詞，ppm表示百萬分之一，ppb表示億萬分之一?，F(xiàn)在國際上不提倡使用這種英文縮寫詞，ppm用代替。ppb用來代替。

二、量制量綱和無量綱量（二級P42）（一）量制量制是指“彼此間存著確定關系的一組量”。也是所有領域或某一個領域約定選取的基本量和導出量的特定組合。這些特定組合在一起的量，彼此存在確定關系，任何兩個量之間都可以直接或者間接地用一定的物理方程式相聯(lián)系。在科學技術領域中，使用著許多種量，所以出現(xiàn)了不同的量制。這里說的量是指一般的量，不是指“特定量”?！氨舜碎g存在確定關系”，是說這些量不是孤立的，而是通過一系列的物理方程式聯(lián)系在一起的，其中任何兩個量之間都直接或間接地存在著函數(shù)關系。量制亦稱量系，即量的體系或系統(tǒng)。不同學科有各自的量的體系，即量制。如力學量、熱學量、電磁學量、聲學量、光學量、化學量等量的分類，指的就是一些不完全相同的量制或量系。

量制實質上是各個科學領域中基本量和相應導出量的特定組合。簡言之，量制即基本量和導出量的總體。事實上，可以選取不同的量作為基本量。根據(jù)所選定的基本量的不同，就有不同的量制。例如力學領域在歷史上曾經有過的量制是：長度、質量、時間；長度、力、時間；長度、功、時間；長度、引力常數(shù)、時間。量制通常以基本量符號的組合作為特定量制的縮寫名稱，如基本量為長度(l)、質量(m)和時間(t)的力學量制的縮寫名稱為l、m、t量制。

(二)量綱

1、基本量的量綱“以給定量制中基本量的冪的乘積表示某量的表達式”稱為量綱。量綱都以大寫的正體拉丁字母和希拉字母表示。國際單位制中七個基本量的量綱：長度：L質量：M時間：T電流：I熱力學溫度：物質的量：N發(fā)光強度：J

2.量綱的表示量綱的符號為dim，對于任何一個量，它的量綱可以表示為：

式中，α、β、γ、δ、ε、ξ和稱為量綱指數(shù)?；玖康牧烤V的表示：如：長度的量綱；質量的量綱dimm=M

；時間的量綱；導出量如：速度的量綱（附件4、P64表2-4）

3、量和量綱之間的關系量綱僅表明量的構成，而不能充分說明量的內在聯(lián)系。在給定量制中：同種量的量綱一定相同。例如：如寬度、厚度、周長、波長為同種量，量綱都是L。具有相同量綱的量卻不一定是同種量。功和力矩的量綱相同，都是,但它們是完全不同性質的量。

4、量綱的意義(1)定性地表示量與量之間的關系，尤其是基本量和導出量之間的關系。通過量綱可得出任何一個量與基本量之間的關系。(2)檢驗量的表達式是否正確。如果一個量的表達式正確，則其等號兩邊的量綱必然相同，通常稱它為“量綱法則”,利用這個法則可用來檢查物理公式的正確性。案例P55D:\360data\重要數(shù)據(jù)\我的文檔\新建文件夾\第二章計量綜合知識\案例P55.docD:\360data\重要數(shù)據(jù)\我的文檔\新建文件夾\第二章計量綜合知識\21個導出單位的量綱.doc

(三)無量綱量

無量綱量：“在量綱表達式中，其基本量量綱的全部指數(shù)均為零的量”。如平面角、線應變、摩擦因數(shù)、折射率等。這些量并不是沒有量綱，而它的量綱指數(shù)皆為零。由于任何指數(shù)為零的量皆等于1,所以量綱為1的量，也就是無量綱量，無量綱量也稱為量綱為1的量。

三、計量單位和單位制(一)計量單位1.[計量]單位的概念為了定量表示同種量的大小，就必須選取一個其數(shù)值為1的特定量，以便作為比較的基礎。計量單位就是“為定量表示同種量的大小而約定地定義和采用的特定量。”計量單位的定義，特別是基本單位的定義，不是一成不變的，它隨著科學技術的進步和發(fā)展而重新定義，體現(xiàn)當代計量學的水平。參看P61計量單位的演變。二級P49

2、計量單位的符號（1）國際符號：每個計量單位都有規(guī)定的代表符號，為了方便世界各國統(tǒng)一使用，國際計量大會有統(tǒng)一的規(guī)定，并把它叫做國際符號。如在國際單位制中，長度計量單位米的符號是m,力的計量單位牛頓的符號為N；我國選定的非國際單位制單位噸的符號為t、平面角單位度的符號為(°)等。

（2）中文符號：計量單位的中文符號，通常由單位的中文名稱的簡稱構成。如電壓單位的中文名稱是伏特，簡稱為伏，則電壓單位的中文符號就是伏。

若單位的中文名稱沒有簡稱，則單位的中文符號用全稱，如攝氏溫度單位的中文符號為攝氏度。若單位由中文名稱和詞頭構成，則單位的中文符號應包括詞頭，如壓力單位的中文符號為千帕等。

附件7參看P61起表2-3、2-4、2-5、2-6；二級P48D:\360data\重要數(shù)據(jù)\我的文檔\新建文件夾\第二章計量綜合知識\附件7量的名稱.doc

3、計量單位與量值

同一個量可以用不同的計量單位表示：

1.2m=120cm=1200mm量的大小與所選擇的計量單位無關，即一個量的量值大小不隨計量單位的改變而改變。

量值因計量單位不同而表現(xiàn)形式各異。4、計量單位的選擇計量單位的單位量值選取多大，最初帶有一定的任意性。

計量的任務首先是要統(tǒng)一計量單位，并以法律來加以保證，規(guī)定它的量值，并盡可能與國際上廣泛采用的單位相一致。P86-87；二級P74-75

（二）基本單位和導出單位1、基本單位

在“給定量制中基本量的計量單位”稱為基本單位。在給定的量制中，基本量P51約定地認為是彼此獨立的，但相對應的基本單位并不都是彼此獨立的

2、導出單位

在“給定量制中導出量的計量單位”稱為導出單位。導出單位是由基本單位按一定的物理關系相乘或相除構成的新的計量單位。

（1）具有專門名稱的導出單位P64表2-4；二級P52（2）導出單位的構成導出單位的構成可以有多種形式:

①由基本單位和基本單位組成

如速度單位米/秒

②由基本單位和導出單位組成

如力的單位牛頓為千克·米/秒2，其中千克為基本單位，米/秒2為家速度單位，是導出單位。

③由基本單位和具有專門名稱的導出單位組成如：功、熱的單位焦耳為?！っ祝榫哂袑ｉT名稱的導出單位，米為基本單位。

④由導出單位和導出單位組成如電容單位法拉為庫/伏。庫倫和伏特均為導出單位。

3、一貫導出計量單位和倍數(shù)單位(1)一貫導出計量單位(二級無)“可由比例因數(shù)為1的基本單位冪的乘積表示的導出計量單位”稱為一貫導出計量單位，簡稱為一貫單位。在國際單位制中，全部導出單位都是一貫單位。如力的單位牛頓，1N=1kg·m·sˉ2；能的單位焦耳，1J=1N·m；電壓單位伏特，1V=1Ω·A等。

(2)倍數(shù)單位（分數(shù)單位）主單位：從同一種量的許多單位中選用某一個單位作為基礎，并賦予它獨立的定義，把這個單位叫它為主單位。如：米、千克、秒、安、牛、伏等。倍數(shù)單位：“按約定的比率，由給定單位構成的更大的計量單位”稱為倍數(shù)單位。如千米（km）、兆帕（MPa）等。

（分數(shù)單位：“按約定的比率，由給定單位構成的更小的計量單位,”稱為分數(shù)單位如毫伏（mV）、微瓦（μW）等）其中千（）、兆（）、毫（）微（）均為詞頭。k、M、m、μ為詞頭的國際符號，千、兆、毫、微為磁頭的中文符號）

國際單位制的構成將SI單位的十進倍數(shù)和分數(shù)單位，改成了SI單位的倍數(shù)單位，不再分倍數(shù)單位和分數(shù)單位，統(tǒng)稱為倍數(shù)單位。在實際選用倍數(shù)單位時，一般應使量的數(shù)值在0.1～1000范圍以內。如：0.00758m寫為7.58m。

15263Pa可寫成15.263kPa；8.91×s,可寫成89.1ns問？1000g能否寫成1kg？不能。應注意有效數(shù)字，應為1.000kg。

4、制外計量單位“不屬于給定單位制的計量單位”稱為制外計量單位，簡稱制外單位。例如:我國法定計量單位中，國家選定的非國際單位制單位，對國際單位制來講就是制外單位。如時間單位：分(min)、時(h)、天(d)等。

(三)計量單位制和國際單位制(SI)1、計量單位制

“為給定量制按規(guī)定規(guī)則確定的一組基本單位和導出單位”稱它為計量單位制，簡稱單位制。同一個量制可以有不同的單位制，因基本單位選取的不同，單位制也就不一樣。如米·千克·秒制（M·K·S）,厘米.克.秒制等2、一貫計量單位制（二級無）

“一貫計量單位制是指全部導出單位均為一貫單位的計量單位制，”簡稱一貫單位制，如國際單位制。

3、國際單位制(SI)

(1)米制的建立P58，二級P45

(2)國際單位制(SI)的形成P58，二級P46

（3）國際單位制的特點：P58，二級P45①統(tǒng)一性②簡明性③實用性④合理性⑤科學性⑥精確性⑦繼承性⑧通用性

(4)國際單位制的構成

SI基本單位（7個）

包括SI輔助單位在內的國際單位制SI導出單位具有專門名稱的SI導出單位（21個）

(SI)

組合形式的SI導出單位

SI單位的倍數(shù)單位（20個詞頭）

①SI基本單位國際單位制選擇了彼此獨立的七個量作為基本量，對每一個量分別定義了一個單位，稱為基本單位，表2-3SI基本單位見下表。

圓括號（）中的名稱，是它前面名稱的同義詞；方括號[]內的字，在不致混淆的情況下，可以省略?；玖康拿Q量的符號

單位名稱單位符號國際符號中文符號長度

l,h,r,x米

m米質量

m千克(公斤)

kg千克時間

t秒

s秒電流I,i安[培]

A安熱力學溫度

T開[爾文]

K開

物質的量

n，（v）摩[爾]

mol摩發(fā)光強度

Iv坎[德拉]cd坎(a)長度單位—米(m)P61，二級P49

米在真空中于(1/299792458)s的時間間隔內所經路徑的長度。人們最早認識和使用的一個物理量，經歷了四個階段。

(b)質量單位—千克(kg)

千克是質量單位，等于國際千克原器的質量。國際單位制中，惟一的實物基準。

(c)時間單位——秒(s)

秒是銫-133原子基態(tài)的兩個超精細能級之間躍遷相對應的輻射的919263l770個周期的持續(xù)時間(d)電流單位——安培(A)

“在真空中，截面積可忽略的兩根相距l(xiāng)m的無限長平行圓直導線內通以等量恒定電流時，若導線間相互作用力在每米長度上為2×10-7N，則每根導線中的電流為lA”。現(xiàn)在使用的安培定義是一個理論上的定義，難以復現(xiàn)（目前利用歐姆定律實現(xiàn)）。

(e)熱力學溫度單位——開爾文(K)

等于水三相點熱力學溫度的1/273.16。攝氏溫度（t）與熱力學溫度（T）的關系：

t=T-T0（T0=273.15K）(f)物質的量單位——摩爾(mol)

“是一個系統(tǒng)的物質的量，該系統(tǒng)中所包含的基本單元(原子、分子、離子、電子及其他粒子，或這些粒子的特定組合)數(shù)與0.012kg碳-12的原子數(shù)目相等”。摩爾是一個獨立的基本單位。(g)發(fā)光強度單位——坎德拉(cd)

是一光源在給定方向上的發(fā)光強度，該光源發(fā)出頻率為540×1012Hz的單色輻射，且在此方向上的輻射強度為(1/683)W/sr。

②SI導出單位SI導出單位是按一貫性原則，由SI基本單位通過相乘或相除形式表示的單位。SI導出單位由兩部分組成，一部分是包括SI輔助單位在內的具有專門名稱的SI導出單位。另一部分是組合形式的SI導出單位。

a)具有專門名稱的SI導出單位附件8P64表2-4；二級P52b)組合形式的SI導出單位P66；二級P54

D:\360data\重要數(shù)據(jù)\我的文檔\新建文件夾\第二章計量綜合知識\附件8、國際單位制中具有專門名稱的SI導出單位的定義.doc

c)SI單位的倍數(shù)單位SI單位的倍數(shù)單位是指由SI詞頭加在SI基本單位或SI導出單位的前面所構成的單位SI詞頭

附件9P66表2-5；二級P54D:\360data\重要數(shù)據(jù)\我的文檔\新建文件夾\第二章計量綜合知識\附件9用于構成十進倍數(shù)的SI詞頭.doc

（四）我國的法定計量單位1、什么叫法定計量單位“由國家法律承認、具有法定地位的計量單位”。我國《計量法》規(guī)定：國家實行法定計量單位制度，無論是哪個部門、哪個單位，只要在中國境內，人人都必須貫徹執(zhí)行。2、統(tǒng)一實行法定計量單位的意義(1）統(tǒng)一實行法定計量單位是進一步統(tǒng)一我國計量制度的重要決策。(2)統(tǒng)一實行法定計量單位是改革開放的需要。3、我國法定計量單位的特點結構簡單明了、科學性強、比較完善具體，但留有余地。

4、我國法定計量單位的構成：

我國《計量法》規(guī)定，我國的法定計量單位由兩部分單位組成：國際單位制計量單位和國家選定的其他計量單位。即：(1)國際單位制的基本單位；(2)國際單位制的輔助單位；(3)國際單位制中具有專門名稱的導出單位；(4)國家選定的非國際單位制單位附件10P68表2-6；二級P56(5)由以上單位構成的組合形式的單位；(6)由國際單位制詞頭和以上單位所構成的十進倍數(shù)和分數(shù)單位。

國家選定的非國際單位制單位D:\360data\重要數(shù)據(jù)\我的文檔\新建文件夾\第二章計量綜合知識\附件10、國家選定的非國際單位制單位.doc

5、我國法定計量單位的使用貫徹執(zhí)行我國法定計量單位必須注意法定計量單位的名稱、單位和詞頭符號的正確讀法和書寫、正確使用單位和詞頭。(1)法定計量單位的名稱法定計量單位的名稱是指單位的中文名稱，它分為全稱和簡稱。在使用時，把其中的方括號內的字省略掉即為該單位的簡稱。如力的單位全稱叫牛頓，簡稱為牛；對沒有方括號的(即沒有簡稱的)單位名稱，就只能用全稱。如攝氏溫度的單位為攝氏度，不能叫度；使用單位簡稱的作用有兩個，一是在不致混淆的場合下，簡稱等效于它的全稱，使用方便；二是簡稱被規(guī)定作為單位的中文符號使用。

法定計量單位名稱的使用方法如下：D:\360data\重要數(shù)據(jù)\我的文檔\新建文件夾\第二章計量綜合知識\附件11、法定計量單位名稱的使用方法如下.doc

(2)法定計量單位和詞頭的符號(P66，二級P54）法定計量單位和詞頭的符號的使用方法如下：附件12D:\360data\重要數(shù)據(jù)\我的文檔\新建文件夾\第二章計量綜合知識\附件12、法定單位和詞頭的符號的使用方法如下.doc(3)法定計量單位和詞頭的使用規(guī)則(P70，二級P58)法定計量單位和詞頭的使用規(guī)則如下：附件13D:\360data\重要數(shù)據(jù)\我的文檔\新建文件夾\第二章計量綜合知識\附件13、法定計量單位和詞頭的使用規(guī)則如下.doc(4)應廢除的和錯誤的或不恰當?shù)挠嬃繂挝慌e例應廢除的常用計量單位與法定計量單位的換算舉例見P76表2-7。錯誤的或不恰當?shù)挠嬃繂挝慌e例見P77表2-8。6、我國法定計量單位的實施要求（P77，二級P65）略7、我國法定計量單位的適用范圍（P77，二級P65）略8、部分非法定計量單位與法定計量單位的換算舉例略過去較為常用的部分非法定計量單位與法定計量單位的換算舉例見P78表2-9。練習題21第二節(jié)測量、計量（二級P69）一、測量二、計量三、計量學四、計量在國民經濟和社會生活中的地位一、測量（一）測量概述：“以確定量值為目的的一組操作?！保?）測量是一種操作，操作的方式在定義中沒有做具體規(guī)定，它既可以是一項復雜的物理實驗活動；也可以是一種簡單的動作。（2）這里強調是“一組操作”，說明測量是指操作的全過程，測量本身是一個過程，即包括從確定被測的量開始，選定測量原理和測量方法，選用測量儀器，規(guī)定測量程序、控制影響量的取值范圍，進行實驗和計算、直至獲得和報告具有適當不確定度的測量結果。（3）該組操作的目的（即測量的目的）在于確定被測對象量值的大小。在計量學中測量既是核心的概念，又是研究的對象。所以，人們把測量有時也稱為計量，例如把測量單位稱為計量單位，把測量標準稱為計量標準等。

1.測量過程測量活動是一個過程。所謂“過程”是指“一組將輸入轉化為輸出的相互關聯(lián)或相互作用的活動”。測量過程的三個要素是：①輸入:確定被測量及對測量的要求；②測量活動：對所需要的測量進行策劃，從測量原理、測量方法到測量程序；配備資源，包括適宜的且具有溯源性的測量設備，選擇和確定具有測量能力的人員，控制測量環(huán)境，識別測量過程中影響量的影響，實施測量操作；③輸出：按輸入的要求給出測量結果，出具證書和報告。

2.測量原理測量原理是指“測量的科學基礎”。指測量所依據(jù)的自然科學中的定律、定理和得到充分理論解釋的自然效應等科學原理。例如：力的測量中應用的牛頓第二定律電學測量中應用的歐姆定律溫度測量中應用的熱電效應質量測量中應用的杠桿原理

3.測量方法測量方法是指“進行測量時所用的，按類別敘述的一組操作邏輯次序。”測量方法是測量原理的實際應用。常用的測量方法：（1）直接測量法和間接測量法。直接測量法:不必去測量與被測量有函數(shù)關系的其它量，而能直接得到被測量值的一種測量方法。（長度、質量）

間接測量法:通過測量與被測量有函數(shù)關系的其它量，得到被測量值的一種測量方法。（面積）（2）基本測量法和定義測量法。基本測量法:通過對一些有關基本量的測量，以確定被測量值的測量方法。定義測量法根據(jù)量的單位定義來確定該量的一種測量法。

（3）直接比較測量法和替代測量法。直接比較測量法:將被測量的量值直接與己知其值的同一種量相比較的測量方法。（量具）

替代測量法:將選定的且已知其值的同種量替代被測量，使在指示裝置上得到相同效應以確定被測量值的一種測量方法

。（砝碼）

（4）微差測量法和符合測量法。微差測量法:將被測量與同它只有微小差別的已知同種量相比較，通過測量這兩個量值間的差值以確定被測量值的一種測量方法（量塊）符合測量法:用觀察某些標記或信號相符合的方法，來測量出被測量值與作為比較標準用的同一種已知量值之間微小差值的一種測量方法（卡尺）（5）補償測量法和零值測量法。補償測量法:測量過程作這樣安排，使一次測量中包含有正向誤差，而在另一次測量中包含有負向誤差，因此，測量結果中大部分誤差能互相補償而消去，這種方法稱為補償測量法。（電學）

零值測量法:調整已知其值的一個或幾個與被測量有己知平衡關系的量，通過平衡原理確定被測量值的一種測量方法。（電位差計）按測量的特點、方式，測量又可分為接觸測量和非接觸測量，動態(tài)測量和靜態(tài)測量，模擬測量和數(shù)字測量，手動測量和自動測量等。

4.測量程序測量程序是指“進行特定測量時所用的，根據(jù)給定的測量方法具體敘述的一組操作”。測量原理、測量方法、測量程序是實施測量的三個重要因素。測量原理是實施測量過程中的科學基礎，測量方法是測量原理的實際應用，測量程序是測量方法的具體化。

5.測量資源的配備和測量影響量的控制測量資源包括測量人員、測量所需的測量儀器及其配套設備、測量所需的環(huán)境條件及設施、測量方法的規(guī)范、規(guī)程或標準以及有關文件。影響量：“不是被測量但對測量結果有影響的量”，對測量中明顯影響測量結果的環(huán)境條件及其它各種因素，要采取控制措施。6.測量結果測量結果是測量過程的輸出，是經過測量所得到的被測量的值，完整的測量結果應當包括關于測量不確定度信息，必要時還應說明有關影響量的取值范圍。

（二）測量的作用1、測量是科學技術的基礎2、測量是發(fā)展生產的重要手段3、測量也是掌握物資財富和動力資源的數(shù)量，以及經濟合理地使用這些財富，減少能源和材料消耗的重要手段4、測量可以維護社會經濟秩序，確保國內和國際上貿易活動的正常進行。5、測量是人們生活中所不可缺少的重要環(huán)節(jié)

二、計量（一）計量概述計量是“實現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準確可靠的活動?！?。測量是“以確定量值為目的的一組操作?！保ǘ┯嬃康陌l(fā)展1、古代計量2、近代計量：1875年“米”制公約的簽訂。3、現(xiàn)代計量：1960年通過并建立國際單位制。

（三）計量的特點計量具有“準確性、一致性、溯源性、法制性”四個特點。

1、準確性。是計量的基本特點，量值的“準確”，是指在一定的不確定度、誤差極限或允許誤差范圍內的準確。只有測量結果量值的準確，計量才具有一致性，測量結果才具有使用價值，才可能為社會提供計量保證。

2、一致性。計量的基本任務是保證單位的統(tǒng)一與量值的一致，因此一致性是計量最基本的特性。計量單位統(tǒng)一和單位量值一致是計量一致性的二個方面，單位統(tǒng)一是量值一致的前提，量值一致是指量值在一定不確定度內的一致，是在統(tǒng)一計量單位的基礎上，無論在何時、何地，采用何種方法，使用何種測量儀器，以及由何人測量，只要符合有關的要求，其測量結果就應在給定的區(qū)間內一致。也就是說，測量結果應是可重復、可再現(xiàn)（復現(xiàn)）、可比較的。3、溯源性。為了實現(xiàn)量值一致。溯源性是開展計量活動，確保單位統(tǒng)一和量值準確可靠的重要途徑。溯源性指任何一個測量結果或計量標準的量值，都應能通過一條具有規(guī)定不確定度的連續(xù)比較鏈，與計量基準聯(lián)系起來。

4、法制性。確保計量單位的統(tǒng)一，免受不準確、不誠實的測量帶來的危害，以維護國家和消費者的權益，通過法制來實現(xiàn)的。

計量不同于一般的測量。測量是為了確定量值而進行的全部操作，一般不具備也不必具備計量的法制性。所以，計量包括測量而又高于一般的測量。

（四）計量的分類計量話動涉及到社會的各個方面，按計量的社會功能，國際上把計量大致分為三個組成部分，即法制計量、科學計量、工業(yè)計量（又稱工程計量），分別代表以政府為主導作用的計量社會事業(yè)、計量的基礎和計量應用三個方面。

1、法制計量法制計量是指“計量的一部分，即與計量法定計量機構所執(zhí)行工作有關的部分，涉及到計量單位、測量方法、測量設備和測量實驗室的法定要求。”

法制計量內容主要包括：計量立法、統(tǒng)一計量單位、有關測量方法、計量器具和測量結果的控制、有關法定計量技術機構及測量實驗室管理等。

法制計量是政府行為，是政府的職責。

2、科學計量它是指基礎性、探索性、先行性的計量科學研究，通常用最新的科技成果來精確的定義與實現(xiàn)計量單位，并為最新的科技發(fā)展提供可靠的測量基礎。

主要任務：計量單位與單位制的研究、計量基準與標準的研制、物理常數(shù)與精密測量技術的研究、量值傳遞和量值溯源系統(tǒng)的研究、量值比對方法與測量不確定度的研究。

3、工業(yè)計量工業(yè)計量也稱為工程計量。一般是指工業(yè)、工程、生產企業(yè)中的實用計量也可以稱為工程計量、應用計量。三、計量學（一）計量學概述計量學：研究測量理論和實踐的綜合性科學計量學是“關于測量的科學”

（二）計量學的范圍

按專業(yè)按不同被測對象量分為十大類計量：幾何量計量、熱學計量、力學計量、電磁學計量、電子學計量、時間頻率計量、電離輻射計量、聲學計量、光學計量、化學計量。

（二）計量學的范圍

1、幾何量計量（習慣上又稱長度計量）：基本參量是長度和角度。按項目包括：線紋計量、端度計量、線脹系數(shù)、大長度計量、角度計量、表面粗糙度、齒輪、螺紋、面積、體積等計量；也包括形位參數(shù)：圓度、平面度、垂直度、同軸度、平行度、對稱度等計量；以及空間坐標計量、納米計量等。2、熱學計量主要包括溫度計量和材料的熱物性計量。3、力學計量包括：質量計量、容量計量、力值計量、壓力、真空計量、流量計量、密度計量、轉速計量、扭矩計量、振動和沖擊計量、重力加速度等計量

4、電磁學計量包括：直流和1MHz以下交流的阻抗和電量、精密交直流測量儀器儀表、摸數(shù)/數(shù)摸轉換技術和交流、直流比例技術、磁學量、磁性材料和磁記錄材料、磁測量儀器儀表以及量子計量等、交直流電壓、交直流電流、電能、電阻、電容、電感、電功率等計量。磁學計量包括：磁通、磁矩、磁感應強度等磁學量的計量。5、電子學計量（又稱無線電計量）包括電壓、電流、場強、功率、電場強度、磁場強度、功率通量密度、頻率、波長、波形參數(shù)、脈沖參量、失真、調制度（調幅、調頻、調相）、頻譜參量、噪聲等、電路參量（電阻、電導、電抗、電納、電感、電容）、反射參量（阻抗、電壓駐波比、反射系數(shù)、回波損失）、傳輸參量（衰減、相位移、增益、時延）以及電磁兼容性等6、時間頻率計量包括時刻計量和時間間隔計量、各種頻率標準（簡稱頻標）、晶體振蕩器和頻率源的頻率7、電離輻射計量開展對標準輻射源、醫(yī)用輻射源、活度計、Χ、γ譜儀、比釋動能測量儀、劑量計、照射量計、注量測量儀、電離輻射防護儀等測量儀器的檢定和校準。8、聲學計量聲學計量包括超聲、水聲、空氣聲的各項參量的計量，聲壓、聲強、聲功率是其主要參量，還包括聲阻、聲能、傳聲損失、聽力等計量。9、光學計量光學計量包括自紅外、可見光到紫外的整個光譜波段的各種參量的計量10、化學計量包括燃燒熱、酸堿度、電導率、黏度、濕度、基準試劑純度等計量

四、計量在國民經濟和社會活動中的地位和作用（一）計量與科學技術（二）計量與生產（三）計量與維護社會經濟秩序（四）計量與貿易（五）計量與環(huán)境保護（六）計量與節(jié)能（七）計量與國防（八）計量與人民生活（九）計量與文化體育第三節(jié)測量結果（二級P86）一、被測量及影響量二、量的真值和約定真值三、測量結果四、描述測量結果的術語一、被測量及影響量

(一)被測量：被測量是指“作為被測對象的特定量”。受測量的量稱為被測量。也就是我們想要測量的量。（1）要測量的是什么量，這是測量時必須搞清楚的。測量時，要知道被測對象的特定量是什么也就是我們通常要對被測量進行定義。被測量的定義或技術說明還包括對測量有影響的有關影響量進行說明，其詳細程度是隨所要求的測量準確度而定的。參看P99（例：導體20℃、1Hz時的電阻）（2）注意，測量有時會改變研究中的現(xiàn)象、物體或物質，此時實際受到測量的量可能不同于想要測量的被測量。（3）被測量可以是物理量，還可以是化學量、生物量等（二）影響量：“不是被測量但對測量結果有影響的量”。如測量量塊長度時，環(huán)境溫度不同，測出的數(shù)據(jù)會不同，溫度是影響量。

二、量的真值和約定真值二級P87（一）真值真值指是：“與給定的特定量的定義一致的值”。或說與被測量的定義一致的量值稱為真值。1、量的真值只有通過完善的測量才能獲得。2、真值按其本性是不確定的。3、與給定特定量定義一致值不一定只有一個。4、在基本常量特殊情況下，可被認為具有一個單一的真值

（二）約定真值約定真值是指：“對于給定目的具有適當不確定度的、賦予特定量的值”。

1、由于真值不知道，實際計量中用約定真值代替真值。

2、約定真值僅是真值的估計值，是具有不確定度的。如阿伏伽德羅常數(shù)值、標準自由落體加速度（以前稱重力加速度）、約瑟夫遜常量等。P100，二級P188

三、測量結果measurementresult：測量結果是指：“由測量所得到的賦予被測量的量值”。1、在新版國際計量學名詞術語中測量結果是：“由測量所得到的賦予被測量的量值及其有關的信息”。測量結果僅是被測量的估計值，其可信程度由測量不確定度來定量表示。通常情況下，測量結果表示為一個被測量的估計值及其測量不確定度，必要時還要給出不確定度的置信水平、自由度等的說明，這樣才是完整的表述。2、單次測量的結果稱觀測值或測得值或稱測量值。通常情況下，測量結果是多次測量的算術平均值及該算術平均值的測量不確定度。

測量結果有以下兩種情況：（1）未修正結果：系統(tǒng)誤差修正前的測量結果。（2）已修正結果：系統(tǒng)誤差修正后的測量結果。必要時，對給出的測量結果應說明是未修正結果還是已修正結果。四、描述測量結果的術語（一）測量誤差（measurementerror）1、測量誤差的應用測量誤差定義為“測量結果減去被測量的真值”。實際工作中測量誤差又簡稱誤差。一般情況下，由于真值未知，測量誤差是未知的，測量誤差是一個概念性術語。無論測量標準的標準值還是其它約定值，實際上都是存在不確定度的，獲得的只是測量誤差的估計值。

給出測量誤差時必須注明誤差值的符號，當測量值大于參考值時為正號，反之為負號。獲得測量誤差估計值的目的通常是為得到測量結果的修正值。

測量誤差不應與測量中產生的錯誤和過失相混淆。測量中的過錯常稱為“粗大誤差”或“過失誤差”，它不屬于測量誤差定義的范疇。測量儀器的特性是用“示值誤差”、“最大允許誤差”、“準確度等級”等術語表示，不要與測量結果的測量誤差相混淆。由誤差的定義可知，誤差表示的是一個量而不是一個區(qū)間或范圍；只有知道測量結果以及真值（或約定真值）后才能得到誤差；誤差只能通過測量才能得到，僅僅通過分析和評定得到的不可能是誤差。絕對誤差：測量誤差的估計值是測量值偏離參考量值的程度，通常情況是指絕對誤差。

△x=x-x0相對誤差：需要時用相對形式表示，即用絕對誤差與被測量值之比表示，δx=△x/x0。相對誤差常用百分比或指數(shù)冪表示。如0.1%、1×10-6。有時也用帶相對單位的比值表示。以測量范圍為(0-100)V的電壓表為例，若某測量點的示值為10V，標準值為10.01V，則絕對誤差：△=10V-10.01V=-0.01V相對誤差：δ=-0.01V/10.01V=-0.1%

2、測量誤差的分類測量誤差包括系統(tǒng)誤差和隨機誤差兩類不同性質的誤差。（1）系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差是指：“在重復性條件下，對同一被測量進行無窮多次測量所得結果的平均值與被測量真值之差”。系統(tǒng)誤差是在重復測量中保持恒定不變或按可預見的方式變化的測量誤差的分量。①系統(tǒng)誤差的參考量值是真值。因此系統(tǒng)誤差是一個概念性的術語。當用測量不確定度可忽略不計的測量標準的標準值，或是約定值作為參考量值時，可得到系統(tǒng)誤差的估計值。②系統(tǒng)誤差的來源可以是已知的或未知的，對已知的來源，如果可能，可以從測量方法上采取各種措施予以減小或消除。

③對于已知的系統(tǒng)測量誤差可以采用修正來補償。由系統(tǒng)誤差估計值可以求得修正值或修正因子，從而得到已修正的測量結果。但由于參考量值是有不確定度的，因此由系統(tǒng)誤差估計值得到的修正值也是有不確定度的。

（2）隨機誤差隨機誤差是指：“測量結果與在重復性條件下對同一被測量進行無窮多次測量所得結果的平均值之差”。隨機誤差是在重復測量中按不可預見的方式變化的測量誤差的分量。①隨機誤差的參考量值是對同一個被測量由無窮多次重復測量得到的平均值（即期望值）。

②一組重復測量的隨機誤差形成一種分布，該分布可以用方差描述，并具有為零的期望值。（對稱性、有界性、單峰性）③隨機誤差是由影響量的隨機時空變化所引起，他們導致重復測量中數(shù)據(jù)的分散性。④隨機誤差等于測量誤差減系統(tǒng)測量誤差。由于不可能進行無窮多次測量，因此定義的隨機誤差是得不到的，隨機誤差是一個概念性的術語；不要用隨機誤差來定量描述測量結果。誤差、系統(tǒng)誤差和隨機誤差的關系：由系統(tǒng)誤差和隨機誤差的定義，可得：誤差=測量結果–真值

=測量結果–總體均值+總體均值–真值

=隨機誤差+系統(tǒng)誤差

Δ=δ+ε誤差是隨機誤差和系統(tǒng)誤差的代數(shù)和誤差合成都應采用代數(shù)相加的方法

概率密度f(x)

測量結果

誤差

真值

系統(tǒng)誤差

隨機誤差

測得值的概率

密度分布曲線誤差=測量結果-真值

=系統(tǒng)誤差+隨機誤差系統(tǒng)誤差=均值-真值隨機誤差=測量結果-均值

總體均值

測得值

3、測量誤差的修正當已知測量誤差時可以對測量結果進行修正。

“用代數(shù)法與未修正測量結果相加，以補償其系統(tǒng)誤差的值”稱修正值。

修正值等于負的系統(tǒng)誤差估計值，即與估計的系統(tǒng)誤差大小相等符號相反。

由于系統(tǒng)誤差的估計值是有不確定度的，因此修正不可能消除系統(tǒng)誤差，只能一定程度上減小系統(tǒng)誤差。

已修正的測量結果即使具有較大的不確定度，但可能已十分接近被測量的真值（即誤差很?。Ｒ虼?，不應把測量不確定度與已修正測量結果的誤差相混淆。如果系統(tǒng)誤差的估計值很小，而修正引入的不確定度很大，就不值得修正。此時往往將系統(tǒng)影響量對測量結果的影響按B類評定方法評定其標準不確定度分量。

修正除了用修正值外還可以采用其他方式，如為補償系統(tǒng)誤差可以在未修正測量結果上乘一個因子，該因子稱修正因子。也可以用修正曲線或修正值表。

（二）測量結果的重復性和復現(xiàn)性（P103，二級P90

）1.測量結果的重復性：“在相同條件下，對同一被測量進行多次連續(xù)測量所得結果之間的一致性”。2.測量結果的復現(xiàn)性：“在改變了的測量條件下，同一被測量的測量結果之間的一致性”。（三）測量準確度

測量準確度定義為：“測量值與被測量的真值之間的一致程度”。

是對測量結果的一個概念性或定性描述，在文字敘述中使用，但不給出量值。測量準確度作為定性描述，只有高低之分，沒有數(shù)值大小之分。（P103，二級P90

）

（四）測量不確定度P104二級P911、測量不確定度的概念和作用測量不確定度定義：“表征合理賦予被測量之值的分散性,與測量結果相聯(lián)系的參數(shù)”。①測量不確定度是一個說明給出的測量結果的不可確定程度和可信程度的參數(shù)。是一個與測量結果在一起的參數(shù)，在測量結果的完整表述中應該包括測量不確定度。只有測量結果才有不確定度。案例四儀器本身沒有不確定度，只有用儀器得到的測量結果才有不確定度；測量儀器應該用其他的參數(shù)來描述，例如示值誤差，或最大允許誤差。測量不確定度不說明測量結果是否接近真值，而是說明測量值分散性的參數(shù)。②分散性不確定度是一個分散性，因此不確定度表示一個區(qū)間或范圍。這是不確定度和誤差之間最大的差別。誤差表示一個差值，不確定度表示一個區(qū)間或范圍表征合理賦予被測量之值的分散性與測量結果相關聯(lián)的參數(shù).③賦予測量不確定度是測量者賦予測量結果的，因此測量不確定度與人的經驗及知識水平有關。④合理定義中的“合理”是指應該考慮各種因素對測量的影響所作的修正，特別是測量應處于統(tǒng)計控制過程中。即測量應在重復性條件或復現(xiàn)性條件下進行。

(1)引出術語“測量不確定度”的出發(fā)點是用來描述測量結果的。測量不確定度是一個說明給出的測量結果的不可確定程度和可信程度的參數(shù)。例如：當?shù)玫綔y量結果為：m=500g，U=1g(k=2)；我們就可以知道被測對象的重量為(5001)g，測量結果不可確定的區(qū)間是499g~501g，在該區(qū)間內的置信水平（即可信程度）約為95%。這樣的測量結果比僅給500g給出了更多的可信度信息。(2)測量不確定度是說明測量值分散性的參數(shù)。測量不確定度不說明測量結果是否接近真值，而是說明測量值分散性的參數(shù)。由于測量的不完善和人們的認識不足，測量值是具有分散性的。這種分散性有兩種情況：①由于各種隨機性因素的影響，每次測量得到的值不是同一個值，而是以一定概率分布分散在某個區(qū)間內的許多值；②雖然有時實際上存在著一個恒定不變的系統(tǒng)性影響，但由于我們不知道其值，也只能根據(jù)現(xiàn)有的認識，認為它以某種概率分布存在于某個區(qū)間內，可能存在于區(qū)域內的任意位置，這種概率分布也具有分散性。(3)為了表征測量值的分散性，測量不確定度用標準偏差表示。因為在概率論中標準偏差是表征隨機變量或概率分布分散性的特征參數(shù)。為了定量描述，實際上是用標準偏差的估計值來表示測量不確定度的，所以稱為標準不確定度。實際使用中,希望知道包含測量結果的區(qū)間，因此規(guī)定測量不確定度也可用標準偏差的倍數(shù)或說明了置信水平（包含概率）的區(qū)間半寬度表示。測量不確定度表示為區(qū)間半寬度時稱為擴展不確定度。

(4)不同場合下測量不確定度術語的表述不同：①不帶形容詞的“測量不確定度”用于一般概念和定性描述，可以簡稱“不確定度”；②帶形容詞的測量不確定度，如：標準不確定度、合成標準不確定度和擴展不確定度，用于在不同場合對測量結果的定量描述。

(5)標準不確定度有兩類評定方法測量不確定度是由多個分量組成的，用標準偏差表示的不確定度分量的評定方法分為兩類：①A類評定：根據(jù)一系列測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分布估算標準偏差估計值的評定方法稱為測量不確定度的A類評定方法，用A類評定得到的標準不確定度分量用實驗標準偏差表征，符號為uA

。②B類評定：用基于經驗或有關信息假設的概率分布（先驗概率分布）來估計標準偏差的評定方法稱為測量不確定度的B類評定方法，用B類評定得到的標準不確定度分量也用估計的標準偏差表征，符號為uB

(6)不確定度不按系統(tǒng)或隨機的性質分類。因為系統(tǒng)性和隨機性在不同的情況下是可以轉換的。例如：某標準電阻的阻值的不確定度在批量生產時具有隨機性，而到用戶手里就成系統(tǒng)性的了，所以不確定度不按性質分類。在需要說明不確定度分量的性質時，可表述為“由隨機效應導致的測量不確定度”或“由系統(tǒng)效應導致的測量不確定度”。2、標準不確定度、合成標準不確定度、擴展不確定度(1)標準不確定度

“以標準偏差表示的測量不確定度稱標準不確定度”。它不是由測量標準引起的不確定度，而是指不確定度由標準偏差的估計值表示，表征測量值的分散性。標準不確定度用符號u表示。標準不確定度分量：測量結果的不確定度往往由許多來源引起，對每個不確定度來源評定的標準偏差，稱為標準不確定度分量，用ui表示。標準不確定度分量按評定方法分為：A類標準不確定度uA和B類標準不確定度uB

。(2)合成標準不確定度

合成標準不確定度是指：“當測量結果由若干其它量的值求得時，按其他各量的方差或（和）協(xié)方差的算得的標準不確定度”。即由各標準不確定度分量合成得到的標準不確定度為合成標準不確定度。合成的方法稱為測量不確定度傳播律。合成標準不確定度用符號uc表示。合成標準不確定度仍然是標準偏差，它是測量結果標準偏差的估計值，它表征了測量結果的分散性。合成標準不確定度的自由度稱為有效自由度，用eff表示，它表明所評定的uc的可靠程度。合成標準不確定度也可用uc(y)/y相對形式表示，必要時可以用符號ur或urel表示。（3）擴展不確定度是指“確定測量結果的區(qū)間的量，合理賦予被測量之值的分布的大部分可望含于此區(qū)間”。擴展不確定度是將合成標準不確定度uc擴展了k

倍得到的，即：

U=kuc。說明具有規(guī)定的包含概率（置信水平）為P的擴展不確定度時，可以用UP表示。（P105，二級P93）

4、測量誤差與測量不確定度的區(qū)別區(qū)別1：定義測量誤差表明測量結果偏離真值的多少，是一個差值。測量不確定度表明被測量之值的分散性，是一個區(qū)間。用標準偏差，標準偏差的倍數(shù)，或說明了置信水準的區(qū)間的半寬度來表示。區(qū)別2：分類測量誤差按出現(xiàn)于測量結果中的規(guī)律，分為隨機誤差和系統(tǒng)誤差兩類，它們都是無限多次測量的理想概念。測量不確定度按是否用統(tǒng)計方法求得，分為A類評定和B類評定兩種評定方法。它們都以標準不確定度表示。評定中，一般不必區(qū)分其性質。應表述為“由隨機效應或系統(tǒng)效應引入的不確定度分量”區(qū)別3：可操作性測量誤差由于真值未知，往往不能得到測量誤差的值。當用約定真值代替真值時，可以得到測量誤差估計值。測量不確定度可以由人們根據(jù)實驗、資料、經驗等信息進行評定，從而可以定量確定測量不確定度的值。區(qū)別4：數(shù)值符號測量誤差非正即負，不能用正負()號表示。測量不確定度是一個無符號的參數(shù)，當由方差求得時，取其正平方根。區(qū)別5：合成方法測量誤差各誤差分量的代數(shù)和。測量不確定度當各分量彼此獨立時用方和根法進行合成，否則應考慮加入相關項。區(qū)別6：結果修正測量誤差已知系統(tǒng)誤差的估計值時，可以對測量結果進行修正，得到已修正的測量結果。測量不確定度不能用測量不確定度對測量結果進行修正。對已修正測量結果進行不確定度評定時，應考慮修正不完善引入的不確定度分量。區(qū)別7：結果說明測量誤差客觀存在的，不以人的認識程度而轉移。誤差屬于給定的測量結果，相同測量結果具有相同的誤差，而與得到該測量結果的測量儀器和測量方法無關。測量不確定度與人們對被測量、影響量、以及測量過程的認識有關。合理賦予被測量的任一個值，均具有相同的測量不確定度。僅給出了測量結果可信程度的信息。第四節(jié)測量儀器及其特性（二級P96）一、測量儀器（計量器具）二、測量儀器的特性

一、測量儀器（計量器具）（一）測量儀器及其作用

1、測量儀器是指“單獨地或連同輔助設備一起用以進行測量的器具”。測量儀器的特點是：（1）用于測量，獲得被測對象量值的大小。（2）具有多種形式，可以單獨或連同輔助設備一起使用。（3）本身是一種器具或一種技術裝置，是一種實物。測量儀器稱為計量器具，即計量器具是測量儀器的同義語。

2、測量儀器的作用（1）是人們從事測量獲得測量結果的重要手段和工具，它是測量的基礎，是從事測量的重要條件。（2）計量器具又是復現(xiàn)單位、實現(xiàn)量值傳遞和量值溯源的重要手段。

(3)計量器具又是實施計量法制管理的重要工具和手段。

(4)計量器具又是開展科學研究從事生產活動不可缺少的重要工具和手段。

（二）實物量具、測量系統(tǒng)和測量設備

1.實物量具（materialmeasure）:“使用時以固定形態(tài)復現(xiàn)或提供給定量的一個或多個已知值的器具”。特點：（1）本身直接復現(xiàn)或提供了單位量值如量塊、線紋尺本身就復現(xiàn)了長度單位（2）在結構上一般沒有測量機構如砝碼、標準電阻只是一個復現(xiàn)單位量值的一個實物（3）由于沒有測量機構，在一般情況下，如果不依賴其他配套的測量儀器，就不能直接測量出被測量值。如量塊配干涉儀，光學計，砝碼配天平。

量具本身所復現(xiàn)的量值，通常用標稱值表示。量具按其復現(xiàn)或提供的量值看，又可以分為單值量具和多值量具。量具從工作方式來分，可以分為從屬量具和獨立量具。

標準物質即參考物質,按定義均屬于測量儀器中的實物量具。

2.測量系統(tǒng)（measuringsystem）測量系統(tǒng)是指“組裝起來以進行特定測量的全套測量儀器及其配套設備”。（P110，二級P98）3．測量設備測量設備是指“測量儀器、測量標準、標準物質、輔助設備以及進行測量所必須的資料的總稱?！保≒111，二級P98）測量設備的特點：

(1)概念的廣義性。

(2)內容的擴展性。

(3)測量設備不僅是指硬件還有軟件、進行測量所必須的資料等。測量設備是一個總稱，它比測量儀器或測量系統(tǒng)的含意更為廣泛。

(三)測量儀器的分類按結構、功能、作用、性質或不同專業(yè)，分類的方法很多，按其結構和功能可分為：指示式或顯示式測量儀器記錄式測量儀器累計式測量儀器積分式測量儀器模擬式測量儀器或模擬式指示儀器數(shù)字式測量儀器或數(shù)字式指示儀器。1．指示式或顯示式測量儀器能“顯示示值的測量儀器”。2.記錄式測量儀器指“提供示值記錄的測量儀器”。3．累計式測量儀器指“通過對來自一個或多個源中，同時或依次得到的被測量的部分值求和，以確定被測量值的測量儀器?！彼菫榱双@得被測量在一段時間間隔內的累計值，即被測量值求和的測量儀器。4．積分式測量儀器指“通過一個量對另一個量積分，以確定被測量值的測量儀器。”有些被測量按其定義或實際性質本來就是一個積分量。累計式測量儀器，如果將分量量值設法加以足夠的細分，也就成了積分式測量儀器。5．模擬式測量儀器或模擬式指示儀器指“其輸出或顯示為被測量或輸入信號連續(xù)函數(shù)的測量儀器。”從測量儀器輸出或顯示的形式分類。6．數(shù)字式測量儀器或數(shù)字式指示儀器它是指“提供數(shù)字化輸出或顯示的測量儀器?！?/p>

(四)測量鏈、測量傳感器、檢測器、敏感器1.測量鏈（measuringchain）：指“測量儀器或測量系統(tǒng)的系列單元，由它們構成測量信號從輸入到輸出的通道。”是測量儀器或測量系統(tǒng)從測量信號輸入到輸出所形成的一個通道，這一通道由一系列單元組成。如一個壓力表的機械測量鏈，由波登管、機械傳動系統(tǒng)和刻度盤構成。

2．測量傳感器（measuringtrasducer）測量傳感器是指“提供與輸入量有確定關系的輸出量的器件。”作用：將輸入量按照確定的對應關系變換成易測量或處理的另一種量，或大小適當?shù)耐环N量再輸出。通常，測量傳感器的輸入量就是被測量。

有時提供與輸入量有給定關系的輸出量的器件，并不直接作用于被測量，而是測量儀器的通道中間的某個環(huán)節(jié)或是測量儀器本身內部的某一部件，則稱為測量變換器；如輸入與輸出為同種量，亦稱為測量放大器；輸出量為標準信號的傳感器稱為變送器（如溫變、壓變）。通常，測量傳感器的輸入量就是被測量。傳感器的分類：見P114，二級P101

3．檢測器檢測器指“用于指示某個現(xiàn)象的存在而不必提供有關量值的器件或物質”。檢測器的用途是為了指示某個現(xiàn)象物體或物質是否存在，或者是為了確定該特定量是否達到了某一規(guī)定的閾值的器件或物質。具有一定的準確度，但是不必提供具體量值的大小。

4．敏感器敏感器又稱敏感元件，是指“測量儀器或測量鏈中直接受被測量作用的元件。”敏感元件是直接受被測量作用，能接受被測量信息的一個元件。注意敏感元件與傳感器、檢測器的區(qū)別，三者概念是不同的：

傳感器是提供與輸入量有確定關系的輸出量的器件。檢測器是用于指示某個現(xiàn)象的存在而不必提供有關量值的器件或物質。

敏感元件只能說是傳感器直接受被測量作用的那一部分。

(五)顯示裝置、指示器、測量儀器的標尺和儀器常數(shù)1．顯示裝置顯示裝置是指“測量儀器顯示示值的部件。”2．指示器指示器是指“顯示裝置的固定的或可動的部件，根據(jù)它相對于標尺標記的位置即可確定示值”。必須注意指示裝置和指示器的區(qū)別，指示器是指示裝置中確定示值的部件。

3．測量儀器的標尺測量儀器的標尺是指“測量儀器顯示裝置的部件，由一組有序的帶有數(shù)碼的標記構成?！睒顺呤菧y量儀器顯示裝置中的一個部件．它由一組有序的帶有數(shù)碼的標尺標記所構成。

與標尺有關的術語及含意如下：(1)標尺長度。標尺長度是指“在給定標尺上，始末兩條標尺標記之間且通過全部最短標尺標記各個中點的光滑連線的長度”。以長度單位表示。(2)標尺間距。標尺間距是指“沿著標尺長度的同一條線測得的兩相鄰標尺標記之間的距離。”(3)標尺間隔(分度值)。標尺間隔是指“對應兩相鄰標尺標記的兩個值之差?！?4）標尺分度。標尺分度是指“標尺上任何兩相鄰標尺標記之間的部分”。P105案例

4.儀器常數(shù)儀器常數(shù)是指“為給出被測量的指示值或用于計算被測量的指示值，必須與測量儀器直接示值相乘的系數(shù)”。

（六)測量儀器的調整和使用者調整1．測量儀器的調整指“使測量儀器性能進入適于使用狀態(tài)的操作”。對可調部件加以封印。調整方式：自動、半自動或手動。2．測量儀器的使用者調整指“可由使用者做的調整”。（如零位調整）

二、測量儀器的特性（一）示值范圍、標稱范圍、量程和測量范圍1．示值范圍示值范圍是指測量儀器“極限示值界限內的一組值”。通常以最小示值與最大示值表示，例如10V～200V。

對于模擬式測量儀器而言，示值范圍也就是其標尺范圍．即由指示裝置標尺上始末兩端標記之間所指示的標尺值的范圍。示值范圍可以用標在顯示器標尺上的單位來表示，而與被測量的單位無關．通常用其上下限范圍來表述。

2標稱范圍標稱范圍(nominalinterval)是指“測量儀器的操縱器件調到特定位置時可得到的示值范圍”特別強調：標稱范圍是操縱器件調到特定位置時可得到的示值范圍，這說明此時的示值范圍是與測量儀器的整體所聯(lián)系的，是指標尺所指示的被測量值可得到的范圍。標稱范圍通常以被測量的單位表示，而不管標在標尺上的是什么單位。

3．量程

量程（span）是指“標稱范圍兩極限之差的模。”它是指標稱范圍的上限即最大值減去其下限即最小值所得之差值的絕對值。引入量程的概念，一個主要用途是可以方便地確定測量儀器的引用誤差。

4.測量范圍(工作范圍)

測量范圍也稱為工作范圍．是指“測量儀器的誤差處在規(guī)定極限內的一組被測量的值”。即測量儀器的誤差能保證在規(guī)定的允許誤差極限范圍內的測量儀器的示值范圍，也就是可測量的最大值和最小值之差稱為測量范圍。測量范圍就是在正常工作條件下，在這一規(guī)定的測量范圍內使用，其示值誤差就應處在允許極限內，如超出測量范圍使用，則示值誤差將超出允許極限值。

（二）測量儀器的計量特性

1、靈敏度“測量儀器響應的變化除以對應的激勵變化”。靈敏度是反映測量儀器被測量（輸入）變化引起儀器示值（輸出）變化的程度。它用被觀察變量的增量即響應（輸出量）與相應被測量的增量即激勵（輸入量）之商來表示。如被測量變化很小，而引起的示值（輸出量）改變很大，則該測量儀器的靈敏度就高。

對于線性測量儀器來說，其靈敏度S為：

=k=常數(shù)對于非線性的測量儀器，則靈敏度表示為：

這時靈敏度隨激勵變化而變化，它是一個變量，它與激勵值有關。

靈敏度并不是越高越好，為了方便計數(shù)，使示值處于穩(wěn)定，還需要特意地降低靈敏度大小。參看P120

2、鑒別力（閾）鑒別力(discrimination)又稱閾值，是指“使測量儀器產生未察覺的響應變化的最大激勵變化，這種激勵變化應緩慢而單調地進行”。它是指當測量儀器在某一示值給以一定的輸入，這種激勵變化緩慢從單方向逐步增加，當測量儀器的輸出產生有可覺察的響應變化時，此輸入的激勵變化稱為鑒別力。

這里必須正確區(qū)別示值范圍、標稱范圍、測量范圍和量程的概念。示值范圍是指測量儀器標尺或顯示裝置所能指示的范圍，可用標在標尺或顯示器上的單位表示；標稱范圍是對測量儀器整體而言的，通常用被測量的單位表示；測量范圍是指能保證規(guī)定準確度，滿足示值誤差在規(guī)定極限內，可用于測量的量值范圍；量程是指標稱范圍上限值和下限值之差的模。

例如，在一臺天平的指針產生可覺察位移的最小負荷變化為10mg，則此天平的鑒別力（閾）為10mg

有時人們也習慣稱鑒別力為靈敏閾或靈敏限，是同一個概念。

要注意靈敏度和鑒別力（閾）的區(qū)別和關系，靈敏度是被測量（輸入量）變化引起了測量儀器示值（輸出量）變化的程度；鑒別力（閾）是引起測量儀器示值（輸出量）可覺察變化時被測量（輸入量）的最小變化值，是指使測量儀器指針移動所要輸入的最小量值，但二者是相關的，靈敏度越高，其鑒別力越小；靈敏度越低，其鑒別力越大。

3、分辨力

分辨力（resolution）是引起相應示值產生可覺察到的變化的被測量值的最小變化。顯示裝置的分辨力是指“顯示裝置能有效辯別的最小示值差”。也就是說，分辨力是指指示或顯示裝置中對其最小示值差的辨別能力。

模擬式測量儀器的分辨力為標尺上任何兩個相鄰標記之間間隔所表示的示值差（最小分度值）的一半。數(shù)字式測量儀器的分辨力，是最低位數(shù)字變化一個字時的示值差。半數(shù)字式指示裝置是以上兩種的綜合。

要區(qū)別分辨力和鑒別力的概念，不要把二者相混淆。因為鑒別力須在測量儀器處于工作狀態(tài)時通過實驗才能評估或確定數(shù)值。而分辨力只須觀察指示或顯示裝置即可確定，是說明最小示值差的辨別能力。例如：給天平加砝碼。1、加了一個0.3g的砝碼，儀器讀數(shù)為0.32g。靈敏度=1.3/0.322、加0.2g的砝碼，天平沒反應，加0.3g天平示值有了反應，0.3g為鑒別力。3、分辨力與分度值（最?。┯嘘P。數(shù)字的，模擬的。半數(shù)字得。D:\360data\重要數(shù)據(jù)\我的文檔\新建文件夾\第二章計量綜合知識\靈敏度鑒別力分辨力P120.doc

4、穩(wěn)定性(stability)

指“測量儀器保持其計量特性隨時間恒定的能力?！?/p>

通常穩(wěn)定性是指測量儀器的計量特性隨時間不變化的能力。若穩(wěn)定性不是對時間而言，而是對其他量而言，則應該明確說明。穩(wěn)定性通常用以下兩種方式定量表示：（1）計量特性變化某個規(guī)定的量所需經過的時間，（2）計量特性經過規(guī)定的時間所發(fā)生的變化量。

測量儀器產生不穩(wěn)定的因素很多，主要原因是元器件的老化、零部件的磨損，以及使用貯存維護工作不仔細等所致。測量儀器進行的周期檢定或校準，就是對其穩(wěn)定性的一種考核，穩(wěn)定性也是科學合理地確定檢定周期的重要依據(jù)之一。

5、漂移漂移(drift)是指“測量儀器計量特性的慢變化?！边@是反映在規(guī)定條件下，指測量儀器計量特性隨時間的慢變化，如在幾分鐘、幾十分鐘或多少小時內保持其計量特性恒定的能力。漂移過程中，示值的連續(xù)變化，它既與被測量的變化無關也與影響量的變化無關。如有的測量儀器的零點漂移，有的線性測量儀器靜態(tài)特性隨時間變化的量程漂移。產生漂移的原因，往往是由于溫度、壓力