計量學基礎(chǔ)教學：第5章

第一節(jié)概述一、量值傳遞與溯源的概念

量值傳遞：是將國家計量基準所復現(xiàn)的計量單位量值，通過檢定（或其它傳遞）方式傳遞給下一等級的計量標準，并依次逐級傳遞到工作計量器具，以保證被測量的量值準確一致。

量值準確一致的前提：測量結(jié)果必須具有溯源性，具有溯源性的被測量的量值必須具有能與國家計量基準或國際計量基準相聯(lián)系的特性。第一頁1第二頁，共43頁。

第一節(jié)概述一、量值傳遞與溯源的概念

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)果或計量標準的值，能夠與規(guī)定的參考標準，通常是與國家計量標準或國際計量標準聯(lián)系起來的特性。

任何一項測量業(yè)務(wù)，其結(jié)果都可以按照這條溯源鏈一直追溯到國家基準上去，若需要，則可溯源到國際基準上去。第二頁2第三頁，共43頁。二、量值傳遞及溯源的必要性第一節(jié)概述

1、任何計量器具都具有不同程度的誤差，如果沒有國家計量基準、計量標準及進行量值傳遞或溯源，計量工作將無法進行。

2、對于新制的、修理后的和使用中的計量器具，必須用適當?shù)燃壍挠嬃繕藴蕘泶_認其示值和其他計量性能。

第三頁3第四頁，共43頁。三、量值傳遞、溯源及保證量值準確一致的基礎(chǔ)第一節(jié)概述

1、科學基礎(chǔ)：計量學理論、計量單位制等；

2、技術(shù)基礎(chǔ)：計量器具的檢定體系等；

3、法律基礎(chǔ)：計量法及有關(guān)法規(guī)體系等；4、組織基礎(chǔ)：國家計量部門及其計量研究機構(gòu)等。第四頁4第五頁，共43頁。第一節(jié)概述四、量值傳遞及溯源體系量值傳遞或溯源體系的形式：（a）三角形（b）樹枝形第五頁5第六頁，共43頁。美國國家長度計量系統(tǒng)圖第六頁6第七頁，共43頁。第二節(jié)量值傳遞和溯源的方式一、用計量基準及計量標準進行逐級傳遞這是傳統(tǒng)的量值傳遞方式，即把受檢計量器具送到具有高一等級計量標準的計量技術(shù)機構(gòu)檢定。大型、笨重或安裝在線的計量器具不便于送檢，這時可將能搬運的計量標準包括輔助設(shè)備，組裝成檢定車，到現(xiàn)場對受檢計量器具進行檢定。有時檢定車本身就是一個計量標準，如用檢衡車檢定軌道衡。

第七頁7第八頁，共43頁。第二節(jié)量值傳遞和溯源的方式二、發(fā)布有證標準物質(zhì)（CRM）進行傳遞1、用有證標準物質(zhì)進行傳遞的特點標準物質(zhì)又稱“參考物質(zhì)”，是一種或多種足夠均勻和很好地確定了性質(zhì)的、用以校準測量裝置（計量器具）、評價測量方法或給材料賦值的一種材料或物質(zhì)。標準物質(zhì)必須由國家計量部門或由它授權(quán)的單位進行制造，并附有合格證書才有效。第八頁8第九頁，共43頁。二、發(fā)布有證標準物質(zhì)（CRM）進行傳遞第二節(jié)量值傳遞和溯源的方式2、用CRM進行傳遞的一般環(huán)節(jié)第一環(huán)節(jié)為“基本單位”,它說明CRM均可溯源到國家計量基準。第二環(huán)節(jié)為“公認的定義測量法”，也稱“權(quán)威性方法”，它是指有正確的理論基礎(chǔ)，量值可直接由基本單位計算，方法的系統(tǒng)誤差可以基本上消除。第九頁9第十頁，共43頁。第二節(jié)量值傳遞和溯源的方式二、發(fā)布有證標準物質(zhì)（CRM）進行傳遞2、用CRM進行傳遞的一般環(huán)節(jié)第三環(huán)節(jié)為“一級CRM”,它是用來研究和評價標準方法，控制二級CRM的研制和生產(chǎn)，用于高精度計量器具的校準。

第四環(huán)節(jié)為“標準方法”，它是指具有良好的測量重復性和再現(xiàn)性的方法。第十頁10第十一頁，共43頁。第二節(jié)量值傳遞和溯源的方式二、發(fā)布有證標準物質(zhì)（CRM）進行傳遞2、用CRM進行傳遞的一般環(huán)節(jié)第五環(huán)節(jié)為“二級CRM”，它是用來研究和評價現(xiàn)場方法及用于一般計量器具的校準。

第六環(huán)節(jié)為“現(xiàn)場方法”，即大量應(yīng)用于工廠、礦山、實驗室和監(jiān)測單位的各種測量方法。第十一頁11第十二頁，共43頁。第二節(jié)量值傳遞和溯源的方式CRM量值傳遞示意圖第十二頁12第十三頁，共43頁。第二節(jié)量值傳遞和溯源的方式三、用發(fā)播標準信號進行傳遞通過發(fā)播標準信號進行量值傳遞是一種簡便、迅速和準確的方式,但目前只限于時間頻率計量。隨著衛(wèi)星技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了利用衛(wèi)星發(fā)播標準時間頻率信號的方式。衛(wèi)星電視發(fā)播標準時間頻率信號原理圖如下頁所示。第十三頁13第十四頁，共43頁。第二節(jié)量值傳遞和溯源的方式第十四頁14第十五頁，共43頁。第二節(jié)量值傳遞和溯源的方式四、用計量保證方案（MAP）進行傳遞或溯源MAP是一種測量過程的品質(zhì)保證方案，它使參加MAP活動的計量技術(shù)機構(gòu)的量值能更好地溯源到國家計量基準。MAP用數(shù)理統(tǒng)計的方法，對參加的計量技術(shù)機構(gòu)的校準質(zhì)量進行控制，定量地確定校準的總不確定度，使總不確定度小到足以滿足用戶的要求的程度。第十五頁15第十六頁，共43頁。MAP實施的方框圖

1、實施MAP的一般步驟

傳遞標準－－在計量標準相互比較中用作媒介的計量標準。具體說是指一個或一組計量性能穩(wěn)定的、特制的、可攜帶（或運輸）的計量標準。

核查標準－－也是一種計量標準，它要求隨機誤差小、長期穩(wěn)定性好，并經(jīng)久耐用。這種計量標準專門用于核查本實驗室的計量標準。第十六頁16第十七頁，共43頁。第一，NBS將傳遞標準在計量基準上進行校準，并考察傳遞標準的長期穩(wěn)定性，當確認傳遞標準穩(wěn)定可靠時才能使用；第二，NBS只將該傳遞標準、測量條件和方法寄給參加實驗室，而該傳遞標準的校準結(jié)果則不寄出；第三，參加實驗室收到傳遞標準后，作為“未知標準”，在本單位的計量標準上進行校準；第四，用該室內(nèi)部的核查標準，對本單位的計量標準進行周期性的反復核查；第五，參加實驗室將傳遞標準以及上述的校準與核查的數(shù)據(jù)均寄到NBS；第六，NBS收到傳遞標準后，再進行復校，得出數(shù)據(jù)。如能證明傳遞標準穩(wěn)定性符合要求，則有效；第七，在有效的前提下，NBS對全部數(shù)據(jù)用電子計算機進行分析處理，寫出檢測報告；最后，將檢測報告寄到參加實驗室，該室根據(jù)報告，決定本單位的計量標準是否需要修正，NBS對此負責技術(shù)指導和咨詢。第十七頁17第十八頁，共43頁。第二節(jié)量值傳遞和溯源的方式四、用計量保證方案（MAP）進行傳遞或溯源

2、MAP與傳統(tǒng)的量值傳遞方式的比較

MAP是“閉環(huán)”的，有數(shù)據(jù)反饋，而傳統(tǒng)量值傳遞方式是“開環(huán)”的，無數(shù)據(jù)反饋。第十八頁18第十九頁，共43頁。第三節(jié)計量檢定一、檢定在計量工作中的地位計量檢定（簡稱檢定）的目的在于查明和確認計量器具是否符合法定要求的程序，它包括檢查、加標記和（或）出具檢定證書。1、檢定必須執(zhí)行計量檢定規(guī)程。

2、計量器具的準確度等級、最大允許誤差、測量不確定度都應(yīng)當在規(guī)定的正常工作條件下來判定。第十九頁19第二十頁，共43頁。第三節(jié)計量檢定一、檢定在計量工作中的地位3、計量器具的穩(wěn)定性，是指在規(guī)定工作條件下計量器具保持其計量特性恒定的能力。

4、受檢的計量器具應(yīng)當由哪一等級的計量標準對它進行檢定，可以從該計量器具的檢定系統(tǒng)中查出。第二十頁20第二十一頁，共43頁。第三節(jié)計量檢定二、檢定方法

整體檢定法――這種方法是直接用計量基準、計量標準來檢定計量器具的計量特性。

單元檢定法――它分別測量影響受檢計量器具準確度的各項因素所產(chǎn)生的誤差，然后通過計算求出總誤差或總不確定度，以確定受檢計量器具是否合格。第二十一頁21第二十二頁，共43頁。

1、整體檢定法a、用標準量具檢定計量器具

b、用計量基準或標準儀器檢定計量器具

c、用標準物質(zhì)檢定（或校準）計量器具

d、用標準時間頻率信號檢定時間頻率計量器具二、檢定方法第三節(jié)計量檢定第二十二頁22第二十三頁，共43頁。二、檢定方法第三節(jié)計量檢定整體檢定法的優(yōu)點是：簡便、可靠，并能求得修正值。整體檢定法的缺點是：當受檢計量器具不合格時，難以確定誤差由計量器具的哪一部分或哪幾部分所引起的。第二十三頁23第二十四頁，共43頁。第三節(jié)計量檢定二、檢定方法

2、單元檢定法

步驟如下：

1）分析影響受檢計量器具準確度的各項因素

2）分別測量各項因素造成的誤差

3）列出各分項誤差對總誤差的關(guān)系式

4）綜合總誤差或總不確定度，判斷是否合格第二十四頁24第二十五頁，共43頁。二、檢定方法第三節(jié)計量檢定

單元檢定法的優(yōu)點是：可以彌補整體檢定法的不足。

單元檢定法的缺點是：測量及計算均很繁瑣，有時還會因遺漏而不能保證受檢計量器具的準確度。第二十五頁25第二十六頁，共43頁。三、檢定的步驟、記錄及對檢定人員的要求第三節(jié)計量檢定2、檢定記錄

1）計量器具的名稱、型號、額定特性和參數(shù)。

2）檢定條件，包括檢定室或介質(zhì)的溫度。

3）檢定時所用的計量標準的名稱、型號及編號。

4）檢定時間（年、月、日）。第二十六頁26第二十七頁，共43頁。三、檢定的步驟、記錄及對檢定人員的要求第三節(jié)計量檢定2、檢定記錄

5）檢定過程中所進行的每一次獨立測量的結(jié)果。

6）對記錄進行分析，并做出是否合格的結(jié)論。

7）有效期。

8）檢定員及核驗員簽字。

第二十七頁27第二十八頁，共43頁。三、檢定的步驟、記錄及對檢定人員的要求第三節(jié)計量檢定

3、對檢定人員的要求

1）熱愛計量事業(yè)，有良好的職業(yè)道德，有強烈的責任感；

2）精通業(yè)務(wù)，通曉計量法規(guī)，操作技術(shù)熟練，熟悉所使用的計量標準和受檢計量器具的原理、結(jié)構(gòu)及性能；第二十八頁28第二十九頁，共43頁。三、檢定的步驟、記錄及對檢定人員的要求第三節(jié)計量檢定

3）具有細致、踏實的工作作風，養(yǎng)成良好的井井有條的習慣，記錄認真、字跡清晰端正；

4）善于保養(yǎng)維護所使用的計量標準，能夠及時判斷它們是否處于正常狀態(tài)；

5）善于分析問題，對檢定中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象能及時發(fā)現(xiàn)并做出正確的判斷。

第二十九頁29第三十頁，共43頁。第三節(jié)計量檢定四、檢定的分類1、按計量器具的管理形式分類可分為強制檢定和非強制檢定2、按檢定性質(zhì)分類

1）首次檢定

2）后續(xù)檢定

3）臨時檢定

4）監(jiān)督檢定

5）仲裁檢定

第三十頁30第三十一頁，共43頁。四、檢定的分類第三節(jié)計量檢定

我國計量法規(guī)定了下列六類計量器具必須執(zhí)行國家強制檢定。

1）社會公用計量標準；

2）部門和企業(yè)、事業(yè)單位使用的最高計量標準；

3）用于貿(mào)易結(jié)算的工作計量器具；第三十一頁31第三十二頁，共43頁。四、檢定的分類第三節(jié)計量檢定

我國計量法規(guī)定了下列六類計量器具必須執(zhí)行國家強制檢定。

4）用于安全防護的工作計量器具；

5）用于醫(yī)療衛(wèi)生的工作計量器具；

6）用于環(huán)境監(jiān)測方面的工作計量器具。第三十二頁32第三十三頁，共43頁。第四節(jié)比對一、比對在量值傳遞中作用合組織方式定義：在規(guī)定條件下，對相同準確度等級的同類計量基準、計量標準或工作計量器具的量值進行相互比較，稱為比對。在國際上，比對獲得廣泛的應(yīng)用，成為使國際上測量結(jié)果一致的主要手段。

第三十三頁33第三十四頁，共43頁。第五節(jié)國家計量檢定系統(tǒng)表及計量檢定規(guī)程一、國家計量檢定系統(tǒng)表概述我國計量法規(guī)定：“計量檢定必須按照國家計量檢定系統(tǒng)表進行。國家計量檢定系統(tǒng)表由國務(wù)院計量行政部門制定。”制定鑒定系統(tǒng)的根本目的，是為了保證工作計量器具在許可的不確定度或誤差范圍內(nèi)。制定檢定系統(tǒng)時，各等級計量標準的準確度要求，必須從工作計量器具的準確度要求開始，由下向上地逐級確定，而不應(yīng)由計量基準的準確度開始，從上往下地進行“誤差分配”。

第三十四頁34第三十五頁，共43頁。第五節(jié)國家計量檢定系統(tǒng)表及計量檢定規(guī)程二、檢定系統(tǒng)的主要內(nèi)容在我國，國家計量檢定系統(tǒng)的主要內(nèi)容包括：引言、計量基準、計量標準、工作計量器具和檢定系統(tǒng)框圖。

1）引言主要說明該檢定系統(tǒng)的適用范圍。

2）計量基準包括國家計量基準的用途；組成國家計量基準的全套主要計量器具名稱；國家計量基準復現(xiàn)的量的范圍；國家計量基準的不確定度。第三十五頁35第三十六頁，共43頁。第五節(jié)國家計量檢定系統(tǒng)表及計量檢定規(guī)程二、檢定系統(tǒng)的主要內(nèi)容

3）計量標準包括各等級計量標準的測量范圍、不確定度或允許誤差。

4）工作計量器具包括各種工作計量器具的測量范圍；按各專業(yè)有關(guān)規(guī)定給出的工作計量器具的不確定度或允許誤差。

5）檢定系統(tǒng)框圖檢定系統(tǒng)框圖的格式見圖。第三十六頁36第三十七頁，共43頁。

一等標準XX（測量范圍）（不確定度或允許）檢定方法二等標準XX（測量范圍）（不確定度或允許）（名稱）（測量范圍）（誤差）（名稱）（測量范圍）（誤差）

（名稱）（測量范圍）（誤差）

XX國家基準（復現(xiàn)的量）（不確定度）檢定方法檢定方法計量基準器具計量標準器具工作計量器具國家溯源等級圖第三十七頁37第三十八頁，共43頁。第五節(jié)國家計量檢定系統(tǒng)表及計量檢定規(guī)程二、檢定系統(tǒng)的主要內(nèi)容制定國家溯源等級圖主要目的是確定我國某類計量器具的量值傳遞體系，指導計量檢定，即確保被檢計量器具的準確度，又考慮到量值傳遞的經(jīng)濟性、合理性。建立測量標準的單位可以參考國家溯源等級圖，在編制時，除按國家溯源等級圖內(nèi)容外，還得增