《计量培训》PPT课件.ppt

计量管理基础知识,基本概念法制计量与管理溯源性企业计量管理测量方法与基础知识测量仪器设备的选择,课程主题目录,1-1 计量是产品质量的重要保证。 1.计量器具是特殊的生产资料 2.计量是产品质量的重要保证 产品质量一般可包括设计质量、制造质量、检测质量和使用质量，它涉及到企业每个部门的每个成员。 计量是客观评价产品优劣的最终技术手段。 计量是控制生产过程工艺参数，确保加工质量的主要技术措施。,计量仪器管理的重要性,1-2 成本考量 节能降耗的重要手段 企业经济核算的重要依据 1-3 计量对现代社会的影响 避免双方买卖的纠纷（交易证明用） 计量在安全方面的作用。 计量在环境保护方面的作用 在身体健康中的作用,1、计量的定义计量是实现单位统一、保证量值准确可靠的活动。中国计量起于商周时期（度量衡），而从春秋到战国时期度量衡器具和量制已基本齐备。 “国际法制计量组织公约”历史,19世纪末贸易发展，要求“米制公约”的活动扩展到法制计量和商贸领域，1893年提议在国际计量委员会下设“应用计量咨询委员会”。1937年由37个国家的代表在巴黎召开了国际应用计量会议，决定成立国际法制计量临时委员会，并产生了“国际法制计量组织公约（草案）”。1955年10月12日，美国、联邦德国等24年国家在巴黎开会，签署了“国际法制计量组织公约”，同时成立国际法制计量组织（OIML）。,一、基本概念,2、计量的特性,准确性 -指测量结果与被测量真值的一致程度。一致性 - 指在统一计量的基础上，无论在何时何地采用何种方法、使用何种测量仪器，以及由何人测量，只要符合有关的要求，其测量结果就应在给定的区间内有一致性。溯源性 -指任何一个测量结果或测量标准的值，都能通过一条具有规定不确定度的连续比较链，与计量基准联系起来。法制性 -来自于计量的社会性，因为量值的准确可靠不仅依赖于科学技术手段，还要有相应的法律、法规和行政管理。,3、计量的分类,按社会科学宏观划分,按自然科学技术分类,4、计量与测量,计量 -是实现单位统一、量值准确的活动； -既包括技术的含义，也包括管理 的含义。测量 -是以确定量值为目的的一组操作； -主要指技术性的，测量包含于计量之中。 计量不同于一般的测量,测量是以确定量值为目的的一组操作，一般不具备、也不必完全具备计量的四个特性。计量既属于测量而又严于一般的测量，在这个意义上可以狭义地认为，计量是与测量结果置信度有关的、与测量不确定度联系在一起的一种规范化的测量。,5 、计量管理,计量管理 -为了维护计量器具，保持计量准确，确保适当地实施计量而采取的必要措施。企业计量管理 -为了科学、合理地进行企业的各项活动，有效而切实地采用计量检测手段，并将计量检测手段形成系统。计量管理手段 - 行政手段； 法律手段； 经济手段； 科学手段； 教育培训手段。,二、法制计量与管理,1、计量法规体系计量法计量法规体系第一个层次 法律：计量法第二个层次 法规：国务院依据计量法所制定（或批准）的计量行政法规；省、直辖市、计划单列市人大或常委会制定的地方性计量法规，以及自治区、州、县的自治机关制定的有关实施计量法的条例、办法等法规。,第三个层次 规章和规范：国务院技术监督（计量行政）部门制定的各种全国性的单项计量管理办法和技术规范；国务院有关主管部门制定的部门计量管理办法。,法定计量单位1960年第11届国际计量大会通过 “国际单位制”,2、法制计量涉及的主要内容,法定计量单位,表（1） SI基本单位,表（2） SI导出单位,我国国家标准GB3100-93国际单位制及其应用和GB3101-93有关量、单位和符号的一般原则，对SI单位的使用方法作了规定，并与国际标准ISO 1000:1992和ISO 31-0:1992的规定一致,表（3） SI单位的倍数或（和）分数单位,表（4）国家选用的非SI单位,计量单位使用方法法定计量单位和词头名称a.读写的顺序原则上是与该单位的国际符号表示的顺序一致（但乘方形式的单位名称，要把指数名称读在指数所表示的单位之前）如：密度单位kg/m3，其中文名称为“千克每立方米”b.单位的国际符号中的数字符号（“”、“”、 “Xn”）的读写-乘号（“”）：无对应的符号，即不在读写-除号（ “” ）：对应读写“每”字，无论分母中有几个单位，“每”字只出现一次-乘方中的指数的响应名称一般是数字加“次方”两字，但如果是长度单位的2次幂或3次幂，且用以表示面积或体积时，则相应读写为“平方”和 “立方”,法定计量单位和词头的组合书写形式a.相乘形式-不能加词头的单位不应放在最前面。 如：瓦特小时应为“Wh”不应为“h W”-若组合单位中某单位的符号又同时是词头符号，并有可能发生混淆时，亦不应放在最前面。 如：力矩的单位应写为Nm，不能写为Mn（以免误为毫牛）。法定计量单位和词头的组合书写形式b.相除形式 -当可能发生误解时，应尽量采用分式形式或中间乘号用居中圆点表示负数幂形式。 如：速度单位宜用“m/s” “ms-1”不应为“ms-1”以免 误为每毫秒。-当分子无量纲而分母有量纲时，一般不用分式而用负数幂的形式。 如：波数m-1而不用1/m,法定计量单位的使用规则a.优先使用国际符号；b.组合单位加词头的原则-相乘形式的组合单位加词头，词头应加在组合单位中的第一个单位前。 如：Nm加词头M时，应写为MN m，不宜写为N Mm。b.组合单位加词头的原则-相除形式的组合单位加词头，词头应加在分子中的第一个单位前。但以下3种情况例外：kg允许在分母中；当组合单位中分母是长度、面积或体积时可；分子为1的组合单位加词头时可。c.单位的名称或符号要作为整体使用 如：1cm2=1(cm)2； 1cm210-2m2d.不能单独使用词头,e.词头不能重叠使用。f.量值应正确表述。如： 57kg不应写为5kg7kg； 646mm不应写为64 mm 6mm； 1.75m不应写为1m75亦不应写为1m75mm。 (但非十进制可以，6时30分)关于法定计量单位的基本使用方法可参考： GB3100-93 国际单位制及其应用 GB3101-93 有关量、单位和符号的一般原则,三、溯源性,1、定义和基本概念 量值传递 量值溯源（溯源：从河流的入海口追溯到河 流的源头）溯源性定义：是通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链，使测量结果或测量标准的值能够与规定的参考标准，通常是与国家测量标准或国际测量标准联系起来的特性,测量结果：由测量所得到，赋予被测量的值-是不是示值（测量仪器、设备的）示值：由测量所得到赋予被测量的值。-是不是未修正测量值-是不是已修正测量值-是不是平均值,测量仪器=计量器具-计量器具； -实物量具； -虚拟量具：计算机技术测量软件；-测量系统：软件、硬件（测量装置）；-参考物质（标准物质）；-测量设备。溯源图工作计量器具标准计量器具最高标准计量器具如:一般压力表1. 6级精密压力表0.4级 活塞式压力计二等,2、溯源的两种基本方式：校准、检定-校准（非法制计量） 在规定的条件下，为确定测量仪器或测量系统所指示的量值，或实物量具或参考物质所代表的量值，与对应的由测量标准所复现的量值之间关系的一组操作。-检定（法制计量） 测量仪器的检定，是指查明和确认计量器具（测量仪器）是否符合法定要求的程序，它包括检查、加标记和（或）出具检定证书。-从技术角度上说：校准=检定,3.1 检定 根据检定的必要程度和我国对其依法管理的形式，可将检定分为强制检定和非强制检定两类；强制检定：是指由政府计量行政主管部门所属的法定计量检定机构或授权的计量检定机构，对某些测量仪器实行的一种定点定期的检定 非强制检定：是指由使用单位自己或委托具有社会公用计量标准或授权的计量检定机构，对强检以外的其他测量仪器依法进行的一种定期检定。其特点是使用单位依法自主管理，自由送检，自求溯源，自行确定检定周期。,3.2 校准是用户自主选择的溯源方式之一，是国际通行的溯源方法，是产品质量管理过程中非常重要环节，在国家计量技术规范JJF1001-1998通用计量术语和定义中，校准被定义为在规定条件下，为确定测量仪器或测量系统所指示的量值或实现量具或参考物质所代表的量值，与对应的由标准所复现的量值之间关系的一组操作主要特点：是为了确定测量仪器的示值和标准值之间的关系（即示值误差）。校准结果既可给出被测量示值，又可确定示值的修正值。校准也可确定其他的计量特性，如影响量的作用,3.3 检定与校准区别,4、校准、检定的方法-常规比：如块规比卡尺；-用标准物质：如砝码；-发布标准信号：如时间报时；-计量保证方案：MAP5、溯源的基本原则 全部的测量（从理论上讲）必须是可溯源的。溯源应按照相关的技术文件的既定程序，使用合格的测量标准，由有资质的操作人员在符合要求的环境条件，依照规定的技术方法进行。,6、我国的国家计量技术法规 6.1 计量行政法规和规范性文件（国务院 、省、直辖市、自治区人大常委会制定的地方计量法规；如中华人民共和国计量法实施细则) 6.2 计量规章、规范性文件（计量行政部门制定的各种全国性的单项计量管理办法和技术规范 ；国务院有关主管部门、县级以上地方人民政府及计量行政部门制定的地方计量管理办法 ；如国防计量监督管理条例） 7、校准规范范围、引用文献、术语和计量单位、校准仪器计量特性、校准条件、校准项目、校准方法、结果的表达等。准确度等级符合-等（级）证书结论,四、企业计量管理,1、工业企业计量管理中的法制规定-计量单位：统一执行国家规定的法定计量单位。-各单位的最高计量标准：实行法制管理（实施建标考核制度）。-强制检定的规定：55项 110种。-制造计量器具的监督：许可证制度。-对企业的检定、测量结果的准确可靠实行计量监督。,2、企业计量管理体系 企业计量工作涉及新产品设计验证，材料及产品检验、过程控制、工序检验等，构成企业生产经营的组成部分，在企业管理中形成计量体系。3、企业计量工作包括：计量管理、计量技术。,4、企业计量管理的对象-计量单位-测量设备：强检的或不强检的在用测量设备（计量器具）；全部测量设备（硬件、软件、辅助、未开封的、未用的、报废的等）-测量过程（关键的测量过程）：控制人、机、料、法、环。 GB/T19022-2003 针对的就是测量过程的管理,5、工业企业计量管理的模式及方法-计量管理体系的设置：机构、人员-建立文件化的计量管理体系-测量设备的流转管理： 策划采购入库验收储存发放使用溯源调整修理封存报废处置-测量标准及校验试验室的管理： 场地、人员、程序文件等-溯源管理：所有计量器具要纳入溯源管理的范畴，最起码要有一次溯源，校验周期可延长（最长为整个生命周期）。前提条件：帐目要清楚，识别要齐全。（帐目是溯源的基础）帐目包括：在用帐、封存帐、备用帐,-测量设备的分类（ABC分类法） 分类、确定校验周期 分类的原则：测量设备所处的测量过程的位置： 重要不重要测量设备的特性：量程、测量范围、分度值、准确度、精度、稳定性、分辨率（模拟表）使用的频度：频繁不频繁环境条件的优劣 校验周期：3个月、6个月、1年、大修期等,-测量设备的标识管理-测量技术的管理-测量记录和计量档案管理 表单设计：注意表单中单位的引用 记录：清晰、不涂改 保存期限：最高计量标准终身保管-测量过程控制,6、计量器具的内校（非强制） 量规仪器校正:是指由合格的校正人员，在适当的环境下，依据正确的校正作业程序，用更准确的标准件和(或)更精密的测试装备，来测量并判定待校仪器的精密度或准确度。在可行的情况下，对不合格的仪器进行调整，使其达到合格与准确的状态。人员：经过培训，考核合格 人员训练方式：-仪器制造厂商培训。-参加国家授权的外部培训机构的培训。-邀请专家至本单位训练。,文件：校验规程、作业指导等-如果有国标,则建议采用国标进行校准/检定;-如果没有国标,则可以自行校正或相互比对,但须有书面规定校正准则。-校准规程建议规定如下内容: 范围、引用文献、术语和计量单位、校准仪器计量特性、校准条件、校准项目、校准方法、结果的表达等,工作场地：符合条件（温度、湿度等）标准计量器具：如果仪器测量比对,则标准计量器具必须满足：a.1/31/10原则；b.如果是量块或砝码,则必须在有效期内或合格 的标准件.,校正周期：a.校正是为了避免仪器带来的测量偏差，而制定校正周期则是为使仪器或标准件能保持稳定。b.校正周期是根据使用的目的、程度及准确度需求，以统计方法及经验判断所推导出来最具信赖度的校正间隔时间。c.影响校正周期制定的因素很多，其中以制造厂商的建议、仪器和标准件使用/保养情况、环境状况、测量准确度和校正成本等的影响最大校验点：量具的使用量程,不确定度（误差）的认定：精度等级a.仪器误差：指因仪器本身的缺失而引起的误差。可归纳为：制造公差调整误差。功能误差（磨损或不当使用）b.人为误差：指人为的缺失所造成的误差，如视觉的误判、个人生理、心理因素、测量经验或测量训练不足等。c.环境误差：指量测量环境未经妥善控制所造成的误差，例如温度、湿度、气压、振动、照明、干扰等测量环境变化所造成的误差。,维修保养能力：校验记录： 主要表格与记录有：器具一览表（台帐）器具校准计划(月度、年度)器具校准记录器具维修保养记录现场抽检巡检记录,五、测量方法与基础知识有效数字 误差测量方法,1、有效数字有效数字:所谓有效数字就是从仪器上能直接读出（包括一位估计读数在内）的几位数字1.0005g五位有效数字 0.5000 四位有效数字 0.0540 三位有效数字 0.0054 二位有效数字 0.5 一位有效数字数字1、2、39都可作为有效数字，只有“0”比较特殊。一般0在数字中间或数字后面都是有效数字。0在数字前面时，它只是定位数字，用来表示小数点的位置，而不是有效数字。有关测量数据有效数字及数据修约方法可进一步参考GB8170-87数值修约规则,加减后有效数字位数在加减计算中，计算结果的小数点后位数，应与各加减数值中的小数点后的位数最少的相同。如：0.0213+2.0657+15.53其结果应写为：17.62乘除后有效数字位数在乘除计算中，计算结果有效数字位数，应与各数值中的有效数字的位数最少的相同。而与小数点的位置无关。如：0.0212+2.04688+12.528=5.436169805其结果应写为：5.44,2、误差 按来源分类（1） 标准器及测量仪器的误差；（2） 测量方法的误差；（3） 操作者的误差；（4） 测量环境引起的误差。（5） 测量对象本身的缺陷引起的误差。按性质分类（1） 系统误差；（2） 偶然误差；（3） 其它误差（如：粗大误差）。,系统误差：在相同条件下，多次测量同一量值时，误差的大小和符号保持不变；或在条件变化时，按某一确定的规律变化。（系统误差可分为定值和变值系统误差）定值系统误差的发现：定值系统误差可用实验法发现，如千分尺调零时就会发现定值系统误差。 定值系统误差的消除：可用修正法消除。变值系统误差的发现:通过对随机误差分布规律的检查来发现，常用残差观察法，如残差大体正负相间无明显规律变化可认为无变值系统误差；如呈周期或线形分布规律则可判定存在变值系统误差。变值系统误差的消除: 可用抵消法消除。,偶然误差 在一定测量条件下，多次测量同一量值时，误差的大小和符号以不可预定的方式变化的测量误差。 -偶然误差一般呈正态分布且有界。 -偶然误差可通过概率和数理统计方法，估算其范围，通过对测量数据的分析处理，减少其对测量结果的影响。粗大误差 超出在规定条件下预计的测量误差。这种误差是由于某种不正常的原因所造成的，如读数错误、突然振动等。 粗大误差明显歪曲了测量结果，应予以剔除。,三、测量方法直接测量法 直接测量法是将被测量的量直接地用同类标准的量来比较得到被测量值的测量方法，在进行中不必测量与被测的量有函数关系的其它量，但要对不属于测量对象而却影响被测量值的影响量进行修正间接测量法 间接测量法是通过对被测量的量有函数关系的其它量的测量，能得到被测量值的测量方法。如：通过测量液柱高度来求得压力量值。,绝对测量法 计量器具可以直接测得被测量的整个量值，这种测量称为绝对测量。相对测量法 计量器具仅指示被测量相对于标准量的偏差，从而得到被测量的方法称为相对测量。例如用接触式干涉仪检定量块。接触测量法/非接触测量法离线测量法/在线测量法,1、计量仪器的配备要求 测量设备的配置-能源测量设备的配备-工艺及质量方面的测量设备的配备-经营管理计量检测器具的配备 测量设备的选用原则-准确度的选择-稳定度的选择-量值范围的选择-技术、经济性的选择,六、测量仪器设备的选择,能源计量仪器配备要求1）能源计量仪器的配备必须实行生产和生活分别计量的原则，生产和生活要分别安装能源计量仪器，分别进行计量。2）生产用能源计量仪器的配备应按企业用能计算、统计、管理的需要配备。配备时应考虑对计量仪器的选型、准确度、稳定度、测量范围等有关要求的选择。3）班组及重点机台、炉窑（有单独考核意义的）可根据有关部门或省、自治区、直辖市能源计量仪器配备规定进行配备。4）生活用能的水、电、煤气应每户一表。,工艺及质量管理计量器具配备要求（四个方面）1）原材料进厂检验的计量器具；2）生产过程中工艺参数控制及检验的计量器具；3）产品质量检验的计量器具；4）生产安全和环境监测的计量器具。 对于工艺及质量管理计量器具，主要按企业对工艺策划和质量策划的要求配备。如进料检验标准、半成品检验标准、成品检验标准、作业指导书、QC工程图。同时必须考虑有关的国家标准、行业标准和有关法律法规要求。,经营管理计量仪器配备要求（三个方面）1）物料进、出厂的计量仪器；2）原材料消耗和半成品流转的计量仪器；3）定额指标管理的计量仪器； 配备经营管理计量仪器，主要目的是进行经济核算或考核，在配备时应满足以上目的。原则上，对于需获得经济核算的数据的场合都必须配备适当的计量仪器。,2、计量仪器主要特性有关工作范围的特性有关工作条件的特性有关响应方面的特性有关准确度方面的特性有关性能方面的特性,有关工作范围的特性1.测量仪器的示值-测量仪器所给出的量的值。2.标称值-测量仪器上表明其特性或指导其使用的量值，该值为修约值或近似值。3.标称范围-测量仪器的操纵器件调到特定位置时可得到的示值范围。4.量程-标称范围两极限之差的模。5.测量范围（工作范围）-测量仪器的误差处在规定极限内的一组被测量的值。,有关工作条件的特性1.额定操作条件-测量仪器的规定计量特性处于给定极限内的使用条件。一般规定被测量和影响量的范围或额定值。2.极限条件-测量仪器的规定计量特性不受损也不降低，其后仍可在额定操作条件下运行而能承受的极限条件，极限条件可包括被测量和影响量的极限值。,有关响应方面的特性1.响应特性-在确定条件下，激励与对应响应之间的关系。2.灵敏度-测量仪器响应的变化除以对应的激励变化。3.鉴别力-使测量仪器产生未察觉的响应变化的最大激励变化，这种激励变化应缓慢而单调地进行。4.显示装置的分辨力-显示装置能有效辨别的最小的示值差。5.死区-不致引起测量仪器响应发生变化的激励双向变动的最大区间。6响应时间-激励受到规定突变的瞬间，与响应达到并保持其最终稳定值在规定极限内的瞬间，这两者之间的时间间隔,有关准确度方面的特性1.最大允许误差-对给定测量仪器，规范、规程等所允许的误差极限值。2.基值误差-为核查仪器而选用在规定的示值或规定的被测量值处的测量仪器误差。3.零值误差-被测量为零值的基值误差有关性能方面的特性1.稳定性-测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能力。2.超然性-测量仪器不改变被测量的能力。3.可靠性-测量仪器在规定条件下和规定时间内，完成功能的能力。,3、计量仪器的选择在采购、选择计量仪器时，主要应考虑以下几个方面：1.应选择有资质的厂商生产的计量仪器。2.应考虑计量仪器的准确度、稳定度、量程、分辨力等因素。 3.应考虑技术、经济性因素。4.用于工艺过程监控的计量设备还要对动态性能予以考虑，如频率响应、响应时间及跟踪误差等指标要满足要求。5.单件或小批量生产应选用通用（万能）计量仪器，大批量生产应选用专用计量仪器。,技术特性a.使用方便、操作简单可靠；b.易于搬运、安装、拆卸；易于和检定（或校准）装置连接装配；c.使用期易于防护；防磁、防干扰等性能好；d.所须专用辅助设施少；e.对环境、操作人员条件要求合理不苛刻。经济特性a.价钱便宜；b.操作、维护、保护和检定（或校准）费用少；c.能修理、寿命长；利用率高；d.使用时所须场地少；e.需操作人员少。f.测量仪器厂商可提供相关说明书、提供培训等售后服务。,4、测量器具的准确度选择-经验测量器具应根据被测量物体的测量准确度进行选择.所选用的测量器具的极限误差应不大于被测量物体的极限误差.通常为测量任务公差的1/3-1/10.计量 -是实现单位统一、量值准确的活动； -既包括技术的含义，也包括管理 的含义。测量 -是以确定量值为目的的一组操作； -主要指技术性的，测量包含于计量之中。 计量不同于一般的测量,测量是以确定量值为目的的一组操作，一般不具备、也不必完全具备计量的四个特性。计量既属于测量而又严于一般的测量，在这个意义上可以狭义地认为，计量是与测量结果置信度有关的、与测量不确定度联系在一起的一种规范化的测量。,谢谢,