计量学基础知识

一、常用概念
计量是实现单位、保证量值准确可靠的活动，由于自然界的一切现象或物质，都是通过一定的“量”来描述和体现的，所以，从广义上说，计量是对“量”的定性分析和定量确认的过程。也就是说，既要区分量的性质，又要确定其量值的大小，由此可知，讲师学是关于测量的科学，它包含测量理论和测量实践的各个方面。
有相当长的历史时期内，计量被称为度量衡，这个“度”指计量长短；“量”是指计量容积；“衡”是指计量轻重。所用的计量器具主要是尺、斗、秤。随着科技与社会的发展，计量的对象由主要是物理量，逐渐扩展到化学量、工程量、生理量，甚至心理量，几乎与此同时，计量的内容也在不断地扩充，大致包括以下六个部分：
量：现象、物体或物质的可以定性区别和定量确定的一种属性
量值：由数值和计量单位的乘积所表示的量的大小
测量：以确定被测对象量值为目的的全部操作
测试：具有试验性质的测量
计量：实现单位统一和量值准确可靠的活动
计量基准：分为国家基准、副基准、工作基准
计量检定：查明和确认计量器具是否符合法定要求的程序，它包括检查、加标记和（或）出具检定证书
校准：在规定条件下，为确定测量仪器或测量系统所指示的量值，或实物量具或参考物质所代表的量值，与对应的由标准所复现的量值之间关系的一组操作
检定：测量仪器的检定，是指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。（检定的依据，是按法定程序审批公布的计量检定规程），检定分为强制检定和非强制检定。
比对：在规定条件下，对相同准确度等级的同种计量基准，标准或工作计量器具之间的量值进行比较
计量确认：为确保测量设备处于满足预期使用要求的状态所需的一组操作，一般包括首先是校准、必要的调整或修理，随后的再校准，以及所要求的封缄和标签
量值传递：通过对计量器具的检定或校准，将国家基准所复现的讲量单位量值，经各等级计量标准传到工作计量器具的过程
计量检定是查明器具本身是否符合有关规定
溯源性：通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链，使计量结果或测量标准的值能够与规定的参考标准，通常是与国家测量标准或国际测量标准联系起来的特性
计量单位：用以定量表示同种量量值而约定的特定量
计量单位制：为给定量制建立的一组单位
国际单位制的七个基本单位（SI）：
量的名称 单位名称 单位符号
长度 米粉 m
质量 千克/公斤 Kg
时间性 秒 s
电流 安培 A
热力学 开尔文 K
物质的量 摩尔 mol
发光强度 坎德拉 cd
导出单位：如电阻欧姆=V/A，压力Pa=N/m2
克不是SI
SI单位的倍数单位
1015 P（皮）|1012T（太）|109G（吉）|106M（兆）|103k（千）|102h(百)|101da(十)|10-1（d）分|10-2c（厘）|10-3m（毫）|10-6μ（微）|10-9n（纳）|10-12p(皮)|10-15f(飞)
计量检定规程：
概述：计量检定规程是指对计量器具的计量特性、检定项目、检定条件、检定方法、检定周期以及检定结果处理等所作的技术规定。
分类：分为国家、部门和地方计量检定规程三种
二、误差概念和测量的基本知识
1． 误差的产生
实践证明，用任何仪器、仪表和测量的全过程中，误差是普遍和绝对存在的，因为在仪表的制造过程中，材料和加工都不可能毫无误差地符合理想；在测量时，环境、测量者的知识和经验等因素，都会影响测量结果，使测量结果与真实情况有差异，测量结果与真实情况的差异，称之为测量误差，测量误差的产生是不可避免的，但可以减小或设法修正。
2． 误差的分类
（1） 按表示方法分类
绝对误差 测量结果即仪表的读数值与实际值的差值称为绝对误差，即：绝对误差=测量结果-真实值
其中真实值包括理论上的规定的值，如电流的单位安培的规定等，在实际工作中，真实值是指某一时刻、某一状态下被测物理量的实际大小，在测量中，常把根据测量的需要用尽可能接近真实值的数值来代替真正的真实值，这个用来代表的值称作计量检定值。
相对误差 相对误差是用绝对误差与真实值之比来表示误差的大小，即
相对误差=绝对误差/真实值
相对误差常用百分数表示
引用误差 引用误差是相对误差的一种表示仪表准确度时常用的形式，也称为诱导相对误差，一般表达式为
γо=Δmax/(Αmax-Αmin)%
γо ——引用误差
Δmax——最大绝对误差
Αmax——仪表的上量限
Αmin——仪表的下量限
在实际工作中，常把引用误差的分子数称为准确等级指数，同时规定了几个级别，如0.02、0.05、0.1、0.5、1、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0、5.0等。例如：一量程为0~250V电压表，经计量检定在100V点处误差值2.5V为最大绝对误差，该表的准确度等级计算结果为
2.5/250）*100%=1.00%故该表为1.0级表，如果结果为0.8、0.9时，也只能被认为1.0级表
（2） 按产生的原因和性质分类
系统误差 是指在重复测量时误差的大小、符号不变或按一定规律变化原误差，一般是可以知道或掌握产生原因、环节、和大小的，因此系统误差容易修正。
随机误差 也称偶然误差，这种误差出现无规律，符号、大小都随时变化，但重复多次测量时，这种误差的平均值趋于零。
综合误差 是系统误差和随机误差的合成，也称合成误差。
粗大误差 也称粗差，粗大误差是由于方法错误、计算失误、仪表失准等原因造成明显歪曲的测量结果，这种误差称粗大误差。
系统误差的分类
A基本误差 也称固有误差，基本误差是由仪表在设计、原理上的难以克服的不足、制造方面的缺陷等原因造成的误差，但能在正常工作条件下，以不变或有规律的形式出现在仪表的读数中，这种误差一般低于或等于仪表的引用误差。
B附加误差 也叫环境误差，仪表使用环境如温度、磁场、电场等条件不理想，使测量结果出现误差，这种误差可以通过分析、计算加以修正或减少。
C 人身误差 由于测量者的经验、习惯、甚至生理缺陷引起的测量误差，这种误差可以由他人复测、校核来减小或避免。
D 方法误差 由于选择仪表不太恰当、测量方法不十分合适、计算有误等。但不明显歪曲测量结果的误差，这种误差可以通过慎重分析、认真计算和研究是可以避免的。