力学计量简介
第三章 第五节 力学单位制
第三章第五节力学单位制
在物理学和工程学中，力学单位制是最为基础的一种计量单位制。
本文将介绍力学单位制的定义、基本单位、导出单位以及应用等方面。
一、定义
力学单位制是一种物理学量单位制，它使用质量、长度和时间作为
基本量，描述物质的运动和相互作用。
力、位移、速度等物理量都是
在该计量单位制下定义的。
二、基本单位
力学单位制的基本单位包括米、千克和秒，分别表示长度、质量和
时间。
其中，千克是保持不变的国际单位，米和秒的定义也是经过严
格规定的。
三、导出单位
在力学单位制中，除了基本单位之外，还有一些导出单位。
例如，
牛顿是用于描述力的单位，定义为kg·m/s²。
米每秒是用于描述速度的
单位，表示每秒的位移距离。
焦耳是用于描述能量的单位，定义为牛顿·米。
四、应用
力学单位制在物理学和工程学中都有广泛应用。
在物理学中，它用
于描述物体的运动、碰撞、相互作用等现象。
在工程学中，它用于设计、生产和测试各种机械装置和设备。
综上所述，力学单位制作为一种基础的计量单位制，在物理学和工程学中拥有重要的地位和应用价值。
对于学习和研究相关领域的人员来说，了解和掌握该计量单位制非常必要。
计量领域的“十大计量”
一二三四五计量领域的“十大计量”简介 计量是指实现单位统一、量值准确可靠的活动，是当代经济发展必须支撑的条件，是信息化的基础。
根据被测物理量的分类，可以分为长度计量、热工计量、力学计量、电磁计量、无线电计量、时间频率计量、声学计量、光学计量、化学计量、电磁辐射计量十大计量。
十大计量之长度计量 长度计量是对物体几何量的测量技术，包括：线纹、端度、平面度、角度、粗糙度、渐开线样板等。
生活中常用到直尺、钢卷尺，在军事和交通中广泛应用的卫星定位系统等，都是长度计量的研究成果。
十大计量之热工计量(温度计量) 热工计量利用各种物质的热效应来测量温度的计量技术。
包括：热电偶、热电阻、水银温度计、红外温度计、温度灯、温度仪表及自动测控装置、温度巡检仪、热象仪等。
十大计量之力学计量 力学计量是涉及质量、力值、密度、容量、力矩、机械功率、压力、真空、流量以及位移、速度、加速度、硬度等量的测量。
包括：质量、容量、流量、粘度、密度、真空、力值、硬度、重力、力矩、压力、转速、振动、冲击等。
如市场上的公平秤、电子计价秤、水表、燃气表、出租车计价器等准确与否都是由力学计量来保证的。
十大计量之电磁计量 电磁计量是根据电磁基本原理，应用各种电磁标准器和电磁仪表，对各种电磁物理量进行测量。
包括直流和交流的阻抗和电量、精密交直流测量仪器仪表、模数/数模转换技术、磁通量、磁性材料和磁记录材料、磁测量仪器仪表以及量子计量等。
近年来，变频调速技术的快速发展，变频测量仪器仪表的计量达到新的要求，变频测量仪器仪表的计量法规以及法定单位滞后于变频调速技术的发展，导致变频计量混乱的局面。
随着《JJF 1559-2016变频电量分析仪校准规范》、《JJF 1558-2016测量用变频电量变送器校准规范》的发布以及国家变频电量计量站正式挂牌成立，变频测量仪器仪表的计量得以规范。
十大计量之无线电计量 无线电计量指无线电技术所用全部频率范围及电气特性的测量。
力学计量讲义(含质量、容量、压力等等)
2、秤的准确度等级
1）秤的准确度等级划分的依据是检定分度值 （e）和检定分度数（n）。按检定分度值 （e）划分准确度等级。表示绝对准确度；按 检定分度数（n）划分准确度等级，表示相对 准确度。 2）非自动秤的准确度等级分为两级，即中准 确度级（3级）和普通准确度级（4级）。 3）非连续累计自动衡器的准确度等级共分为 4个；0.2级、0.5级、1.0级、2.0级。
三、常用衡器的检定
• 1、术语解释 • 秤：利用作用于物体上的重力来测定物体质 量的计量仪器。 • 非自动秤：在秤重过程中需要人员操作的称 （如加载或卸去载荷） • 最大称量：不计算添加皮重在内的最大秤重 能力。EMax • 最小称量：载荷少于该值时称量结果可能产 生过大的相对误差。EMin
实际分度值：以质量单位表示的（模拟示值）相 邻两刻线对应的 值的差，和（数字示值）相邻 两示值得差。用d表示。 检定分度值：用于对秤分级和检定时使用的，以 质量单位表示的值。用e表示。通常检定分度值 等与实际分度值，e = d 秤的灵敏度：对于给定的被测质量值的灵敏度k 可表示为被观测变量L与被测质量M相应变化量 △M之商，即k= △L/ △M.(实际上就是放大倍数） 鉴别力：秤对载荷微小变化的反应能力。
（5）、灵敏度测试
• 灵敏度测试也在秤量测试过程中进行 • a:确定灵敏度测试的秤量，增铊标尺秤和游铊标尺秤在标尺 最大量值和最大称量处进行。 • b:在秤量测试过程中，当测至增铊标尺，游铊标尺最大量值 的准确度时调整游铊使计量杠杆停留在距示准器下沿1毫米 处不动。 • c:加载小砝码（量值为秤的最大允许误差）使杠杆摆动。 • d:用手组织杠杆摆动， • e:记录杠杆力点端加小砝码前后的移动距离。 • f:在最大秤量测试灵敏度时重复b、c、d、e的程序。 • g:对小于100公斤的秤位移至少应为3毫米。对大于100公斤 的秤位移至少应为5毫米。 • h:确定该秤是否通过测试。
力学计量仪器检定应注意问题和对策解析
力学计量仪器检定应注意问题和对策解析摘要：近些年来力学计量的使用范围越来越广泛，主要都包括对力的值、质量、振动频率等一些相关的计量测试。
力学计量是在早期牛顿力学计量作为基础，以质量为基本的力学。
自力学计量诞生到至今，基本的体系都已经发展的比较完善，随着科学的进步，显示技术以及自动化技术等都被运用到了力学计量仪器检定当中，并充分的发挥了自身应有的价值。
本文就针对力学计量仪器检定应注意问题和相关的对策进行分析。
关键词：力学计量仪器;注意问题;对策解析0引言在力学计量仪器检定中，需要做好应该的前期计量测量的准备。
在力学计量进行实验中，需要根据实验的具体标准选择相应的计量仪器，同时对于所选择的计量仪器要做好相关的质量检测，掌握好各类计量仪器的检定规律。
在实际检测中，要准确的辨别真伪，做好质量管理问题，保证计量仪器达到规范的标准。
1关于力学计量仪器检定的基本理念1、1振动计量仪器检定的基本理念1、2力值计量的基本理念在18世纪60年代，力值计量的主要传递和测试的使用都是由水银箱的模式去表达，但是准确度确受到了局限性，新型的设备现在不断的出世，至此到现在，力值的规范标准设备可以分为多种形式去检定。
然而我国现如今已经逐渐完善了力值计量的质量，并且具有相关的完整检测方式。
1、3流量计量仪器检定的基本理念所谓流量计量仪器检定就是依据一定的流动区，将流量计量进行合适的分割，具体都可以分成为水、气等一些液体流量计量的类型。
并且流量的质量要进行严格的检测，在具体的计量方法上面需要保持一致性。
目前，流量计量的发展现象为两种情况，即为动态的流量标准计量，还有就是极端计量值的具体的规范研发。
1、4压力计量仪器检定的基本理念压力计量仪器检定可以分成动态与静态的两种形式，其中，动态计量仪器检定可以分成为激波管道与正弦两种。
静态检定都包括对比检定以及砝码检测的这两种形式。
激波管道的具体使用原理为，由于激波管中所承受的压力较大，这种压力可以传到动态压力传感器中，同时记录下其影响在检定压力传感器的过程，然后运用合适的计量手段获取相关的传递数据。
力学计量3-容量与密度
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三 容量计量器具检定系统
系统框图如P72 图2-2
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四 小容量计量
大容量计量范围： >20L 小容量计量范围：<=20L
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四 小容量计量
1 小容量计量器具 玻璃制成，多位玻璃容器，热膨胀系数小。 标准玻璃量器
哪些是量出 式？量入式 ？
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基本玻璃量器，也称工作玻璃量器
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2 小容量计量器具的检定
V20 = Vt 2 [1 + 3α 2 (t2 − 20)] ≈ VA [1 + 3α1 (t1 − 20) + 3α 2 (t2 − 20) + β w (t2 − t1 )]
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三 几何测量法
对大型量器测量其容量，可以通过测定其几何尺 寸，经过计算来求得其实际容量值及其误差，并 列出容量-高度关系表，及容积表。
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四 浮计的检定
玻璃浮计的检定采用直接比较检定法 1 检定用液及其配制 表3-5 实验室常用的检定液
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四 浮计的检定
特定密度溶液的配制及注意问题
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2 浮计的检定 浮计刻度标尺的示值误差检定
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作业
P106 2,6,8,12,16
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64
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（2） 固体密度测量 第一步：称量物体质量 第二步：称量空密度瓶质量 第三步：用蒸馏水确定密度瓶体积 第四步：放入物体，称量空密度瓶质量
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3 浮计测量法
浮计测量法：是利用浮计进行液体密度测量的 一种方法，特点是结构简单、携带方便 、能直接读数、测量迅速。 （1） 浮计的分类 固定体积 固定质量 密度计 浓度计 特殊用途密度计，如波美计
（1） 流出时间和等待时间 流出时间：为保证从量出式量器中流出特定的容量 ，必须规定一定的排液时间，这个时间就称为“流 出时间” 等待时间：为使器壁上残留的液体充分流出，在液 体排完后，即液体断流后规定了一定的时间，让其 继续滴流，这个时间成为“等待时间”。
力学计量的几个基本概念
一，力学计量的几个基本概念1.1 什么是力学计量力学计量是发展最早的计量领域之一，它包括质量﹑力值﹑扭矩﹑硬度﹑压力﹑振动﹑冲击﹑流量﹑流速﹑转速﹑容量﹑加速度等的计量测试。
其理论基础是牛顿力学定律，即力=质量×加速度[1]。
1.2 质量计量质量就是物质多少的量度，它是个不变量，不会因为地理位置变化而改变。
质量计量是力学计量的重要内容之一，它同人们的生产﹑生活息息相关，几乎各种计量都离不开质量。
物体物质大小相差很悬殊，因此质量计量的范围很宽，质量计量的目的就是建立质量标准，测试物质的质量[2]。
质量计量是由度量衡中的衡发展而来的，其主要计量器具是砝码，天平，秤和各种衡器，凡是用来测量质量或用质量原理来检查和控制生产过程的测量仪器称为秤，秤又统称为衡器，一般人们把精度在万分之一以上的秤称为天平[1]。
1.3 密度计量密度是指分布在空间﹑面或线上的物质﹑各微小部分包含的质量对其体积﹑面积或长度之比。
均匀物质的密度ρ(或非均匀物质的平均密度)为其质量m与体积V之比，即ρ=m/VSI中密度的单位是千克每立方米[1]。
平常所说的液体浓度也是指密度而言。
物质的浓度可以用物质的质量浓度和物质的量浓度来表示，物质A的质量浓度定义为A的质量除以混合物的体积，以千克每升为计量单位，A的物质的量浓度定义为A的物质的量除以混合物体积，单位是摩尔每立方米。
密度计量主要靠各种类型的密度计来实现，如石油密度计﹑酒精密度计﹑海水密度计等，此外，密度计量还包括标准溶液的配制等内容[2]。
1.4 力值计量力就是物体之间的相互作用，这种作用使物体状态发生改变。
力是矢量，要确定一个力必须确定其大小﹑方向和作用点。
由于地球表面物体都受到重力的作用，所以重力对人类密切相关，人们把特制物体（砝码）的重力值作为基﹑标准机设计基础。
力值计量就是要保证这些基﹑标准设备所显现力值的准确可靠，并进行力的量值传递和测量[2]。
力值计量在工程和科学技术领域中有广泛运用，工程单位制中力值单位是千克牛，符号为kgf,1kgf=9.80665N。
计量检定收费标准-力学(L)
点
3150 7000 9100 560 1050 1680 2100 2700 3150 5600 600
1400
2000
2800 480 560
910 300 400
560
L－018 －457
L－019 －458 L－020 －459 L－021 －460
分度吸管
滴定管 液体量提 注射器
A.B级
1400
L-006169
L-007170
L-008171
L-009172
L－009 －448 L－010 －449 L－011 －450
L－012 －451
非连续累 计自动衡 器
0.2，0.5 0.2，0.5
0.5，
电子皮带 1.0，2.0
秤
0.5，
1.0，2.0
X(0.2)， X(0.5)，
重力式装 X(1.0)
L－050
－489
负荷传感 器
1×10-4
3×10-4 3×10-4
0.01
(50~1000 )kN
台
0.03 6kN以内 台
0.03 5~50kN 台
3×10-4
0.03
50~200k N
台
3×10-4
0.03
200~2000 kN
台
L-046209
3×10-4
0.03
(2~20)M N
台
5×10-4 0.05 6kN以内 台
m≤
台
≤1050000kkgg
台
II
≤60kg 台
60kg～
II
1000kg (含
台
1000kg)
1000kg～
力学计量、热工计量
针对复杂热工环境下的多物理场耦合问题，发展多物理场耦合测量 技术，提高测量的准确性和可靠性。
力学计量与热工计量未来发展方向
跨学科融合
高精度、高稳定性测量
力学计量与热工计量作为两个不同的学科 领域，未来将进一步融合，共同推动相关 领域的发展。
随着科技的进步和应用需求的提高，力学 计量与热工计量的测量精度和稳定性将不 断提高。
弹性式压力计
利用弹性元件（如弹簧管、膜片等）在压力作用下产生变形，通过测量变形量来推算压力 。这种方法结构简单、测量范围宽，但精度相对较低。
负荷式压力计
通过测量作用在单位面积上的力来推算压力，如活塞式压力计。这种方法测量精度高，但 需要定期校准和维护。
振弦式压力计
利用振弦在压力作用下的振动频率变化来推算压力。这种方法具有高精度、高稳定性等优 点，适用于长期监测和自动控制等领域。
热工计量的意义
热工计量在能源、化工、冶金、航空 航天等领域具有广泛应用，对于保障 生产安全、提高产品质量、节约能源 等方面具有重要意义。
热工计量发展历史
01
早期发展阶段
热工计量的起源可以追溯到古代，人们通过观察和实验逐步掌握了热现
象的基本规律，并开始使用简单的测量工具进行温度、热量等参数的测
量。
02
军事领域
在军事领域，力学计量对于武 器装备的性能测试和评估具有 重要作用。
其他领域
在环境监测、医疗卫生、食品 安全等其他领域，力学计量也
发挥着重要作用。
02 热工计量概述
热工计量定义与意义
热工计量定义
热工计量是研究热现象中物理量的测 量、控制和标准化的一门科学，涉及 温度、热量、压力、流量等热工参数 的测量。
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力学计量简介
力学计量简介
力学计量主要包括质量、力值、扭矩、硬度、压力、真空、震动、冲击、转速、恒加速度、流量、流速、容量等计量测试。
力学计量的理论基础是牛顿力学。
质量是一个基本的物理量，单位是kg。
质量是物体所具有的一种属性，它表征物体的惯性和它在引力场中相互作用的能力，质量是标量。
质量计量的准确性不仅取决于砝码，还取决于天平。
力是物体之间的相互作用。
力的计量单位是N。
测力的方法可以分为两类，即通过对质量和加速度的测量来求得力值；另一种方法是物体在受力后产生的变形量或与内部应力相应的参数的测量而求得力值。
扭矩是力与力臂的乘积，计量单位N·m。
如果准确地测出力的大小及该力到力的作用点的力臂长度，便可准确地测得力矩值。
硬度是指物体软硬的程度。
硬度本身不是一个确定的物理量，而是一个于物体的弹性形变、塑性形变和破坏有关的量。
硬度计量的方法很多，一般分为静载压入法和动载压入法。
静载压入法有布氏法、洛氏法、表面洛氏法、维氏法和显微硬度法等。
动载压入法有肖氏法等。
压力是指垂直作用于单位面积上的力，单位是Pa。
压力计量可分为静态和动态压力计量。
按压力计量范围大体有微压、低压、中压、高压和超高压等。
测量的具体压力又分为绝对压力、大气压力和表压力等。
真空是在给定的空间内，低于标准大气压的气体状态，使用真空度来描述，单位是Pa。
真空计量标准可以分为绝对标准和相对标准。
绝对标准是真空计量的基础，实际应用是真空标准多为性能稳定的相对标准。
振动是用位移、速度、加速度和频率等物理量来描述。
校准方法一般有绝对法和比较法。
对于加速度计常要校准其灵敏度和灵敏度随频率的变化。
校准装置采用高、中、低频振动标准校准装置等。
冲击是激起系统瞬间扰动的力、位置、速度和加速度的突然变化，该变化的时间要小于系统的基本周期。
冲击加速度的单位是m/s^2。
冲击的校准方法一般分为三种，绝对法、间接法和比较法。
转速或角速度是单位时间的角位移。
标准转速装置是校准和检定转速表的主要装置，由复现转速的装置和转速测量装置组成。
转速的计量单位是r/min。
恒加速度计量是利用标准装置校准线、角加速度计的特性。
线加速度计量是利用静态(低频)加速度标准器校准加速度计的静态数学模型和低频动态特性。
角加速度计量是利用角加速度标准器校准角加速度的静态数学模型和低频动态特性。
流量是在单位时间内通过有效截面流体的体积或质量。
流量计量对流体的体积流量(单位为m^3/h)、质量流量(单位为kg/h)进行计量。
流体流量的测量方法有容积法和称量法。
气体流量的测量方法主要有钟罩法、活塞法和音速喷管等。
流速是单位时间流体流动的距离，最常用的计量单位是m/s。
流速的测量一般有三种基本方法，压差法、热线(膜)法和激光法。
容量是容积内所容纳物质(液体、气体或固体微粒)体积或质量的量，又可称为体积容量或质量容量。
容量的计量方法一般可分为，衡量法、直接比较法和几何测量法。
力学计量主要包括质量、力值、扭矩、硬度、压力、真空、震动、冲击、转速、恒加速度、流量、流速、容量等计量测试。
力学计量的理论基础是牛顿力学。
质量是一个基本的物理量，单位是kg。
质量是物体所具有的一种属性，它表征物体的惯性和它在引力场中相互作用的能力，质量是标量。
质量计量的准确性不仅取决于砝码，还取决于天平。
力是物体之间的相互作用。
力的计量单位是N。
测力的方法可以分为两类，即通过对质量和加速度的测量来求得力值；另一种方法是物体在受力后产生的变形量或与内部应力相应的参数的测量而求得力值。
扭矩是力与力臂的乘积，计量单位N·m。
如果准确地测出力的大小及该力到力的作用点的力臂长度，便可准确地测得力矩值。
硬度是指物体软硬的程度。
硬度本身不是一个确定的物理量，而是一个于物体的弹性形变、塑性形变和破坏有关的量。
硬度计量的方法很多，一般分为静载压入法和动载压入法。
静载压入法有布氏法、洛氏法、表面洛氏法、维氏法和显微硬度法等。
动载压入法有肖氏法等。
压力是指垂直作用于单位面积上的力，单位是Pa。
压力计量可分为静态和动态压力计量。
按压力计量范围大体有微压、低压、中压、高压和超高压等。
测量的具体压力又分为绝对压力、大气压力和表压力等。
真空是在给定的空间内，低于标准大气压的气体状态，使用真空度来描述，单位是Pa。
真空计量标准可以分为绝对标准和相对标准。
绝对标准是真空计量的基础，实际应用是真空标准多为性能稳定的相对标准。
振动是用位移、速度、加速度和频率等物理量来描述。
校准方法一般有绝对法和比较法。
对于加速度计常要校准其灵敏度和灵敏度随频率的变化。
校准装置采用高、中、低频振动标准校准装置等。
冲击是激起系统瞬间扰动的力、位置、速度和加速度的突然变化，该变化的时间要小于系统的基本周期。
冲击加速度的单位是m/s^2。
冲击的校准方法一般分为三种，绝对法、间接法和比较法。
转速或角速度是单位时间的角位移。
标准转速装置是校准和检定转速表的主要装置，由复现转速的装置和转速测量装置组成。
转速的计量单位是r/min。
恒加速度计量是利用标准装置校准线、角加速度计的特性。
线加速度计量是利用静态(低频)加速度标准器校准加速度计的静态数学模型和低频动态特性。
角加速度计量是利用角加速度标准器校准角加速度的静态数学模型和低频动态特性。
流量是在单位时间内通过有效截面流体的体积或质量。
流量计量对流体的体积流量(单位为
m^3/h)、质量流量(单位为kg/h)进行计量。
流体流量的测量方法有容积法和称量法。
气体流量的测量方法主要有钟罩法、活塞法和音速喷管等。
流速是单位时间流体流动的距离，最常用的计量单位是m/s。
流速的测量一般有三种基本方法，压差法、热线(膜)法和激光法。
容量是容积内所容纳物质(液体、气体或固体微粒)体积或质量的量，又可称为体积容量或质量容量。
容量的计量方法一般可分为，衡量法、直接比较法和几何测量法。