计量人员培训内容（计量基础篇）
一、计量室的职能
1、为生产检测配置并满足生产工艺检测要求的检测器具；
2、对生产检测器具的可靠性实行有效的监控和维护；
3、为生产及辅助生产部门提供准确可靠的测量服务；
4、负责公司量值的溯源和传递；
5、提供涉及计量和检测的各种服务并做好计量管理的各项工作。
二、计量室文件管理架构
三、计量的内容、分类和特点（计量室人员的工作内容）
Ⅰ、计量是实现单位统
一、保障量值准确可靠的活动。工作内容通常可概括为以下六方面：
1、切实执行国家法定计量单位与单位制；
2、做好计量器具（或测量仪器）的管理工作，包括实现或复现计量单位的计量基准、计量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、测量不确定度、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。
Ⅱ、计量的分类
1、科学计量--代表计量的基础性；是指基础性、探索性、先行性的计量科学研究。
2、工程计量（工业计量）--代表计量的应用性；是指各种工程、工业、企业中的实用计量。
3、法制计量--代表计量的公益性；是指由政府或授权机构根据法制、技术和行政的需要进
行强制管理的一种社会公用事业。其目的主要是保证与贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测、资源控制、社会管理等有关测量工作的公正和可靠性。
Ⅲ、计量的特点
1、计量的特点可归纳为准确性、一致性、溯源性及法制性四个方面。
准确性是指测量结果与被测量真值的一致程度，是在一定的测量不确定或误差极限
或允许误差范围内，测量结果的准确性。
一致性是指在统一计量单位的基础上，测量结果应是可重复、可再现（复现）、可
比较的。
溯源性是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的不
间断的比较链，与测量基准联系起来的特性。
法制性是指计量必须的法制保障方面的特性。
2、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上述特点。
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。 Ⅳ、量值的溯源、校准和检定
1、量值溯源—见上
2、校准--⑴在规定的条件下，用参考测量标准给包括实物量具（或参考物质）在内的测量
仪器的特性赋值，并确定其示值误差；
⑵将测量仪器所指示或代表的量值，按比较链或校准链，将其溯源到测量标准
所复现的量值上。
校准的主要目的是：
⑴确定示值误差，有时（根据需要）也可确定其是否处于预期的允差范围内；⑵得出标称值偏差的报告值，并调整测量仪器或对其示值加以修正；
⑶给标尺标记赋值或确定其他特性值，或给参考物质的特性赋值；
⑷实现溯源性。
校准的依据是校准规范或校准方法，对其应作统一规定，特殊情况下也可自行制定。
3、检定--是指查明和确认测量仪器是否符合法定要求的程序，它包括检查、加标记和出具
检定证书。
检定具有法制性，其对象是法制管理范围内的测量仪器。管理形式上分强制检定和非强制检定，均受法律的约束。不按规定进行周期检定的，要负法律责任。
检定的依据是按法定程序审批公布的计量检定规程。在检定结果中，必须有合格与否的结论，并出具证书或加盖印记。
四、计量单位
计量单位是指为定量表示同种量的大小而约定地定义和采用的特定量。
法定计量单位是由国家法律承认、具有法定地位的计量单位。其使用方法，包括量及单位的名称、符号及其使用、书写规则，与国际标准的规定一致。
计量人员必须了解（自学为主）。
五、测量仪器
Ⅰ、测量仪器是指单独地或连同辅助设备一起用以进行测量的器具，又称计量器具。 使用时以固定形态复现或提供给定量的一个或多个已知值的测量仪器称之为实物量具。如砝码、量块、标准电阻箱、标准硬度块等。
测量仪器按其结构和功能特点可分为四种：
1、显示式又称指示式，它能直接或间接显示出被测量的示值。如温度计、密度计、
压力表、千分尺、测长仪等。
2、比较式，它能使被测量具或使被测量与标准量具相互比较。如机械天平、气、
电量仪、测量电桥等
3、积分式，它通过一个量对另一个量的积分来确定被测量值。如电能表、层间测
试仪等。
4、累积式，它通过对来自一个或多个源中，同时或依次得到的被测量的部分值求
和。如累积式皮带秤、总加式电功率等，我司目前应该是没有这类仪器。
测量仪器可分为测量基准、测量标准和工作用测量仪器。
Ⅱ、测量设备是指本身不能给出量值而没有它又不能正常测量的设备，以及作为检测手段用的工具、工装、模具等，是为实现测量过程所必需的测量仪器、软件、测量标准、标准舞自己辅助设备的组合。它是企业质量管理的重要内容。
Ⅲ、测量仪器的计量特性
计量特性是指其影响测量结果的一些明显特征，其中包括测量范围、偏移、重复
性、稳定性、分辨力和示值误差等
测量仪器的控制包括：形式批准—检定—检验。
所谓形式是指某种测量仪器的样机及它的技术文件（如图纸、设计资料等），实质
上就是该种测量仪器的结构、技术条件和所表现出来的性能。
前面已讲过检定，现讲一下我们使用最多的检验。
检验是对使用中测量仪器进行监督的重要手段，其内容包括检查测量仪器的检定
标记或鉴定证书是否有效、保护标示是否损坏、鉴定后测量仪器是否遭到明显改动，以及其误差是否使用中最大允许误差等。
1、标称范围、量程和测量范围
测量仪器的操纵器件调到特定位置时可得到的示值范围，称为标称范围。如万用表、电阻箱等档位调整。这里引入另一个名词，测量范围或工作范围，是指测量仪器的误差处于规定的极限范围内的被测量的示值范围，也就是能确保测量仪器规定准确度的被测量值的范围。这里需要区分一下示值范围、标称范围、测量范围和量程的概念： 示值范围是指测量仪器标尺或显示装置所能指示的范围，可用标在标尺或显示器上的单位表示。
标称范围是对测量仪器整体而言的，通常用被测量的单位表示。如电阻箱、万用表、浮标量仪等
测量范围见上
量程则是指标称范围上、下限之差的绝对值。
2、额定操作条件、极限条件和参考条件
额定操作条件是指测量仪器的正常工作条件，也就是使测量仪器的规定计量特性处于给定极限内的使用条件。
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所能承受的极端条件，称为极限条件。
参考条件是指测量仪器在性能试验或进行检定、校准、比队时的使用条件，即标准工作条件或称为标准条件。
3、示值误差和最大允许误差
示值误差是指测量仪器某一示值的误差的实际大小，它是通过检定、校准所得到的一个值或一组值，用以评价测量仪器是否满足最大允许误差的要求，从而判断其是否合格，或根据实际需要提供修正值，以提高测量结果的准确度。是仪器示值与对应的输入量的真值之差，它是测量仪器最主要的计量特性之一，本质上反映了测量仪器准确
度的大小，即仪器给出接近于真值的相应的能力。
最大允许误差是指技术规范（如标准、检定规程、校准规程）所规定的允许的误差极限值，它是一个判定测量仪器合格与否的规定要求。
4、灵敏度
测量仪器响应的变化除以对应的激励变化，称为灵敏度。即被测量的变化所引起示值的变化。
5、分辨力
显示装置能有效辨别的最小的示值差，称为显示装置的分辨力，简称分辨力。其作用是减少读数误差。
6、稳定性和漂移
稳定性通常是指测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能力。以两种方式定量表证： ⑴计量特性变化某个规定的量所经历的时间。如标准电池的年变化幅度及3~5天的变化幅度；量块稳定性则已规定长度每年的允许最大变化（微米/年）进行考核。
对测量仪器进行周期检定或定期校准，就是对其稳定性的一种考核。
⑵漂移是测量仪器计量特性的慢变化。它反映了在规定条件下，仪器保持其计量特性恒定的能力。如零点漂移、静态特性随时间变化的量程漂移。
漂移往往是由于温度、压力、湿度等外界变化所致，或由于仪器本身性能的不稳定所致。故精密测量采取预热、等温等措施。
Ⅳ、测量仪器的选用原则
1、技术性--在选择仪器最大允许误差时，通常应为测量对象所要求误差的1/3~1/5。若
条件不允许，也可为1/2，此时测量结果的置信水平就相应下降了。
2、经济性--是指仪器的成本，它包括基本成本、安装成本及维护成本。规定，首次检
定费应计入安装成本，周期检定费应计入维护成本。
六、测量结果
Ⅰ、测量准确度和精密度
1、测量准确度是指测量结果与被测量真值之间的移植程度。它是以定性的概念，不宜将其
量化。如说准确度的高低、等级或准确度符合XX标准等。不宜使用准确度为0.25%或±0.01mm等。
2、测量精密度是指在规定条件下获得的各个独立观测值之间的一致程度。反应的是测量的
分散程度。
Ⅱ、测量重复性和再现性
1、测量重复性（Repeatability）是指在相同测量条件下，对同一被测量进行连续多次测量所
得到结果之间的一致性。
2、测量再现性（Reproducibility）是指在改变了的测量条件下，对同一被测量的测量结果之
间的一致性。又称复现性、重现性。
他们间的区别显而易见，就是测量的前提条件不同。在实际工作中，通常采用变更不同的操作者而其它条件不变来确定再现性。
七、测量误差和测量不确定度
Ⅰ、测量误差和测量结果的修正
1、测量误差是指测量结果减去被测量的真值所得之差。任意一个误差均可分解为系统误差
和随机误差的代数和，即误差=随机误差+系统误差。
随机误差是指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的结果
的平均值之差。其来源变化在时间和空间上是不可预知的，其效应导致了重复观测中的分散性。
系统误差是指对同一被测量进行无限多次测量所得的结果的平均值与被测量的真值之
差。其来源的影响量对测量结果已识别，该效应的大小若是显著的，则可通过估计的修正值予以补偿。
2、测量结果的修正需要强调指出的是：系统误差可以用适当的修正值来估计并予以补偿，
但这种补偿是不完全的，也即修正值本身就含有不确定度。即修正后的系统误差的绝对值会比修正前的小，但不可能为零，即是有限度的补偿。
Ⅱ、测量不确定度
1、表证合理地赋予被测量之值的分散性、与测量结果相联系的参数，称为测量不确定度。
--也即对测量结果可信性、有效性的怀疑程度或不肯定程度。
--测量的目的是为了确定被测量的量值。而测量结果的质量（品质）是量度测量结果可信程度的重要依据。测量不确定度就是对测量结果质量的定量表证。
--测量结果表述必须同时包含赋予被测量的值及与该值相关的测量不确定度才是完整并有意义。
--误差与不确定度不能混为一谈。测量不确定度是表明赋予被测量之值分散性的，是通过测量过程的分析和评定得出的一个区间。测量误差则是表明测量结果偏离真值的差值。
测量不确定度有两种不同的表示方法：标准不确定度和扩展不确定度。
⑴标准不确定度是指以标准差表示的测量不确定度。（用μ表示） 有A、B类评定方法。它不是由测量标准引起的不确定度，而是指不确定度以标准差来表证被测量之值的分散
性。
⑵扩展不确定度是指用标准差的背书或说明了置信水平的区间的半宽表示的测量不确定度。（用U表示）
--它确定的是测量结果的一个区间，合理地赋予被测量值的分部的大部分可望包含于此区间。它是将合成标准不确定度扩展了k倍得到的，即U=kμ（合成），k称为包含因子，根据被测量的重要性、效益和风险，k取2（或3）。
2、测量不确定度的来源
⑴对被测量的定义不完整或不完善。
如测量一根标称值为1m的钢棒长度，要求准确度为微米级。就缺少了条件定义。
⑵实现被测量定义的方法不理想。
即条件不具备时的测量
⑶取样的代表性不够，即被测量的样本不能代表所定义的被测量。
如材料的成分分布不均导致的采样测量偏差，因零件形状公差引起的测量偏差等。⑷对被测量过程受环境影响的认识不周全，或对环境条件的测量与控制不完善。
如上述钢棒为例，除温度外，湿度和测量的支撑方式对测量的准确度都有明显影响，由于认识不足所致。
⑸对模拟仪器的读数存在人为偏差。
⑹测量仪器的分辨力或鉴别力不够。
⑺赋予测量标准或标准物质的值不准。
⑻用于数据计算的常量和其他参量不准。如线胀系数因素
⑼测量方法和测量程序的近似性和假定性。
⑽在表面上看来完全相同的条件下，被测量重复观测值的变化。
实际工作中，无论怎样努力控制一切可能对测量结果产生影响的因素，最终测量结果总
存在一定的分散性，即多次测量的结果并不完全相同。这是一种客观存在的随机效应。 Ⅲ、测量不确定度的评定
本节是纯理论计算部分，不详述（有兴趣者可自学）。这里再补充一下扩展不确定度。扩展不确定度是测量结果取值区间的半宽，该区间可期望包含了被测量之值分布的大部
分。而测量结果的取值区间在被测量值概率分布中所包含的百分数，称为该区间的置信水平或置信概率，符号p表示。与置信水平相联系的扩展不确定度，用符号Uр表示。如，若合理地赋予被测量之值的分散区间包含95%的被测量之值，则此区间称为置信
概率为р=95%的置信区间，其半宽就是扩展不确定度U95。
八、测量控制体系
Ⅰ、测量控制体系是指为实现测量过程的连续控制和测量确认所需的一组相关的或相互作用的要求。
----其目标在于控制由测量设备和测量过程产生的不正确的测量结果及其影响。
----采用的方法不仅是测量设备的校准/检定，还包括应用统计技术对测量过程的变异作出评价。
测量控制系统由两部分组成：⑴测量设备的计量确认；⑵测量过程实施的控制。测量控制体系
Ⅱ、测量设备的计量确认
计量确认是指为确保测量设备满足预期使用要求而进行的一组操作。即测量设备
必须经过确认，并在受控条件下使用，才能保证测量结果的有效性。
测量设备的特性通常是通过一次或多次校准或检定确定的。而校准证书或校准报
告中非常重要的信息之一，就是关于校准结果测量不确定度的说明，它将用于使用该设备的测量过程不确定度的评价。
Ⅲ、测量过程实施的控制
--测量过程控制应按规定的程序和时间间隔监控测量过程的实施，以确保能够及时
发现测量过程中出现的问题，并迅速采取改进措施，避免偏离预期的要求。
--测量过程的失控，如核查标准的退化或观测者技能的不同等引起的问题，可通过
一系列后过程活动来揭示，其中包括：控制图分析、趋势图分析、后续试验、实验时间比队、内部审核、顾客反馈等，特别是统计分析技术在测量控制体系中应用起着非常重要的作用。
