誤差理論與數(shù)據(jù)處理北航-第2章

1、量值傳遞與計(jì)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(jì)量檢定,量值傳遞的基本概念計(jì)量檢定的基本方法及過程典型參數(shù)的計(jì)量檢定方法巡回計(jì)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(jì)量基準(zhǔn)與計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量基準(zhǔn)與計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢(shì)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(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的計(jì)量單位量

2、值，通過檢定（或其他傳遞方式）傳遞給下一級(jí)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，并依次逐級(jí)傳遞到工作計(jì)量器具，以保證被測(cè)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(cè)量結(jié)果或計(jì)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(guó)家計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)際計(jì)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(shí)物標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行逐級(jí)傳遞用計(jì)量保證方案（MAP）進(jìn)行逐級(jí)傳遞用發(fā)放標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（CRM）

3、進(jìn)行逐級(jí)傳遞用發(fā)播信號(hào)進(jìn)行逐級(jí)傳遞,,,用實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行逐級(jí)傳遞,量值傳遞的主要方式費(fèi)時(shí)、費(fèi)錢，有時(shí)檢定好了的計(jì)量器具，經(jīng)過運(yùn)輸，受到振動(dòng)、撞擊、潮濕或溫度的影響，會(huì)喪失原有的準(zhǔn)確度。,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,,用計(jì)量保證方案（MAP）進(jìn)行逐級(jí)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(shí)現(xiàn)量值傳遞，通過核查標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)量過程統(tǒng)計(jì)控制方法實(shí)現(xiàn)量值核查，保證測(cè)量過程的長(zhǎng)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(jí)傳遞,適用于理化分析，電離輻射等化學(xué)計(jì)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(jì)量特性，用以校準(zhǔn)計(jì)量器具、評(píng)價(jià)計(jì)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(guó)家計(jì)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(píng)定并可在現(xiàn)場(chǎng)使用。,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,,用發(fā)播信號(hào)進(jìn)行逐級(jí)傳遞,適用于時(shí)間、頻率和無線電等領(lǐng)域的量值傳遞。這種方式是最簡(jiǎn)便、迅速和準(zhǔn)確的量值傳遞方式。

5、國(guó)家通過無線電臺(tái)、電視臺(tái)、衛(wèi)星技術(shù)等發(fā)播標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間頻率信號(hào)，用戶可以直接接收并可在現(xiàn)場(chǎng)直接校正時(shí)間頻率計(jì)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(jì)量基準(zhǔn)與計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),計(jì)量基準(zhǔn)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),,,計(jì)量基準(zhǔn),計(jì)量基準(zhǔn)：在特定領(lǐng)域內(nèi)具有最高計(jì)量特性的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，稱為計(jì)量基準(zhǔn)。計(jì)量基準(zhǔn)一般可分為國(guó)家基準(zhǔn)（主基準(zhǔn)）、副基準(zhǔn)和工作基準(zhǔn)。在一個(gè)國(guó)家內(nèi)，國(guó)家基準(zhǔn)即是主基準(zhǔn)。國(guó)家基準(zhǔn)器是經(jīng)國(guó)家官方認(rèn)定的計(jì)量基準(zhǔn)，是一個(gè)國(guó)家量值傳遞的起始

6、點(diǎn)副基準(zhǔn)是通過直接或間接與國(guó)家基準(zhǔn)比較定值，經(jīng)國(guó)務(wù)院計(jì)量行政部門批準(zhǔn)的計(jì)量器具。工作基準(zhǔn)通過與國(guó)家基準(zhǔn)和副基準(zhǔn)比較定值，經(jīng)國(guó)務(wù)院計(jì)量行政部門批準(zhǔn)，實(shí)際用以檢定計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)量器具稱為工作基準(zhǔn)。,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,,計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)：在是將計(jì)量基準(zhǔn)量值傳遞到工作計(jì)量器具的一類計(jì)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(gè)等級(jí)，用于檢定工作用計(jì)量器具。一般說來，工作計(jì)量器具的準(zhǔn)確度比計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)低，但高精度工

7、作計(jì)量器具的準(zhǔn)確度比低等級(jí)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)高。因此，不能認(rèn)為準(zhǔn)確度高的計(jì)量器具一定是計(jì)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(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具。,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,,計(jì)量基準(zhǔn)與計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢(shì),計(jì)量準(zhǔn)確度不斷提高計(jì)量范圍不斷擴(kuò)大多參數(shù)同時(shí)計(jì)量動(dòng)態(tài)、連續(xù)、在線計(jì)量檢定工作自動(dòng)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(shí)物標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行逐級(jí)傳遞

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

9、計(jì)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(yàn)、出具證書和（或）加標(biāo)記三個(gè)步驟。計(jì)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(yàn) 2）正常性檢查 3）計(jì)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(jì)量檢定系統(tǒng)表與計(jì)量檢定規(guī)程,計(jì)量檢定系統(tǒng)表計(jì)量檢定規(guī)程,,,計(jì)量檢定系統(tǒng)表,我國(guó)計(jì)量法規(guī)定：計(jì)量檢定必須按照國(guó)家計(jì)量檢定系統(tǒng)表進(jìn)行。國(guó)家計(jì)量檢定系統(tǒng)表由國(guó)務(wù)院計(jì)量行政部門制定。檢定系統(tǒng)的主要內(nèi)容包括：引言、計(jì)量基準(zhǔn)器具、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具、工作計(jì)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(jì)量檢定規(guī)程,計(jì)量檢定規(guī)程：是指檢定計(jì)量器具時(shí)

11、對(duì)計(jì)量器具的計(jì)量性能、檢定項(xiàng)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(guó)計(jì)量法規(guī)定，計(jì)量檢定必須執(zhí)行計(jì)量檢定規(guī)程。國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程由國(guó)務(wù)院計(jì)量行政部門制定。計(jì)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(xiàng)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(duì),分度與標(biāo)定分度：在計(jì)量過程中，用計(jì)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(duì)計(jì)量器具賦值的操作，即確定計(jì)量器具示值誤差，直接賦值或加修正值的過程。比對(duì)比對(duì)：在規(guī)定條件下，對(duì)相同準(zhǔn)確度等級(jí)的同類計(jì)量基準(zhǔn)、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)或工作計(jì)量器具的量值進(jìn)行相互比較，稱為比對(duì)。,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,總結(jié),計(jì)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(yàn)、正常性檢查、計(jì)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(jì)量檢定表與計(jì)量檢定規(guī)程分度、標(biāo)定與比對(duì),,儀器

13、科學(xué)與光電工程學(xué)院,典型參數(shù)的計(jì)量檢定方法,基本計(jì)量單位幾何量的計(jì)量檢定方法力學(xué)量的計(jì)量檢定方法電磁學(xué)參數(shù)的計(jì)量檢定方法總結(jié),,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,基本計(jì)量單位,“基本量”的計(jì)量單位稱為基本計(jì)量單位，簡(jiǎn)稱基本單位，它是計(jì)量單位的基礎(chǔ)。基本量是量制中被約定為彼此獨(dú)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(gè)基本量只有一個(gè)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(shí)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(zhǎng)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(jì)量單位,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,幾何量的計(jì)量檢定方法,幾何量計(jì)量的基本原則幾何量計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器幾何量量具和計(jì)量?jī)x器,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,幾何量計(jì)量的基本原則,阿貝原則封閉原則最小變形原則測(cè)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(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器,長(zhǎng)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(tái)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(jì)量?jī)x器,通用量具游標(biāo)量具測(cè)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?jī)x光學(xué)式量?jī)x電動(dòng)式量?jī)x氣動(dòng)式量?jī)x,,力學(xué)量的計(jì)量檢定方法,質(zhì)量計(jì)量容量計(jì)量密度計(jì)量力值計(jì)量硬度計(jì)量,壓力計(jì)量真空計(jì)量流量計(jì)量振動(dòng)與沖擊計(jì)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(jì)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(huì)有質(zhì)量。質(zhì)量計(jì)量，就是采用適當(dāng)?shù)膬x器和方法，確定被測(cè)物體與作為質(zhì)量單位的國(guó)際千克原器之間的質(zhì)量對(duì)應(yīng)關(guān)系。在質(zhì)量計(jì)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(jì)量,容量計(jì)量是指對(duì)容器的容積值的計(jì)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(jì)量的方法通常可分為三種：衡量法、比較法和尺寸計(jì)量法。,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,密度計(jì)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(gè)用于定量地描

18、述物質(zhì)特性的物理量。密度計(jì)量可以分為靜態(tài)計(jì)量與動(dòng)態(tài)計(jì)量?jī)深?。靜態(tài)密度計(jì)量液體靜力衡量法（也稱阿基米德法）比重瓶法浮計(jì)法動(dòng)態(tài)密度計(jì)量,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,力值計(jì)量,由物理學(xué)可知，力是矢量，有三要素，即力的大?。χ担?、力的方向和力的作用點(diǎn)，其中力值是基本要素。在國(guó)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(jì)量的方法利用力的動(dòng)力效應(yīng)計(jì)量力值利用力的靜力效應(yīng)計(jì)量力值

19、力值計(jì)量?jī)x器,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,硬度計(jì)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?yàn)橹两裆形窗l(fā)現(xiàn)用各種試驗(yàn)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(yàn)方法稱為硬度試驗(yàn)法。硬度試驗(yàn)方法按施加負(fù)荷的情況可以分為靜負(fù)荷試驗(yàn)法和動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)法兩大類。,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,壓力計(jì)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(jì)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(cè)式數(shù)字式,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,真空計(jì)量,真空通常是指在給定的空間內(nèi)，低于一個(gè)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(jì)量指的就是真空度的計(jì)量。真空計(jì)量的方法有絕對(duì)法和相對(duì)法兩種。,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,

21、流量計(jì)量,流量通常是指單位時(shí)間內(nèi)通過輸送管道有效截面的體積或質(zhì)量。如果是對(duì)流體的體積進(jìn)行計(jì)量，則為體積流量，如果是對(duì)質(zhì)量進(jìn)行計(jì)量，則為質(zhì)量流量。流量計(jì)量方法：液體流量計(jì)量方法氣體流量計(jì)量方法流量計(jì)量?jī)x器：容積式推理式,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,振動(dòng)與沖擊計(jì)量,振動(dòng)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(dòng)的計(jì)量：絕對(duì)法比較法沖擊的計(jì)量：絕對(duì)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(jì)量檢定方法,電學(xué)計(jì)量單位及標(biāo)準(zhǔn)直流計(jì)量交流計(jì)量磁學(xué)計(jì)量,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,電學(xué)計(jì)量單位及標(biāo)準(zhǔn),電學(xué)計(jì)量指從直流到音頻的各種電量的計(jì)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(jì)量,直流電阻計(jì)量直流電壓計(jì)量直流電流計(jì)量直流功率和電能計(jì)量,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,交流計(jì)量,交

23、流阻抗計(jì)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(jì)量交流電流與電壓的特點(diǎn)是其量值時(shí)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(jì)量,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,磁學(xué)計(jì)量,電和磁是不可分的兩個(gè)量，二者在科學(xué)技術(shù)中占有同等重要的地位。磁場(chǎng)計(jì)量磁通計(jì)量材料的磁特性計(jì)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(jì)量分為直流磁特性計(jì)量和交流磁特性計(jì)量。,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,總結(jié),基本計(jì)量單位幾何量的計(jì)量檢定方法力學(xué)量的計(jì)量檢定方法電磁學(xué)參數(shù)的計(jì)量檢定方法,,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,巡回計(jì)量綜合保障系統(tǒng),巡回計(jì)量綜合保障概念、過程和特點(diǎn)IMSS的計(jì)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(jì)量綜合保障概念、過程和特點(diǎn),巡回計(jì)量綜合保障概念計(jì)量保證方案的計(jì)量保障過程IMSS的保障過程IMSS特點(diǎn)IMSS系統(tǒng)的特殊

25、要求,,巡回計(jì)量綜合保障概念,儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院,,計(jì)量保證方案的計(jì)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(diǎn),計(jì)量保障的綜合化現(xiàn)場(chǎng)原位計(jì)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(jì)量保障同伴隨計(jì)量保障、隨時(shí)計(jì)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(dòng)式計(jì)量工作站系統(tǒng)針對(duì)性強(qiáng)具備自身量值穩(wěn)定性檢查診斷能

26、力具備計(jì)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(jì)量確認(rèn)體系規(guī)劃,IMSS的計(jì)量確認(rèn)體系IMSS系統(tǒng)的計(jì)量確認(rèn)體系,,IMSS的計(jì)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(jì)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(jì)量綜合保障概念？計(jì)量保證方案的計(jì)量保障過程？IMSS的保障過程？IMSS特點(diǎn)？IMSS系統(tǒng)的特殊要求？