计量基础知识不确定度和数据处理
计量基础知识
计量基础知识计量基础知识是现代科学技术中非常重要的一部分。
它研究物理量的测量方法与标准，是实验科学和工程技术的基础。
本文将从计量基本概念、计量的意义、计量方法和计量标准等角度，详细介绍计量基础知识。
一、计量基本概念计量是指通过一定的方法和装置，将物理量的数值与单位联系在一起的科学活动。
在计量中，物理量是可以通过测量得到的基本属性，单位是为了表达物理量数值和测量结果的标准的衡量规范。
二、计量的意义计量在科学、工程和国民经济中具有极其重要的地位和作用。
通过计量，可以准确地描述和表达物理现象，可以为科学实验提供可靠的数据依据，可以为工程技术提供可行的设计方案，可以为贸易交流提供统一的计量标准。
三、计量方法计量方法是指通过一系列的操作和测量步骤，获得物理量的数值的过程。
常见的计量方法包括直接测量法、间接测量法和比较测量法等。
其中，直接测量法是通过直接观察和读数的方式，获得物理量的数值；间接测量法是通过物理原理和数学关系，将所要测量的物理量转化为已知的物理量进行测量；比较测量法是通过将所要测量的物理量与已知的参照物进行比较，确定其数值。
四、计量标准计量标准是指用于量化物理量数值的一套一致的规范和方法。
计量标准分为国际标准、国家标准和行业标准等多个层次。
国际标准由国际计量组织制定和管理，用于在全球范围内保持计量的统一与一致；国家标准由各国计量机构制定和管理，用于在国内建立统一的计量体系；行业标准是根据具体的行业需求，由相关单位或组织制定和管理的标准。
五、计量器具计量器具是进行计量的工具和设备，包括标准器、测量仪器和实验装置等。
标准器是一种已知准确度的计量器具，用于校准其他计量器具；测量仪器是用于对物理量进行测量和记录的工具，如千分尺、量杯等；实验装置是用于进行科学实验和工程测试的设备，如天平、显微镜等。
六、计量误差计量误差是指测量结果与真实值之间的差异。
由于各种因素的影响，测量结果往往无法完全与真实值一致，会存在误差。
计量检定人员计量基础知识
计量检定人员计量基础知识概述计量检定是指通过一系列的测试和检查，对仪器仪表进行准确度的验证和确认的过程。
计量检定人员是负责进行计量检定工作的专业人员，他们需要掌握一定的计量基础知识。
本文将介绍计量检定人员需要了解的计量基础知识。
1. 计量单位计量单位是用来表示某一物理量大小的标准。
常见的计量单位包括长度、质量、时间、电流等。
计量检定人员需要了解不同物理量的计量单位，并且掌握各种单位之间的换算关系。
以长度为例，国际单位制的基本单位是米（m），其他常用的长度单位包括千米（km）、厘米（cm）、毫米（mm）等。
计量检定人员需要知道不同单位之间的换算关系，例如1 km等于1000 m，1 cm等于0.01 m。
2. 准确度与精确度在计量检定中，准确度和精确度是两个重要的概念。
准确度是指测量结果与真实值之间的接近程度，而精确度是指多次测量结果之间的接近程度。
准确度受到仪器仪表和环境条件等因素的影响，计量检定人员需要了解不同类型的仪器仪表的准确度要求，并且能够根据实际情况判断测量结果的准确度。
精确度则受到测量方法和操作技巧等因素的影响，计量检定人员需要掌握正确的测量方法和操作技巧，以提高测量结果的精确度。
3. 不确定度不确定度是用来表示测量结果的不确定程度的指标。
计量检定人员需要了解不确定度的概念，并且能够计算和评估测量结果的不确定度。
不确定度的确定需要考虑多种因素，包括测量仪器的误差、环境条件的变化、操作者的技术水平等。
计量检定人员需要通过适当的方法来估计和计算不确定度，以提供可靠的测量结果。
4. 仪器仪表的特性计量检定人员需要了解不同类型的仪器仪表的工作原理和特性。
不同类型的仪器仪表在测量范围、灵敏度、重复性等方面有所不同，计量检定人员需要根据具体的需要选择适当的仪器仪表，并且了解它们的适用范围和使用方法。
5. 测量方法和技术计量检定人员需要掌握各种测量方法和技术，在具体的计量检定工作中选择合适的方法和技术，并且能够正确地进行测量和分析。
计量基础知识
经过冷处理，其
与大多数在
）要在“0”位以下
dp/VDp/Vdip/VDep
记作B面
θ/sin ω)
（最终
(1) 当实际角度比名义角度小时，标注负值
(2) 当实际角度比名义角度大时，标注正值
备注：角度后面的尺寸标注应该把由于角度引起的误差与直径偏差相结合
圆锥滚道的测量测量
Ф150.4+0.1 ，“0"0"更不能对表时很容易把“
注内圈大头直径角度标注方法：
（1）当实际角度比名义角度小时，标注正值
（2）当实际角度比名义角度大时，标注负值。
差。
非标样圈正公差，（
述
）
记作N
+ω
公式是：
正值
注负值
负值
注正值
注正值
注负值
负值
正值
角度引起的误差与直径偏差相结合计算。
旦把
注正值注负值负值正值。
计量基础知识二
根据上式，知道了仪表的准确度等级K、测量上 限，就可以求出仪表各分度的最大允许绝对误差。
误差基础
案例： 设某一被测电流为70mA，现有一块0.1级,标称 范围为0~300mA；另一块是0.2级,标称范围为 0~100mA,采用哪块表测量准确度高。 0.1级:相对误差=(0.1%×300)/70=0.43% 0.2级:相对误差=(0.2%×100)/70=0.28% 用0.2级表测量准确度更高
测量不确定度评定与表示
f.测量仪器的计量性能的局限性； g .测量标准或标准物质的不确定度； h.引用的数据或其他参量的不确定度； i.测量方法和测量程序的近似和假设； j.在相同条件下被测量在重复测量中的变 化。
测量不确定度评定与表示
3.标准不确定度的A类评定 基本方法： 在重复性条件或复现性条件下得出n
误差基础
例：一个测量范围0~16MPa，1.6级
的压力表，在8MPa处的实际值为 7.85MPa，其相对误差为
x 8 7.85 r 100% 100% 1.9% X0 7.85
或
x 8 7.85 r 100 % 100 % 1.9% X 8
误差基础
个观测结果xk，随机变量x的期望值 x x 的最佳估计是n次独立测量结果的算 术平均（ 又称为样本平均值）
1 x xk n k 1
n
测量不确定度评定与表示
观测值的实验方差：
1 n 2 s( xi ) ( xi x) n 1 i 1 S(xi)称为样本标准差或实验标准差，表示实验 测量列中任一次测量结果的标准差。通常以独 立观测列的算术平均值作为测量结果，测量结 果的标准不确定度为
计量基础知识(计量单位、数据处理、不确定度)
二、计量基础知识（计量单位、数据处理、不确定度）范围：实验室、业务、质保、技术与设备等岗位人员一、法定计量单位1、填空题（共30题，每题2分）1.1 国际单位制的国际通用符号是（），它是由（）规定的，来源于法文。
解答：SI；国际计量大会1.2对计量单位的符号，国际计量大会有（）规定．我国原则上采用了这些符号，称（）。
解答：统一的；国际符号1.3在国际单位制的基本单位中，长度的计量单位名称是（），计量单位的符号是（）。
解答：米；m1.4在国际单位制的基本单位中，质量的计量单位名称是( )，计量单位的符号是( )。
解答：千克（公斤）；kg1.5在国际单位制的基本单位中，时间的计量单位名称是( )，计量单位的符号是( )。
解答：秒；s1.6在国际单位制的基本单位中，电流的计量单位名称是( )，计量单位的符号是( )。
解答：安(培)；A1.7在国际单位制灼基本单位中，热力学温度的计量单位名称是（），计量单位的符号是（）。
回答：开〔尔文〕；K1.8在国际单位制的基本单位中，物质的量的计量单位名称是（），计量单位的符号是（）。
解答：摩〔尔〕；mo11.9在国际单位制的基本单位中，发光强度的计量单位名称是（），计量单位的符号是（）。
解答：坎［德拉］；cd1.10在国际单位制的辅助单位中，平面角的计量单位名称是（），计量单位的符号是（）。
解答：弧度； rad1.11在国际单位制的辅助单位中，立体角的计量单位名称是（），计量单位的符号是（）。
解答：球面度；sr1.12在国际单位制具有专门名称的导出单位中，频率的计量单位名称是( )，计量单位的符号是（）。
解答：赫［兹］；Hz1.13在国际单位制具有专门名称的导出单位中，力（包括重力）的计量单位名称是( )，计量单位的符号是( )。
解答：牛［顿］；N1.14在国际单位制具有专门名称的导出单位中，压力（压强、应力）的计量单位名称是( )，计量单位的符号是( )。
解答：帕［斯卡］；Pa1.15在国际单位制具有专门名称的导出单位中，功率（辐射通量）的计量单位名称是( )，计量单位的符号是( )。
计量基本知识
计量基本知识第一章计量基本概念和术语1．计量：实现单位统一，量值准确可靠的活动。
1．1计量的内容：①计量单位与单位制；②计量器具（或测量仪器），包括实现或复现计量单位的计量基准、标准与工作计量器具；③量值传递与溯源，包括检定、校准、测试、检验与检测；④物理常量、材料与物质特性的测定；⑤不确定度、数据处理与测量理论及其方法；⑥计量管理，包括计量保证与计量监督等。
1．2 计量的特点①准确性：指测量结果与被测量真值的一致程度。
由于实际上不存在完全准确无误的测量，因此在给出量值的同时，必须给出适应于应用目的或实际需要的不确定度或误差范围，否则量值不具备充分的实用价值。
所谓量值的准确性，即是在一定的不确定度、误差极限或允许误差范围内的准确性。
②一致性：指在统一计量单位的基础上，无论在何时何地、使用何种计量器具，以及由何人测量，只要符合有关要求，其测量结果就应在给定的区间内有其一致性。
也就是说，测量结果是可重复、可再现（复现）、可比较的。
计量的一致性不仅限于国内，也适用于国际。
③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则不确定度的连续比较链，与计量基准联系起来。
量值溯源：是指自下而上通过不间断的校准而构成的溯源体系。
量值传递：是指自上而下通过逐级检定而构成的检定系统。
④法制性：来自计量的社会性，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。
1．3《计量法》《中华人民共和国计量法》于1985年9月6日经全国人大常委会审议通过，于1986年7月1日施行。
立法宗旨是：加强计量监督管理，保障国家计量单位制的统一和量值的准确可靠，有利于生产、贸易和科学技术的发展，适应社会主义现代化建设的需要，维护国家、人民的利益。
1．4 量：现象、物体或物质可定性区别和定量确定的属性。
定性区别是指量在特性上的区别，如几何量、电学量、热学量等。
定量确定上指确定具体的量，又称特定量。
如零件的长度，电阻的大小等。
计量基础知识-不确定度评定和数据处理
第三节
标准不确定度分量的评定
一、 标准不确定度的A类评定 用对测量数据处理的统计方法进行评定,用 计算得到的实验标准偏差表征。 用算术平均值作为测量结果时，测量结果 _ 的A类标准不确定度为： u A s ( x) s ( x) / n
如果只测量1次，则 如果测量m次，则
u A s( x)
3
第一节
测量不确定度评定的一般要求
一、测量不确定度评定步骤
4、确定各输入量的标准不确定度u(xi) 根据各输入量标准不确定度评定方法的不同，分为标准 不确定度的A类评定和标准不确定度的B类评定。 A类评定：对测量样本统计分析进行不确定度评定的方 法。用 A类评定方法得到的标准不确定度称 A类标准不 确定度。用实验标准偏差表征。 B类评定：用不同于测量样本统计分析的其他方法进行 的不确定度评定的方法。它是基于经验或其他信息的假 定概率分布估算的，也可用标准偏差表征。
8
关于数学模型
(1) 数学模型是测量不确定度评定的依据，但是数学模 型或者说是测量模型可能与计算公式不一致。 (2) 数学模型不是唯一的。如果采用不同的测量方法和 测量程序，就可能有不同的测量模型。 (3) 数学模型可以很复杂，也可以很简单。 (4) 理论上数学模型可由测量原理导出，但实际却不一 定都能做到，有时甚至根本无法写出数学模型。 这时可以先把对Y有影响的Xi找到，xi对y的影响可以 表示为yxi，数学模型可以写为：
6
第二节 不确定度的来源
1、被测量的定义不完全 2、被测量的定义值的复现不理想 3、被测量的样本可能不完全代表定义的被测量 4、对环境条件的影响认识不足 5、人员的读数偏差 6、测量仪器计量性能的局限性（如分辨力等） 7、测量标准或测量设备不完善 8、在数据处理时所引用的常数或其他参数的不准确 9、测量方法、测量系统和测量程序不完善 10、在相同条件下，被测量重复观测值的随机变化。 11、修正不完善 7
计量基础知识培训课件
商业计量
总结词
商业计量是指在商业贸易中使用的测量技术，涉及到商品的 质量、数量、度量衡等，是保障商业贸易公平、公正的重要 手段。
详细描述
商业计量涉及到商品的质量检测、度量衡的统一和标准化， 以及各种商业贸易中使用的测量设备的准确性和可靠性。商 业计量还涉及到贸易结算的计量数据管理，以确保贸易双方 的权益得到保障。
计量标准与标准物质
计量标准是指经国家权威机构批 准，用于统一量值的标准设备或
测量仪器。
标准物质是指具有确定化学成分 、物理特性和生物活性的物质， 用于校准计量器具、评估测量准
确度和保证测量一致性。
计量标准和标准物质是保证量值 准确可靠的重要手段，对于维护 国家利益和社会公共利益具有重
要作用。
计量认证与认可
工业计量
总结词
工业计量是指在工业生产过程中对各种参数进行测量的技术，是保障工业生产安全、稳定、高效的重要手段。
详细描述
工业计量涉及的参数包括温度、压力、流量、物位、重量等，通过对这些参数的准确测量，可以确保生产过程的 稳定性和产品质量的一致性。工业计量还涉及到各种测量仪表和设备的选用、校准和维护，以确保测量数据的准 确性和可靠性。
03
计量误差与不确定度
计量误差
分类
根据误差的性质和来源，计量误 差可分为系统误差、随机误差和 过失误差。
系统误差
由于测量设备本身的不完善、环
境因素的变化以及操作方法的偏 差等因素引起的误差，具有重复
性和规律性。
随机误差
由于随机因素引起的误差，具有 无规律性，每次测量的结果都可 能不同。
定义
计量误差是由于测量设备、环境 、操作方法等因素引起的测量结 果与真实值之间的差异。
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第一节 测量不确定的评定的一般要求
二、 评定时的注意事项
1、在分析测量不确定度的来源时，应充分考虑各项 不确定度分量的影响，不遗漏，不重复。
2、标准不确定度分量的评定，可以采用A类评定方 法，也可采用B类评定方法，采用何种评定方法根 据实际情况选择。
3、采用A类评定方法时，如果怀疑测量数据有异常 值，应按统计判别准则判断并剔除测量数据中的 异常值，然后再评定其标准不确定度。
注意：黑箱模型中灵敏系数为1
12 计量基础知识不确定度和数据处理
第三节 标准不确定度分量的评定
一、 标准不确定度的A类评定 ➢ 用对测量数据处理的统计方法进行评定,用
计算得到的实验标准偏差表征。
➢ 用算术平均值作为测量结果时，测量结果 的A类标准不确定度为： _
(3) 数学模型可以很复杂，也可以很简单。 (4) 理论上数学模型可由测量原理导出，但实际却不一
定都能做到，有时甚至根本无法写出数学模型。 这时可以先把对Y有影响的Xi找到，xi对y的影响可以
表示为yxi，数学模型可以写为：
9 计量基础知识不确定度和数据处理
关于数学模型
y=f(x1，x2，，xn) ——透明型模型
4、确定各输入量的标准不确定度u(xi) 根据各输入量标准不确定度评定方法的不同，分为标准 不确定度的A类评定和标准不确定度的B类评定。 A类评定：对测量样本统计分析进行不确定度评定的方 法。用A类评定方法得到的标准不确定度称A类标准不 确定度。用实验标准偏差表征。 B类评定：用不同于测量样本统计分析的其他方法进行 的不确定度评定的方法。它是基于经验或其他信息的假 定概率分布估算的，也可用标准偏差表征。
y=yx1+yx2++yxn ——黑箱模型
当xi对y的影响以比例形式出现时：
y=yx1yx2yxn ——黑箱模型
在许多情况下，测量模型是混合型的，即
y=f(x1，x2，，xn) +yx1+yx2++yxn y=f(x1，x2，，xn)yx1yx2yxn
10 计量基础知识不确定度和数据处理
关于数学模型
4、若对测量结果进行修正，修正值不应记在不确定 度内，但应考虑由修正不完善引入的不确定度。
6 计量基础知识不确定度和数据处理
第二节 不确定度的来源
1、被测量的定义不完全 2、被测量的定义值的复现不理想 3、被测量的样本可能不完全代表定义的被测量 4、对环境条件的影响认识不足 5、人员的读数偏差 6、测量仪器计量性能的局限性（如分辨力等） 7、测量标准或测量设备不完善 8、在数据处理时所引用的常数或其他参数的不准确 9、测量方法、测量系统和测量程序不完善 10、在相同条件下，被测量重复观测重的随机变化。 11、修正不完善
(3)
1 计量基础知识不确定度和数据处理
第六章 测量不确定度的表示与评定
标准不确定度分量:用ui表示 A类标准不确定度:用uA 表示，B类标准不确定度:用uB 表示 合成标准不确定度：用uc 表示 扩展不确定度：由合成标准不确定度的倍数表示的测量不确 定度。用U表示 U=k uc 包含因子:为获得扩展不确定度而用作合成标准不确定度的倍 乘因子，用k 表示
置信水平:用P表示；自由度:用 表示。
X U
X
X U
U
置信区间
2 计量基础知识不确定度和数据处理
第六章 测量不确定度的表示与评定
第一节 测量不确定评定的一般要求
一、测量不确定度评定步骤
1、确定被测量和测量方法
测量方法包括测量原理、测量仪器及其使用条件、测量 程序、数据处理程序等。
2、分析并列出对测量结果有明显影响的不确定的来源
1、用测长仪比较测量法测量量块的长度，数学模型可表示
为：
lls的电压示值，数学模型为
y=yx1+yx2++yx6 ——黑箱模型
yx1 ：标准表不准引入的不确定度； yx2 ：信号源两次读数间的漂移引入的不确定度； yx3 ：开关两路的不一致性引入的不确定度； yx4 ：各种随机因素引入的不确定度，即测量数据的重复性； yx5 ：波形失真引入的不确定度； yx6 ：被检表的分辨力；
7 计量基础知识不确定度和数据处理
例：用比较法校准一台电压表在1MHz频率时的1V电压示值，分 析校准的不确定度来源。
可能的不确定度来源：
1. 标准表不准引入的不确定度；
2. 信号源两次读数间的漂移引入的不确定度；
3. 开关两路的不一致性引入的不确定度；
4. 各种随机因素引入的不确定度，即测量数据的
4 计量基础知识不确定度和数据处理
第一节 测量不确定评定的一般要求
一、测量不确定度评定步骤
5、确定对应于各输入量的标准不确定度分量ui (y)
ui(y)ciu(xi)xfi u(xi)
6、对应各标准不确定度分量ui (y)进行合成，得 到合成标准不确定uc。
7、确定被测量Y可能值分布的包含因子 8、确定扩展不确定度U=kuc 9、给出测量不确定度报告
11 计量基础知识不确定度和数据处理
关于数学模型
3、利用感应分压器进行衰减测量时，数学模型为：
y =20log(D1/ D2) + yx1+yx2+ yx3 +yx4 ——混合模型
yx1 ：混频器非线性引入的不确定度分量 ； yx2 ：噪声及泄漏引入的不确定度分量 ； yx3 ：各种随机影响带来的不确定度分量 ； yx4 ：失配引入的不确定度分量 ；
3、建立满足测量不确定度评定所需的数学模型
建立数学模型也称为测量模型化，即建立被测量和所有 影响量之间的函数关系。数学模型中应包括所有对测量 不确定度有影响的输入量。
Y=f(X1,X2,…，Xn)
Xi 为输入量，Y为输出量。
3 计量基础知识不确定度和数据处理
第一节 测量不确定评定的一般要求
一、测量不确定度评定步骤
重复性；
5. 波形失真引入的不确定度；
标准表
6. 被检表的分辨力； 信号源
开关
7. 其他。
计量基础知识不确定度和数据处理
被检表
8
关于数学模型
(1) 数学模型是测量不确定度评定的依据，但是数学模 型或者说是测量模型可能与计算公式不一致。
(2) 数学模型不是唯一的。如果采用不同的测量方法和 测量程序，就可能有不同的测量模型。