第一章 计量基础知识
计量基础知识
计量基础知识计量基础知识第一节量和计量一、量的定义量的定义：现象、物体和物质的可以定性区别和定量确定的一种属性。
由定义可知：被研究的对象可以是自然现象，也可以是物质本身。
同时，应该注意到这个概念的两种含义：一方面是量的定量确定，如人们通常所理解的那样，指量的大小、轻重和长短等概念即量的具体意义；另一方面是指现象、物体和物质的定性区别，把量区别为长度、质量、时间、温度电流和电阻等即量的广义含义。
量总是由数值和计量单位组合表示。
在使用相同计量单位的条件下，较大的数值表示较大的量；较小的数值表示较小的量。
用没有计量单位表示的纯数值表示量的大小是没有意义的。
即量的表示都必须在其数值后面注时计量单位。
量的大小并不随所用计量单位而变，可变的只是单位和数值。
二、量的分类量的分类：在我们的实际工作中，将量按学科划分为十大类：几何量、力学、温度、电磁、电子、时间频率、电离辐射、声学、光学和化学。
1．几何量计量：对物体几何形状所涉及的物理量进行的测量。
主要包括：端度、线纹、角度、表面粗糙度、平面度、直线度、表面几何尺寸的精密测量。
2．力学计量：包括质量、容量、密度、压力、真空、流量、力矩、速度、加速度、硬度、冲击、转速、振动等。
3．温度计量：利用各种物质的热效应，研究测量温度的技术。
按测量范围划分有：超低温、低温、中温、高温、超高温计量。
4．电磁计量：根据电磁学原理，应用各种电磁基、标准器和仪器、仪表，对各种电磁物理现象进行测量，按电、磁特性分为电学计量和磁学计量；直流计量和交流计量；5．电子计量：无线电技术所用全部频率范围内的一切电气特性的测量；6．时间频率计量：时间和频率的计量，时间和频率在数学上互为倒数关系；7．电离辐射计量：计量放射性物质本身有多少的量和计量辐射、被照介质相互作用的量；8．声学计量：专门研究物质中声波的产生、传播、接收和影响特性中有关计量的知识领域；9．光学计量：光辐射在传播过程中功率、能量的转换和变化；在传播过程中光线的行踪；10．化学计量：对种物质的成分和物理特性，基本物理常数的分析、测定。
计量基础知识(培训教材).pptx
• 量值的准确一致，不仅要有一定的技术能力和技术手段，而且还要有 一定的法律、法规做保障，这是计量的社会性所决定的，特别是关系 到国计民生，对人民生活有直接影响的计量必须有法制来保障，否则 量值传递达不到一致性。
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第二章：计量学的分类
计量学包括的专业很多，应用十分广泛， 目前大体上分为10大类
高温计量：其范围为（6000~630）℃，用于炼焦、炼铁、轧量：超过6000℃为高温，主要用于国防和科研，如测量炸弹爆
炸、火箭发射时的温度测量等。
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计量学
3、力学计量
力学计量是一个大类，内容极为广泛，它包 括质量计量、容量计量、密度计量、力值计量、 硬度计量、压力计量、真空计量等。其中质量 计量划分为大质量：20kg以上，中质量： 1g~20kg，小质量：1g以下。
量：现象、物体或物质的可以定性区别和定量确定的属性。计量学中的
量都是指可以测量的量；一般意义的量，如长度、温度、电流；特定 的量，如某根木棒的长度通过某条导线的电流。可以直接相互比较并 按大小排序的量称为同种量，若干同种量合在一起可称为同类量，如 功、热能；厚度、周长等
量制：彼此间存在确定关系的一组量。
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计量的分类
➢ 科学计量：科学计量是指基础性、探索性、先行性的计量科学研
究。例如关于计量单位和单位制、计量基准与标准、物理常数、测量 误差、测量不确定度与数据处理等。
➢ 工程计量：也称工业计量，是指各种工程、工业企业中的应用计
量。例如有关能源或材料的消耗、工艺流程的监控以及产品质量与性 能的测试等。
以部分人体、动物的丝毛、植物果实等为基准
➢ 经典计量阶段.ppt
1875年“米制公约”的签订开始，以宏观器具为基准
计量基本知识
计量基本知识计量第一部分计量基本知识：一、计量管理概论：1、计量的一般概念及其发展概况：人类在认识和改造大自然的过程中，通过思维对自然界的各种现象进行大量的比较，这种用比较方法来确定事物“量”的大小的过程，就是早期“测量”的概念。
测量既然是一个“比较”过程，必然需要一个比较物作为测量的“标准”。
最初作为比较的标准也是任意的，它会因人、因事、因时而改变。
随着人类生产力的发展，人们的劳动成果有了剩余，开始出现了物物交换，出现了商品和商品流通。
商品的流通必须遵循“等价交换”的原则，而经济利益又使人们在交换中“斤斤计较”，这就要求对同一物体在不同的地点，经不同的人的测量结果必须一致，这就是早期的“计量”概念。
计量是以确定量值为目的的一组操作。
计量属于测量的范畴，也可以说是一种特殊形式的为使被测量的单位量值在允许范围内溯源到基本单位的测量。
起初的测量方法是原始的，单位是任意的。
当商品交换、分配形成社会活动的时候，就需要测量的统一，即在一定的准确度内对同一物体在不同地点达到其测量结果的一致。
为此，就要求以法定的形式建立统一的单位制，复现出基准、标准，并以这种基准、标准来检定测量计量器具，保证量值准确可靠，这就出现了“计量”。
因此，计量的含义可以理解为“实现单位统一，量值准确可靠的测量，它涉及整个测量领域”，或者说“是以单位统一，量值准确一致的测量，它对整个测量领域起指导、监督、保证和仲裁作用。
”计量应包括计量学、计量经济、计量法制、计量组织和计量管理等内容。
2、计量学的分类：计量学是计量的基础，它是研究测量、保证测量统一和准确的科学。
计量学包括的专业很多，应用范围十分广泛。
我国目前大体上按专业分为十大类，即几何量计量、温度计量、力学计量、电磁学计量、电子计量、时间频率计量、电离辐射计量、光学计量、声学计量、标准物质计量。
3、计量工作的特点：（1）统一性：统一性是计量工作的本质特征，它主要反映在横向和纵向两个方面。
《计量基础知识》课件
量和准确性。
数据转换
将数据从一种格式或结 构转换为另一种格式或 结构，以便于分析和可
视化。
数据分析
运用统计、机器学习等 方法对数据进行深入分 析，挖掘数据中的规律
和趋势。
数据可视化
通过图表、图像等形式 直观地展示数据，帮助 用户更好地理解和分析
数据。
数据处理应用
计量技术发展趋势
智能化
随着人工智能技术的发 展，未来的计量技术将 更加智能化，能够实现 自适应、自学习等功能 。
网络化
随着物联网技术的发展 ，未来的计量技术将更 加网络化，能够实现远 程、分布式测量和管理 。
微型化
随着微纳米技术的发展 ，未来的计量技术将更 加微型化，能够实现更 小尺度上的测量和应用 。
单位。
应用
国际单位制广泛应用于各个领域 ，包括科学、工程、技术和经济
等。
我国法定计量单位
定义
我国法定计量单位是指国家以法令形式规定使用的计量单位。
构成
我国法定计量单位包括基本单位、辅助单位和导出单位，同时使用 十进制词头来修饰基本单位和导出单位。
应用
我国法定计量单位是我国各个领域中计量工作的基础，也是我国量 值传递和量值溯源的基础。
计量误差
误差定义
01
02
03Leabharlann 误差定义误差是指在测量过程中测 量值与真值之间的差异。
误差的来源
误差可能来源于测量设备 、环境因素、操作人员等 多种因素。
误差的不可避免性
由于测量过程中存在多种 影响因素，误差是不可避 免的。
误差分类
系统误差
系统误差是指在测量过程 中出现的规律性误差，通 常由固定的因素引起。
1计量基础知识(62张)
工程计量 也称工业计量 是指各种工程、工业、 也称工业计量。是指各种工程、工业、 工业计量。 企业中做的实用计量， 企业中做的实用计量，例如有关能源或材 料的消耗、 料的消耗、工艺流程的监控以及产品质量 与性能的测试等。工程计量涉及面甚广， 与性能的测试等。工程计量涉及面甚广， 它是生产过程控制不可缺少的环节( 它是生产过程控制不可缺少的环节(保证产 品互换性和质量) 品互换性和质量)，它保证经济贸易全球化 所必需的测量结果一致性。 所必需的测量结果一致性。 也称应用计量 因为不仅工业， 应用计量。 也称应用计量。因为不仅工业，其它生 产部门也需计量。 产部门也需计量。
4
计量发展过程
一、远古，人类就有测量活动； 远古，人类就有测量活动； 二、随着商品交易，需要统一度量衡； 随着商品交易，需要统一度量衡； 世界贸易导致“米制公约” 签订； 三、世界贸易导致“米制公约” 签订； 科学、 四、科学、技术发展使计量涉及的范围越 来越宽； 来越宽； 现代计量的特点：宽领域、大范围、 五、现代计量的特点：宽领域、大范围、 高精度、基准量子化。 高精度、基准量子化。
计量基础知识
2011-4-17
1
目录
一、计量的特性、分类及作用 计量的特性、 计量基础术语 二、计量基础术语 三、我国法定计量单位及其构成 四、法制计量和计量管理 校准-检定五、校准-检定-计量确认三者的关系
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一、计量的特性、 计量的特性、 分类及作用
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什么是计量
计量：实现单位统一、 计量：实现单位统一、量值准确可靠的活动 主要包括三个方面： 主要包括三个方面： 进行科学研究、发展计量技术、 科学技术 进行科学研究、发展计量技术、 建立基准、标准， 建立基准、标准，以保证计量结果具有溯 源性。 源性。 制定和颁布法律、 法律法规 制定和颁布法律、法规和条例 开展计量行政管理， 行政管理 开展计量行政管理，包括计量 保证和计量监督。 保证和计量监督。 计量有时也当动词用 这时，它与测量 有时也当动词用。 计量有时也当动词用。这时，它与测量 同义。 同义。
计量员培训讲义
计量员培训讲义第一章计量基础知识第一节计量概述一、常用的计量名词术语1．量什么是量:量是“现象、物体或物质可定性区别和定量确定的一种属性”。
对量的理解还需要注意的几点：①、可“数”的量与可“测”的量可“数”的量是通过“计数”得到的；可“测”的量则是用一定的测量仪器或工具通过测量才能获得的量，这种量往往带有误差。
②、一个量由数值和计量单位两部分构成。
表示一个量必须在其数值后面注明所用的计量单位，没有计量单位的量是毫无意义的。
③、量作为一个概念，有一般和具体之分。
④、同种量与同类量：可相互比较大小并进行排序的量称为同种量。
若干同种量合在一起的称为同类量。
⑤、基本量与导出量：*2．测量什么叫测量：“以确定被测对象量值为目的全部操作”就叫测量。
所谓“全部操作”可能是很简单的，如测量油温；也可能是相当复杂的，如测量油罐内油品的质量。
测量的分类：直接测量是不必测量与被测量有函数关系的其它量，而能直接得到被测量值的测量方法，如用量筒测量液体体积。
间接测量是通过测量与被测量有函数关系的其它量，才能得到被测量值的测量方法。
（举例分析）3．计量什么叫计量:计量是“实现单位统一、量值准确可靠的活动。
”计量属于测量的范畴，具有社会统一的涵义，即单位统一。
量值是可以溯源的。
计量属于测量而又严于测量，计量是与测量结果的置信度有关，与不确定度联系在一起的规范化测量。
计量的特点:准确性:是指测量结果与被测量真值的一致程度。
在现实生活中不存在完全准确无误的测量，因此通过计量不仅要明确给出被测量的数值，还必须给出不确定值或误差范围。
否则被测出的量值就不具有充分的实用价值。
一致性:是指在统一计量单位的基础上，无论在不同的时间、地点，采用不同的计量方法，使用不同的计量器具或由不同的人对同一量值进行测量时，只要符合有关要求，其测量结果就应在规定的误差范围内一致。
也就是说，测量结果是可重复、再现和比较的。
溯源性:是指任何一个测量结果或计量标准值，都能通过具有规定不确定度（准确度、误差）的连续比较链与计量基准联系起来。
计量基础知识
sT ,r
不确定度 △=t0.05· p+n-2）·sT,r
2 s 2 sT r n
2007年后，煤标准物质证书给出不确定度都以t0.05· p+n-2）·sT,r方 式给出（假定重复测定次数n=2）。 优点：基体标准物质比纯标准物包括了基体效应对测量结果的影响， 更接近实际测定对象。，并包括更宽的测量范围，因而具有更好的代 表性。
1 2 2 2 S 2 ( S x1 S x .......... S 2 xn ) n
2 x
如果是在相同条件下测定同一试样，则可认为各次测定具有相同的标准 误差： 2 2 2 2
S x1 S x 2 S xn S
则
2 2 ns s 2 sx 2 n n
2、小概率事件原则：小概率事件（概率很小，如95%以 下的事件）在一次试验中不可能发生，若发生了是一种反 常现象。 3、置信度的选择 置信度：统计推断的可靠程度，常以概率表示。 统计推断的两类风险：拒真（把好的结果当作坏的舍弃） 风险和受伪（把坏的结果当作好的接收）风险。 置信度的选择原则：风险损失率最小。提高置信度，拒真 性减小，受伪性增大；降低置信度，拒真性增大，受伪性 减小。一般选择95%。
2
n 1
T
| X 可疑 X | s
—
离平均值最远，或最 大值，或最小值
4.差T值表，得临界值Tа，n
5. T与Tа,n 比较；T≤ Tа,n ，X可疑为正常值，保留;
反之舍弃。
4、狄克逊检验法——极差比法
1. 数据由小到大顺序排列 2. 选择统计量fo（根据n，可疑性为最大值或最小值 ）
1 计量法律、法规及计量基础知识
精心整理第一章计量法律、法规、规章及计量基础知识第一节计量法律、法规及规章一、我国计量法规体系我过的计量法规体系分三个层次，由计量法律、计量法规、计量管理规章以及要强制执行的计量技术法规等构成。
计量法律:《中华人民共和国计量法》——全国人大常委会批准计量法规：《中华人民共和国计量法实施细则》、《水利电力部门电测、热工计量仪表和装置检1986年112323易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测方面的列入强制检定目录的工作计量器具，实行强制检定。
属于强制检定的计量器具，未经检定或检定不合格的，不得投入使用。
电力部门与客户结算电费用的电能表、互感器、兆欧表属于强制检定计量器具。
4、量值传递与溯源量值传递，是通过对计量器具的检定和校准，将国家基准所复现的计量单位量值通过各等级计量标准传递到工作计量器具，以保证对被测对象所测得的量值的准确和一致的过程。
所谓量值溯源，又叫量值溯源性，是指通过具有规定不确定度的连续的比较链，使测量结果或标准的量值能够与规定的计量标准、通常是国家或国际计量基准，相联系起来的特性。
量值传递是从国家基准出发，按检定系统表和检定规程逐级检定，把量值自上而下传递到工作计量器具；而量值溯源则是从下到上追溯计量标准直到国家的和国际的基准。
两者在本质上都是确保量值准确、可靠、统一。
量值传递与溯源的示意图见图1-1。
512④检JJG如：JJG124-2005电压表、电流表、功率表及电阻表检定规程6、制造、修理计量器具《计量法》要求，凡制造以销售为目的计量器具，或者对社会开展经营性修理计量器具业务，必须取得《制造计量器具许可证》或者《修理计量器具许可证》。
取得《制造计量器具许可证》者生产的产品，应按规定在产品上注明标志符号，标志符号为“CMC"。
凡制造在全国范围内从未生产过的计量器具新产品，必须经过定型鉴定。
在全国范围内已经定型而本单位未生产过的计量新产品，应当进行样机试验。
凡未取得定型鉴定合格证书或样机试验合格证书的，不准生产。
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第五节误差知识及数据处理
一、误差知识
1．误差定义及表示方法
(1)误差的定义
测量误差的定义是：测量结果减出被测量的真值。
以公式表示为：
测量误差=测量结果-真值
测量结果是“由测量所得到的赋予被测量的值”。
它是客观存在的量的实验表现，仅是对测量所得被测量之值的近似或估计。
显然它是人们认识的结果，不仅与量的本身有关，而且与测量程序、测量仪器、测量环境以及测量人员有关。
例1：用某标准流量计检定某工作用流量计，标准流量计读数值为1000.3L，工作用流量计示值为1000.9L，问其测量误差是多少?
解：测量误差=1000.9-1000.3=0．6L
答：该工作用流量计测量误差为0.6L。
提示：误差以及后面提到的绝对误差是一个量值减另一个量值，其结果有单位。
(2)误差的表示方法
①绝对误差
绝对误差为所获得的结果减去被测量的真值。
误差当有必要与相对误差相区别时，误差有时称为测量的绝对误差。
即：绝对误差=测量结果-真值
它的特点是：
a．绝对误差有单位，其单位与测量结果相同；
b．绝对误差有大小(值)和符号(±)，表示测量结果偏离真值的程度；
c. 绝对误差不是对某一被测量而言，而是对该量的某一给出值来讲。
如10g砝码的误差(或示值误差)为+0.002g。
d．绝对误差是针对相对误差而言，没有绝对误差就没有相对误差，这是相辅相成的两个概念。
②相对误差
相对误差是测量误差除以被测量的真值。
即：相对误差=(绝对误差/被测量真值)×100％
注：①绝对误差与被测量的量纲相同，而相对误差是无量纲量；②绝对误差表示的是测量结果减出真值所得的量值，而相对误差表示的是测量结果所含有的误差率；③绝对误差不仅有大小、正负号，还有计量单位，而相对误差只有大小和正负号而无计量单位。
例2：用标准金属量器校准某燃油加油机，三次校准，标准金属量器容量和燃油加油机示值是①100.32L,100.07L;
②100.48L,100.22L;③100.52L,100.23L.
试求平均相对误差E平均.
③引用误差
引用误差是测量仪器的误差除以仪器的特定值。
该特定值一般称为引用值，例如，可以是测量仪器的量程或标称范围的上限。
即：引用误差=（绝对误差/仪器特定值）×100％
④修正值
修正值是用代数方法与未修正测量结果相加，以补偿其系统误差的值。
即：修正值=真值-未修正测量结果= -误差
那么：真值=未修正测量结果+修正值
=未修正测量结果-误差
2.误差的来源
产生误差的原因是多方面的，了解和掌握误差的来源，对减少和消除误差，提高测量准确度，或者进行误差的计算，选择测量方法和评定测量准确度都有重要的意义。
误差主要来自以下几个方面：
(1)装置误差
计量装置是指为确定被测量值所必需的计量器具和辅助设备的总称。
由于计量装置本身不完善和不稳定所引起的计量误差称为装置误差。
分为：．
①标准器误差；
②仪器、仪表误差；
③附件误差。
(2)测量方法的误差
采用近似的或不合理的测量方法和计算方法而引起的误差叫作方法误差。
(3)操作者的误差
测量人员由于受分辩能力，反应速度、固有习惯、估读能力、视觉差异、操作熟练程度以及一时生理或心理的异态反应而造成的误差，如读数误差，照准误差等。
(4)测量环境引起的误差
由于客观环境偏离了规定的参比条件引起的误差。
如温度、湿度、气压、振动、照明等。
3．误差分类及其性质
误差分为随机误差和系统误差。
换句话说，测量误差=随机误差+系统误差。
(1)随机误差
随机误差是测量结果与在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差。
随机误差等于误差减去系统误差。
因为测量只能进行有限次数，故可能确定的只是随机误差的估计值。
随机误差的存在使每次测量值偏大或偏小是不定的。
它的规律性是在大量观测数据中才表现出来的统计规律。
随机误差的统计规律性，主要归纳为对称性、有界性、单峰性。
由于随机误差等于误差减去系统误差，那么误差按性质分类也就是随机误差和系统误差。
由于随机误差有在时间上和空间上不可预知的或随机的变化，也就是随机效应，则过去我们分类的“粗大误差”应归于随机误差一类。
粗大误差是人为的、过失性的或者疏忽性的，但不大可能是故意的误差，也就必然存在“不可预知”，只不过是我们在剔除这些值时，因为有明显异常而容易引起注意罢了。
(2)系统误差
系统误差是在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差。
产生系统误差的因素：
①仪器构造不完善：如温度计的刻度不够准确而又未经校正。
②测量方法本身的影响：如采用了近似的测量方法和近似公式。
③环境方面的影响：如振动、温度。
④测量者个人操作习惯的影响。
4．消除或减少误差的方法
研究误差最终是为了达到消除或减少误差的目的，以提高测量准确度。
(1)系统误差的消除或减少
消除或减小系统误差有两个基本方法。
一是事先研究系统误差的性质和大小，以修正量的方式，从测量结果中予以修正；二是根据系统误差的性质，在测量时选择适当的测量方法，使系统误差相互抵消不带人测量结果。
再就是采用专门的方法如交换法(又称高斯法)、替代法、补偿法、对称测量法来消除或减小系统误差。
(2)随机误差的消除或减少
随机误差是由很多暂时未能掌握或不便掌握的微小因素所构成，这些因素在测量过程中相互交错、随机变化，以不可预知方式综合地影响测量结果。
就个体而言是不确定的，但对其总体(大量个体的总和)服从一定的统计规律，因此可以用统计方法分析其对测量结果的影响。
随机误差按统计方法来评定，如用算术平均值来评定测量结果的数值，实验标准偏差、算术平均值实验标准偏差来评定测量结果的分散性等。
关于粗大误差，这种明显超出规定条件下预期的误差会明显地歪曲测量结果，应给予剔除。
在重复条件下的多次测得值中，有时会发现个别值明显偏离该数值算术平均值，对它的可靠性产生怀疑，这种可疑值不可随意取舍，因为它可能是粗大误差，也可能是误差较大的正常值，反映了正常的分散性。
正确的处理办法是：首先进行直观分析，若确认某可疑值是由于写错、记错、误操作等，或者是外界条件的突变产生的，可以剔除，这就是直观判断或称为物理判别法。
二、计量数据处理
1．有关名词解释
(1)正确数：不带测量误差的数，如3支温度计，5个人。
(2)近似数：接近但不等于某一数的数，如圆周率Л的近似数为3.14。
(3)有效数字：反映被测量实际大小的数字。
一般从仪器上读出的数字均为有效数字，它和小数点的位置无关。
有效数字的位数是由测量仪器的精度确定的，它是由准确数字和最后一位有误差的数字组成。
在测量时，对于连续读数的仪器，有效数字读到仪器最小刻度的下一位的估计值，不论估计值是否是“0”都应记录，不能略去。
(4)有效位数：一个数全部有效数字所占有的位数。
对于一般性测量，有效位数的确定可以简单些，如果对测量结果需要进行计算，如多次测量时求算术平均值，则读数可多估读一位；但最后测量结果的有效位数仍根据计量器具最小刻度值确定。
从上述分析可以看出，测量数据的有效位数是受测量器具及方法的精度限制的，不能随意选定。
成品油计量的数据处理(见下表)。
石油计量有效位数明细表
2．数字修约原则
在处理计量测试数据的过程中，常常需要仅保留有效位数的数字，其余数字都舍去。
这时要遵循以下规则进行取舍：
如果以舍去数的首位单位为1，分三种情况进行处理：
(1)若舍去部分的数值大于5，则保留数字的末位加1；
(2)若舍去部分的数值小于5，则保留数字的末位不变；
(3)若舍去部分数值等于5，则将保留数字的末位凑成整数，即末位为偶
数(0、2、4、6、8)时不变，为奇数(1，3，5，7，9)时则加1。
为便于记忆，我们将上述规则简化为口诀：
五下舍去五上进，偶弃奇取恰五整。
例7：将下列左边各数保留到小数点后第二位。
76．746 4—>76．75 15．673 5—>15．67 0．375 0—>0．38 3．修约注意事项
(1)不得连续修约。
即拟修约的数字应在确定位数一次修约获得结果，不得多次连续修约。
如：
修约15．454 6至个位，结果为15，不正确修约是：15．454 6—15．455—15．46—15．5—16
(2)负数修约，先将它的绝对值按规定方法进行修约，然后在修约值参加上负号，即负号不影响修约。