1、1,測量設備管理培訓教材,2,課程主要內容,一、測量的基礎和術語 二、測量設備的管理 三、測量不確定度的評定 四、審核時經常發(fā)現的問題 五、計量人員的資格要求 六、參考資料,3,一、測量的基礎和術語,4,有關測量的幾個術語,測量（measurable） 以確定量值為目的的一組操作。 測量設備（ISO9000 3.10.4） 為實現測量過程所必需的測量儀器、軟件、測量標準、標準物質或輔助設備或它們的組合。 本術語既包括測試和檢驗過程中使用的，也包括校準中使用的測量設備。,5,有關測量的幾個術語,計量確認（ISO9000 3.10.3） 為確保測量設備符合預期使用要求所需要的一組操作。 注1：計量

2、確認通常包括：校準或檢定、各種必要的調整或維修及隨后的再校準、與設備預期使用的計量要求相比較以及所要求的封印和標簽。 注2：只有測量設備已被證實適合于預期使用并形成文件，計量確認才算完成。 注3：預期使用要求包括：量程、分辨率、最大允許誤差等。 計量確認要求通常與產品要求不同，并不在產品要求中規(guī)定。,6,有關測量的幾個術語,檢定(verification) 由國家法制計量部門（或其它法定授權組織），為確定和證實計量器具是否完全滿足檢定規(guī)程的要求而進行的全部工作。 校準(calibration) 在規(guī)定條件下，為確定測量儀器、測量系統(tǒng)的示值、實物量具或標準物質所代表的值與相對應的由參考標準確定的

3、量值之間關系的一組操作。 注：校準可以確定示值誤差，或給任何標尺上的標記賦 值。,7,檢定與校準的關系,目的不同 校準的目的是確定測量設備的示值誤差。經過校準確定了示值誤差的測量設備可按預期使用要求所規(guī)定的測量允許誤差來確定其使用。 檢定的目的是判定測量設備的示值誤差是否符合規(guī)定的要求，是否小于檢定規(guī)程規(guī)定的最大允許誤差。檢定是對其計量特性及技術要求符合性的全面評定。,8,檢定與校準的關系,對象和性質不同 檢定是針對列入國家強檢計量器具目錄的，并且是用于貿易結算、安全防護、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測的計量器具。檢定具有法制性，屬計量管理范疇的執(zhí)行行為。 校準是除此之外的計量器具。校準不具法制性，是企業(yè)

4、自主溯源行為。,9,檢定與校準的關系,其他方面不同 校準的依據是校準規(guī)范、校準方法，通常應作統(tǒng)一規(guī)定，有時也可自行制定；檢定的依據則是檢定規(guī)程。 校準通常不判斷測量儀器合格與否，必要時也可確定某一性能是否符合預期要求；檢定則必須作出合格與否的結論。 校準結果通常是出具校準證書或校準報告；檢定結果則是合格的發(fā)檢定證書，不合格發(fā)不合格通知書。,10,有關測量的幾個術語,量值溯源（traceability） 通過連續(xù)的比較鏈，使測量結果能夠與有關的測量標準，通常是國際或國家測量標準聯系起來的特性。 量值溯源是對測量設備最基本的要求。 不管測量設備如何精密，測量的重復性如何好，如果所進行的測量不能溯源

5、到國家或國際標準，這種測量就不可能準確，量值就無法統(tǒng)一，測量數據缺乏可比性，這種測量就沒有實際意義。 國家校準鏈溯源等級示意圖如后頁。,11,普通工作計量器具,國際基準或物理定義,國家基準,副基準,國家法制計量工作部門工作標準器,計量校準實驗室工作標準器,工業(yè)部門測試實驗室企業(yè)工作標準,比較裝置、方法,比較裝置、方法,比較裝置、方法,比較裝置、方法,比較裝置、方法,傳遞裝置,5級,4級,3級,2級,1級,12,按國家校準鏈溯源,如：某工業(yè)部門測試實驗室擁有校準一般工作計量器具的5級標準器，這就形成一個最低層次的校準鏈。它又必須保證定期與計量校準室保存的4級標準器接受其校準，這就又構成了一個校準

6、鏈。而這些校準鏈還必須與國家和地方政府授權的法定計量校準機構內的3級、2級、甚至1級標準器聯系起來，從而使每個計量器具都能與國家基準相連。,13,有關測量的幾個術語,測量不確定度 通常按給定的似然估計，表征被測量的真值所處的量值范圍的評定結果。 似然估計是指通過測量得出的不確定度的置信水平，通常用23表示；（詳見后頁） 被測量的真值是不可能準確知道的，因此測量不確定度是對測量結果與被測量的“真值”趨近程度的評定結果。 在業(yè)界評價不確定度的常用方法：標準不確定度的評定、R 中華人民共和國計量法規(guī)的要求。,35,哪些測量設備需要校準或檢定,為確保產品符合要求，用于監(jiān)視和測量產品或過程特性的測量設備

7、均應列入校準/檢定范圍。 檢驗進料、半成品和/或過程參數、成品檢驗所用的測量設備。 對測量或監(jiān)視工作環(huán)境所用的量規(guī)儀器。 測量設備不僅僅指測量儀器本身，還包括各個等級的測量標準、與測量設備聯接的各種輔助設備，以及各類的測試用軟件。,36,應選擇怎樣的計量服務單位,針對某些測量設備，如果公司無能自行校驗，則應委托外部合格的校驗機構進行校驗。 委外校驗以送獲得計量授權證書的計量檢定機構為宜。如： 國家標準檢驗局 地方計量行政管理部門所設置的計量檢定機構 其他的社會公用檢定機構 目前CNACL和國家技術監(jiān)督已經在省級以上法定計量檢定機構中進行校準實驗室的認可工作。最好是還獲得CNACL頒發(fā)證書的實驗

8、室。,37,中國實驗室國家認可委員會,中國實驗室國家認可委員會（CNACL）于1994年9月20日，由國家質量技術監(jiān)督局依據中華人民 共和國產品質量法、中華人民共和國計量法、中華人民共和國標準化法、中華人民共和國產品質量認證管理條例 和中國實驗室認可工作發(fā)展需要授權成立的，是統(tǒng)一負責管理中國實驗室認可工作的國家認可機構。 凡是獲得CNACL認可的實驗室，都將得到CNACL頒發(fā)的證書，證書上包括：認可標志、實驗室名稱、地址、認可范圍、生效日期和編號等。同時獲取其校準檢定范圍的清單或附件。詳見后頁。,38,39,40,二、測量設備的管理,41,選配,識別所需的測量/監(jiān)視的質量特性,根據質量特性要求

9、選購適宜的測量設備,技術特性,經濟特性,測量特性,精 密 度,量 程,分 辨 率,準確度,穩(wěn) 定 度,42,測量特性,準確度選擇： 定義：測量準確度是指測量結果與被測量的真值之間的一致程度。,43,測量特性,準確度選擇 一般為被測量特性值公差的十分之一或以上。,T,T/10,LSL,USL,44,測量特性,精密度(重復性)選擇 精密度是指在同一測量條件下，對同一被測量進行連續(xù)多次測量所得結果的一致性。 相同的測量程序； 相同的觀測者； 相同的測量儀器 ； 在短時間內重復測量。 用測量結果的分散性表示。,45,測量特性,精密度選擇 一般為被測量公差的十分之一。,T,LSL,USL,T/10,46

10、,測量特性,穩(wěn)定度選擇： 穩(wěn)定度是指在規(guī)定條件下，測量設備保持測量特性恒定不變的能力。 穩(wěn)定度通常是相對時間而言的。如： 檢定規(guī)程規(guī)定二等標準布氏硬度塊穩(wěn)定度為一年內不超過4%。 XB33型微波信號發(fā)生器頻率短期穩(wěn)定度不超過1x104/15min。長期穩(wěn)定度不超過5x104/3h。,47,測量特性,選擇穩(wěn)定度通?？紤]的因素： 測量設備工作原理、結構設計； 構成材料、制造方法，以及關鍵元器件抗老化程度，耐磨損情況等 。 測量設備穩(wěn)定度指標要優(yōu)于使用要求的指標。,48,測量特性,穩(wěn)定度計算：以硬度塊為例,穩(wěn)定度=（ x1-x2）/ x1,49,測量特性,量程選擇： 所選擇儀器的量程應能滿足測量要求

11、。一般，所測量的最大值為滿量程的80%左右。,0,80,0,100,50,測量特性,分辨率（最小刻度）選擇： 一般為被測量參數公差的十分之一或以上。,10,30,51,技術特性,使用方便，操作簡單可靠； 運輸、裝卸、組裝、安裝方便，并易于和檢定（校準）裝置聯接裝配； 在使用保存期間，易于防護、防損壞、防污染、抗干擾性能良好； 所需專用輔助設備（安裝、讀數、記錄、電源等）少； 對環(huán)境、操作人員條件要求合適，不苛刻。,52,經濟特性,測量設備購置費用少； 操作、維護、保護費用少； 能修理，使用壽命長； 利用率高； 使用時所需場地??； 需要操作人員數量少。,53,選配平衡,準確度,精密度,分辨率,穩(wěn)

12、定度,測量設備的綜合測量能力不是越高越好，應與測量要求相適宜！,測量設備綜合性能,使用要求,54,計量認證標志,CMA（China Metrology Accredidation） 選擇測量設備，盡可能選擇有CMA標志的設備。,55,選配流程,確定預期使用要求,確定準確度、精密度的最大允許值；確定分辨率、量程、穩(wěn)定度。,選取適當的標準器，到選購商店選擇適合量程、分辨率、穩(wěn)定性要求的測量設備，并進行測量試驗（510次）,計算并比較準確度 準確度值= x - 標稱值； 準確度值= 最大允許值,計算并比較精密度 精密度值= xmax- xmin （也可用標準差計算）； 精密度值= 最大允許值,從經濟

13、、技術等因素綜合裁定,56,選配案例,某公司欲選配一臺電子秤，用于糖果包裝的秤量，秤量要求為75150 g5g。 確定預期使用要求 秤量范圍是0150g 公差要求是5g 確定準確度、精密度要求；分辨率、量程 準確度的最大允許值為1g 精密度的最大允許值為1g 分辨率應小于1g 量程為0200g,初選 DZC200型,57,選配案例,選擇一組校準合格的砝碼，用于選購量程為0-200g、分辨率為1g、穩(wěn)定度滿足要求的電子秤，并進行測量試驗，測量結果如下： 標稱值 測量值 （5次） 50 50.3 50.2 50.3 50.2 50.2 100 100.5 100.4 100.4 100.5 100

14、.4 150 150.7 150.6 150.7 150.5 150.5 200 200.8 200.9 200.7 200.8 200.8,58,選配案例,計算準確度和精密度 標稱值 x x-標稱值 xmax- xmin 50 50.24 0.24 0.1 100 100.44 0.44 0.1 150 150.6 0.6 0.2 200 200.8 0.8 0.2,59,選配案例,判定準確度、精密度 各段示值平均值的最大偏倚為0.81g，準確度滿足要求； 各段示值的最大極差值0.2 1g，精密度滿足要求。 從技術、經濟因素考慮，綜合裁定 上海某衡器廠生產的DZC200型數顯電子秤價格適中、

15、操作方便，測量能力滿足使用要求，決定選購此型號。,60,CASE STUDY,今有一家公司，新購置了一臺分辨率為0.01g，量程為0200g的分析天平，秤量要求為301600.05g塑料粒子，其用50、100、150、200標準砝碼校驗后各段示值如下： 標稱值 測量值（5次） 50 50.001 50.002 50.001 50.001 50.002 100 100.004 100.003 100.003 100.004 100.003 150 150.005 150.004 150.004 150.005 150.005 200 200.006 200.007 200.006 200.005

16、 200.006 請問該分析天平的準確度、精密度能滿足使用要求嗎？,61,驗收,請購部門依照請購單要求驗收測量設備，主要包括： 設備名稱 規(guī)格型號 量程 分辨率 外觀等 進行使用前的校準，必要時由使用部門先行安裝、調試。,62,使用前校準,合格？,合格？,合格,合格出廠,運輸、倉儲,入庫驗收,63,納管,編號； 登記； 標識校準狀態(tài)； 建立維修履歷； 必要時，編制測量設備操作說明書。,64,登記范例,測量設備管理一覽表,65,校準狀態(tài)標識范例,66,測量設備維修履歷,67,使用,落實責任制； 嚴格執(zhí)行操作說明書； 定期維護； 防止不當的調整； 搬運、儲存時防止損壞或失效； 適合的環(huán)境條件； 應

17、按期送校。,68,落實責任制,標識責任者,人,測量設備,69,嚴格執(zhí)行操作標準書,測量設備,培訓,考核合格,正確操作,70,定期維護,定期維護內容,清掃污穢,上防銹油,日常點檢,活動部位加潤滑油,71,防止不當的調整,作適當的封印,封印被破壞 立即識別出,及時得以調整,72,封印的形式,標簽； 焊料； 線材； 涂料,封印應能達到一經改變即明顯可見的效果！,73,搬運儲存時防止損壞或失效,搬運規(guī)定 搬運時應盡可能選擇平坦途徑，并避免劇烈的震動。 嚴禁堆棧運輸。 測量設備面板突出部份，如刻度盤、旋鈕等必需加以保護。 若重量過重時，應由兩入或可使用避震防護器具搬運。,74,搬運儲存時防止損壞或失效,

18、貯存規(guī)定 貯存時須予以適當的覆蓋，以避免灰塵污染； 貯存時須注意干燥，以避免電子零件的故障； 其它的特殊之貯存規(guī)定依各儀器使用說明書規(guī)定執(zhí)行。如溫度、濕度、防震動、避免光照等要求。,75,適合的環(huán)境條件,環(huán)境條件是影響測量結果的重要因素，可根據測量設備制造商提供的說明書，配備適合的環(huán)境條件，通常包括： 溫度、濕度； 溫度變化； 照明； 振動； 灰塵； 清潔度； 電磁干擾等等。,76,應按期送校,使用部門責任者應根據儀器上的校準標簽，在校準到期前一個月通知管理部門； 使用部門和測量設備管理部門應共同處理好測量設備校準時期測量問題。如： 備用測量設備 借用測量設備 但均應保證測量設備是合格的。,7

19、7,定期校準,確定合理校準周期； 使用校準規(guī)程，沒有時應編制校準規(guī)程； 提供合適的校準環(huán)境； 記錄校準的結果； 不合格校準結果的處理。 注：校準范圍應涵蓋測量范圍。,78,校準周期的設定原則,要在測量器具的準確度變化對其使用可能產生明顯影響之前再次校準。 屬于國家強制檢定的測量設備，校準的周期必須遵守國家檢定規(guī)程的規(guī)定。這類測量設備的校準周期只可短于國家規(guī)定，而不能延長。 不屬于國家強制檢定的測量設備，可根據影響測量設備的多種因素決定校準周期。,79,確定合理的校準周期,80,穩(wěn)定性,81,環(huán)境條件,環(huán)境條件,使用的溫度、濕度,塵土、油污,酸性氣體,環(huán)境條件變化劇烈,82,使用情況,83,以往

20、校準結果,1年,2年,3年,延長校準周期,縮短校準周期,校 準 周 期,84,使用校準規(guī)程,對于強制檢定的測量設備必須依據國家檢定規(guī)程執(zhí)行。 對于非強制檢定的測量設備可參照國家檢定規(guī)程執(zhí)行，易可依照自行編制的校準規(guī)程執(zhí)行。 對于組織特殊的測量設備（如果國外進口的），當沒有可依據校準規(guī)程時，應自行編制校準規(guī)程。,85,內校規(guī)程范例,一、目的： 為確保廠內高度規(guī)，均能維持其準確度及精密度 ，以符合量測品質要求，故制定本標準書。 二、范圍： 本公司使用之高度規(guī)，測量范圍為0300mm。 三、權責： 3.1高度規(guī)之校準：量具管理組。 3.2高度規(guī)之使用及保管：使用單位。 3.3高度規(guī)校準記錄及保管：量

21、具管理組。,86,內校規(guī)程范例,四、作業(yè)內容 4.1 校正頻率：6個月 4.2 使用標準件：可追溯至國家標準送外校合格之標準環(huán)規(guī)及 外校合格之花岡石平臺。內校合格之千分表。 4.3 校正環(huán)境：室內一般之溫度、濕度。 4.4 允差：0.01mm 4.5 校正步驟： 4.5.1 校正前： 4.5.1.1 將高度規(guī)擦拭干凈。 4.5.1.2 轉動高度進給輪，全程升降是否順暢。 4.5.1.3 以目視觀察計數器及附表指針在高度調整時， 活動是否順暢。 4.5.1.4 檢視高度規(guī)底座與導桿是否有松動。,87,內校規(guī)程范例,4.5.2 檢準時： 4.5.2.1 選擇適當之塊規(guī)尺寸，放置于花岡石平臺上， 檢

22、驗高度規(guī)。 4.5.2.2 將千分表安裝于高度規(guī)劃線針夾上。高度規(guī)放 置于花岡石平臺上。 4.5.2.3 將高度規(guī)劃線針夾上之千分表下降至探針接觸 花岡石平臺表面，并將千分表接觸值記下及高 度規(guī)計數器，標度盤歸零。 4.5.2.4 做三種不同尺寸校正，分別為20%、60%、80% ，每次千分表接觸環(huán)規(guī)量測表之值必須相同， 每點校正兩次，取其平均值。,88,內校規(guī)程范例,4.5.3 校正后： 4.5.3.1高度規(guī)升降輪轉動不良時，轉檢驗器位判定是否暫停 使用，并安排送校。 4.5.3.2升降輪齒輪磨耗，如以補正值尚不能得正確尺寸讀數 值時，應予以暫停使用，并送修。如無法修護應予以報 廢處理。 4

23、.5.3.3高度規(guī)基座底部磨耗過大，影響量測精確度時，應以暫 停使用，并送修。如無法修護應予以報廢處理。 4.5.3.4校準完畢，應于高度規(guī)基座明顯處貼校準標識，并將 結果登錄至內校記錄表。 4.5.3.5塊規(guī)使用完畢，須擦拭干凈，并噴上防護油，放回固定 位置。,89,提供合適的校準環(huán)境,環(huán)境條件是影響校準結果的重要因素通常包括： 溫度； 溫度變化和溫度梯度； 濕度； 照明； 振動； 電磁干擾； 灰塵； 校準實驗室本身等等。,90,校準實驗室要求,地面應足夠堅硬，能承載、耐磨、不易保留灰塵、不易磨蝕、不產生靜電、不潮濕、易于清掃，而且應給人一種舒適感； 最好背向陽光（在我國應處于建筑物的背面）

24、。窗戶不要太大，溫控室可以沒有窗戶。照明用熒光燈以減少輻射熱的影響。 墻面要平整、光滑。在潮濕地區(qū)應涂防霉菌油漆。 目前我國規(guī)定計量室的標準溫度為20 c，各種實驗室的常用溫度和濕度參見下表：,91,我國實驗室溫濕度常用值,92,記錄校準結果,校準記錄,校準依據,環(huán)境條件,校準項目,校準數據,各項目的允許誤差,校準有效期,判定結果,校準日期、人員,93,校準記錄形式,校準記錄形式,內校,外校,內校記錄表,校準報告/證書,檢定證書,94,內校記錄表,校準者/日期：,95,96,97,能 接 受 嗎 ？,98,例 2/1,99,例 2/2,100,101,102,例 3/1,103,例 3/2,1

25、04,判定校準結果,依據測量要求 自行判定結果,委外校準報告,內部校準,合格？,示值誤差=最大允許誤差（T/10）,判定標準,重復性= T/10,委外檢測報告,105,CASE STUDY,某公司一數顯高壓表(量程為5KV)，經上海市計量測試技術研究院檢測的數據如下： 輸出電壓實際值： 標稱值（KV） 實際值（KV） 10次測量值極差(KV) 1 1.010 0.001 2 2.011 0.001 3 3.005 0.002 4 4.021 0.002 5 5.007 0.002 該儀器所需測量的數據為：3.20.2 KV，請問該數顯高壓表是否合格？若測量的數據為3.22 0.02 KV，又如

26、何？,106,不合格校準結果的處理,校準 不合格,處理,不合格儀器,評估測量 的有效性,107,不合格儀器的處理,限 制 使 用,降 級,108,不合格儀器的處理,109,評價測量結果有效性,對該不合格測量設備以往測量結果的有效性進行評價和記錄 根據不合格情況判定是否需要對以往測量結果再次測量，若需要則： 用合格的測量設備進行再次測量； 在適當的范圍內追溯； 直至測量結果正確； 并考慮調整校準周期。,110,Case study,某公司一電子秤(量程為200g)，經上海市計量測試技術研究院檢測的數據如下： 各段示值如下： 標稱值（g ） 實際值（g ） 0 0.5 50 50.4 100 10

27、0.7 150 151.2 200 203.0 該儀器所需測量的數據為：1505 g，請問該電子秤是否合格？是否需追溯已銷售的產品？,111,Case study,如果各段示值為： 指示值（g ） 實際值（g ） 0 0.0 50 49.4 100 98.7 150 148.2 200 197.0 該儀器所需測量的數據仍為：1505 g，請問該電子秤是否合格？是否需追溯已銷售的產品？為什么？,112,維修,113,報廢,當檢測設備經使用多年，主要測量功能喪失，且無修理價值時，管理部門申請報廢。 申請表經批準后，及時予以報廢處理。不得與在用的設備混放。 “報廢申請單”見后頁。,114,報廢申請單

28、,115,測量不確定度的評定,116,測量不確定度表示方法,117,測量不確定度的幾個概念,118,不確定度的A類評定,定義：用對測量樣本進行統(tǒng)計分析的方法來評定標準不確定度，稱為不確定度的A類評定，有時也稱A類不確定度。用符號UA表示。 這里的統(tǒng)計方法，是指根據隨機取出的測量樣本中所獲得的信息，來推斷關于總體性質的方法。例如：在重復性條件下的任何一個測量結果，可以看作是無限多次測量結果（總體）的一個樣本，通過有限次數的測量結果（有限的隨機樣本）所獲得的信息（如平均值x、實驗標準差s），來推斷總體的平均值（）以及總體標準差，這就是所謂的統(tǒng)計分析方法，A類標準不確定度用實驗標準差表征。,119,

29、不確定度的A類評定,當對同一被測量作n次測量，表征測量結果分散性的量s實驗標準偏差，按下式計算： s(x)表示測量儀器的重復性 S(x)表示用此測量儀器所得測量結果的分散性。,120,不確定度的B類評定,定義：用不同于對測量樣本進行統(tǒng)計分析的方法來評定標準不確定度，稱為不確定度的B類評定，有時也稱為B類不確定度評定。 其符號用uB 表示，它用根據經驗或資料及假設的概率分布估計的標準差表示，亦即其原始數據并非來自觀測列的數據處理，而是基于實驗或其他信息來估計，含有主觀鑒別的成分。,121,不確定度的B類評定,用于不確定度B類評定的信息來源一般有： 以前的測量樣本數據； 對有關技術資料和測量儀器特

30、性的了解和經驗； 儀器的說明書； 校準證書、檢定證書或其他文件提供的數據； 某些資料給出的參考數據及其不確定度。 B類評定方法要求具備實踐經驗和判斷能力。這種技巧是可以掌握的。應認識到，B類不確定度與A類同樣可靠。,122,合成標準不確定度,定義：當測量結果是由若干個影響分量的值求得時，且此若干個影響分量不相關時，測量結果的合成不確定度等于這些影響分量的標準差平方和的正平方根。用符號uc 表示。 Ui表示影響分量的標準差，為A類或B類標準不確定度的分量。,123,擴展不確定度,定義：擴展不確定度是確定測量結果區(qū)間的量。是由合成不確定度的倍數（即k uc ）表示的。用符號U表示。 U = k u

31、c 注：K值一般取為2，有時取3，取決于被測量的重要性、效益和風險。,124,測量不確定度的評定流程,確定被測量與輸入量間關系（或稱建立數學模型）,列出測量不確定度來源,標準不確定度分量評定,A類評定,B類評定,計算標準不確定度,評定擴展不確定度,不確定度報告,結束,開始,125,測量不確定度評定實例,高值電阻的測量 測量任務：某電子設備生產中需要使用1兆歐的高值電阻，設計要求其最大允許誤差極限在0.1%以內。為此，對選用的高值電阻進行測量，以確定其電阻值是否滿足預期的要求。 測量方法：用一臺數字多用表對被測電阻器的電阻進行直接測量。測量系統(tǒng)按下圖連接：,126,測量不確定度評定實例,數字多用表,127,測量不確定度評定實例,所用的測量儀器：5位數字多用表一臺，其電阻測量功能的技術指標為： 最大允許誤差 （0.005% x 讀數