计量技术基础复习资料汇总

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1、教材计量技术基础张文娜、熊飞丽编著，中 国计量学院 第 1 章 绪论 计量学及其分类 测量：测量是以确定被测对象量值为目的的全部操作。 测试：一种试验研究性的测量（探索性的测量） 计量：实现单位统一，量值准确可靠的活动。它涉及 整个测量领域，并按法律规定，对测量起着指导、监 督、保证的作用。计量、测量、测试三者有密切的关系。计量是搞好测 量的保证，测量是计量效果的具体表现，计量为测试 研究提供了基础条件，测试为计量开拓新的领域，提 供新的技术手段与方法，测试是测量工作的先导，测 量是测试工作发热成熟化，固定化。计量的特点：一致性、准确性、溯源性、法制性、社 会性 一致性是计量学最本质的特性；

2、计量的一致性是建立在计量的准确性基础上； 溯源性是准确性与一致性的技术归宗； 计量的社会性本身就要求有一定的法制来保障； 第 2 章 量与单位制量：A二A AA量A所选用的计量单位；A用计量单位A表示时量A的数值没有计量单位的纯数值表示量值的大小是没有意义的 （无纲量的量值除外） 量的分类：基本量与导出量、被测量与影响量、有源 量与无源量 计量单位：为定量表示同种量的大小而约定地定义与 使用的特定量 计量的单位制：为给定量制按给定规则确定的一组基 本单位与导出单位 基本单位：给定量制中基本量的单位 导出单位：在给定量制中导出量的计算单位 一贯单位制：全部导出单位均为一贯单位的测量单位 制 一贯

3、单位：可由比例因数为 1 的基本单位幕的乘积表 示的导出测量单位倍数单位 ：按约定地比dim Q = L M 卩 T y I 0e N g J n当量纲指数全为 零 是称无量纲量 国际单位制优点：通用 性、简明性、有用性、 准确性率，由给定单位构成的更大的测量单位 分数单位：按约定地比率，由给定单位构成的更小的 测量单位 量值：通常由一个数乘以测量单位所表示的特定量的 大小基本单位是给定量制中基本的单位：MKS 单位制中，有长度、质量、时间 3 个基本量； 国际单位制中，有长度、质量、时间、电流、热力学 温度、物理的量与发光强度 7 个基本量。量纲：国际单位制（SI）【SI单位不是国 际单位制

4、单位】SI单位SI基本单位SI导出单位包含SI辅助单位在内组合形式的SI导出单 位SI单位的倍数单位、分数单位质量基本单位千克（kg）中的k不做词头使用，而是将（kg）当做一个整体，因 此也属于 SI 单位。SI 基本单位：SI单位量的名称单位名称单位符 号m定义米是光在真空中于（1299 792 458）s 时间间隔内所经 路径的长度长度米质量千克（公 斤）kg千克是质量单位，等于国际千克原器的质量时间秒s秒是与铯133原子基态的两个超精细能级间跃迁所对应的幅射的9 192 631 770个周期的持续时间电流安培A安培是电流单位。在真空中，截面积可忽略的两根相距 lm的无限长等圆直导线内通以

5、等量恒定电流时，若导线 间相互作用力在每米长度上为2X10 7N,则每根导线中 的电流为1A热力学温 度开尔文K开尔文是热力学温度单位，等于水的三相点热力学温度的 1 / 273.16物质的量摩尔mol摩尔是一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元 数与0.012kg碳12的原子数目相等。使用摩尔时，基本单元应予指明，能够是原子、分子、离子、电子及其它粒子，或者是这些粒子的特定组合坎德坎德拉是一光源在给定方向上的发光强度，该光源发出发光强度 坎拉德cd 频率为540X10J2HZ的单色幅射，且在此方向上的辐射拉强度为（l/ 683）W/srSI 导出单位：用SI基本单位表示的SI导出单位量的

6、名 称SI 单位量的名称SI 单位单位名称单位符号单位名称单位符号面积平方米m2电流密度安培每平方米A/m2体积立方米m3磁场强度安培每米A/m速度米每秒m/s物质的量浓度摩尔每立方米mol/m3加速度米每二次方秒m/s2比体积立方米每千克m3/kg波数每米m-1光亮度坎德拉每平方米Cd/m2密度千克每立方米Kg/m3SI辅助单位在内的具有专门名称的SI导出单位SI导出单位量的名称名称符号用SI基本单位与SI导出单位表示平面角弧度rad1 rad=1m/m=1立体角球面度sr1sr=1 m2/m2=1频率赫兹Hz1 Hz=1s-1力牛顿N1 N=1kg*m/s2压力帕斯卡Pa1 Pa=1 N/

7、 m2能量，功，热量焦耳J1 J=1 N*m功率瓦特W1W=1 J/s电荷量库仑C1 C=1A*s电压伏特V1V=1W/A电容法拉F1 F=1C/V电阻欧姆Q1Q=1V/A电导西门子S1 S=Q-1磁通量韦伯Wb1 Wb=1V*s磁感应强度特斯拉T1 T=1 Wb/ m2电感亨利H1 H=11 Wb/A摄氏温度摄氏度C1C=1K光通量流明lm1 lm=1cd*sr光照度勒克斯lx1 lx=1 lm/ m2放射性活度贝可勒尔Bq1 Bq=1s-1汲取剂量戈瑞Gy1Gy=1J/kg剂量当量希沃特Sv1Sv=1J/kg还有两张表格见 P20SI 词头词头名称因数 符号英文 中文1024yotta10

8、21zetta1018exa1015peta1012tera10八9giga10飞mega10八3kilo102hecto101deca10-1deci10-2centi10-3milli10八一6micro10-9nano10-12pico10-15femto10-18atto10-21zepto10-24yocto尧它Y泽它Z艾可萨E拍它P太拉T吉咖G兆千百十分厘毫微MkhTdcmp纳诺n皮可p飞母托f阿托a仄普托z幺科托y第 3 章 测量误差与数据处理测量误差A二X - X0 （测量结果一被测量的真值）绝对误差：A是绝对误差（有正值有负值）引 用误差相对误差：Y x 100% uAxlO

9、O%0 XX0x100% ( X m测量仪器的量程）求最大引用误差要A绝对值误差可能的来源：装置误差、环境误差、方法误差、 人员误差误差的分类：系统误差、随机误差、粗大误差 表征测量结果质量的指标：正确度、精密度、准确 度、不确定度函数概率分布曲线：对 称性、单峰性、有界性、 抵偿性（有正负抵消的 作用）测量的标准偏差简称标 准差（均方根误差） （X - X ）2i 0o = lim i=nT8n图L是我于计圭擁密當:正碼宦星希器諭示意宙-图（a）：正确度较高、精密度较差;图（b）：精密度较高、 正确度较差;图（c）：精确度（准确度）较高，即精密度 与正确度都较高。正确度：表示测试结果中系统误

10、差大小的程度精密度：随机误差准确度：系统误差与随机误差综合大小的程度不确定度：表示合理给予被测量之值的分散性，是 与测量结果相联系的参数都是XX度越小越好随机误差：被测量真值是X，一个系列测得值为x，0i则测量列中的随机误差5为5二x - X，其随机误差i i i 0符合正态分布，其概率密度函数为 P（5）=e-2o2（ b 标准偏差； b 22兀o方差；e自然对数的底）在实际中是用有限次测量得O的估计值，用符号O 表示；常用贝塞尔公式5 ( X- X )27测量列算数平均值的标准差：o_x o粗大误差大小的判别：3o (0.9973)准则、格罗布 斯准则K二g (n,a)&( a为显著性水平

11、)G0(-0, +0)之内的概率为0.6826,即置信概率为 68.3。误差分布的区间称之置信区 间系统误差判别1、残差观察法2、线性系统误差的判别马利科夫准则M 二v -5 vii3、周期性系统误差的判别-k+阿贝一赫梅特准则A = 5 v vi i +1i = 1 系统误差的通常处理原则： 从产生误差根源上减小系统误差 利用修正方法减小系统误差 减小不变系统误差的方法：替代法、抵偿法、交换 法减小线性系统误差的对称法 减小周期性系统误差的半周期法 计算题 P34、P41、P34计量仪器 (仪表)马上被 测量的量转换成可直接 观测的指标值等效信息 的计量器具,如压力表 流量计、温度计、电流

12、表。心脑电图仪等 *注有些计量仪器与量 具已融为一体。比如： 电位差计总是与标准电 池连用,电阻电桥已经 把标准电阻装在仪器内第 4 章 计量器具及其特性 计量器具是指能用以直接或者间接测出被测对象量 值的装置、仪器仪表、量具与用于统一量值的标准 物质,包含计量基础、计量标准、工作计量器具等。有些计量仪器，比如，千分尺、游标卡尺、百 分表等，由于结构简单、小巧、常用，习惯称通用 量具，但定义不是量具 计量装置即为了确定被测量值所务必的计量器具与 辅助设备的总体组合，如里程计价表检定装置、高 频微波功率计校准装置等 标准物质又称参考物质，是指具有一种或者多种足 够均匀很好的确定了的特性，用以校准

13、测量装置， 评价测量方法或者给材料赋值的一种材料或者物质 基准是计量基准器具的简称，是在特定计量领域内 复现与储存计量单位并具有最高计量特性的计量标 准，是统一量值的最高根据 国家计量基准（有复现、储存、传递单位量值 3 种 职能）条件（最高的准确性、最佳的稳固性、良好 的耐磨性、抗腐蚀性、极高纯度） 基准分类：国际基准（千克原器）、国家基准（不用 于日常）、副基准（起与下级比较使用）、与工作基 准（频繁使用）4种 工作计量器具：称之普通计量器具，用于日常的测 量工作而不是用于鉴定或者校准工作的计量器具 计量器具的特性 静态：准确性与误差非线性度：实际的校准曲线偏离参考直线的程度（P53图 4

14、-1）B5 = xlOO%L AB校准曲线与参考直线的最大偏差A计量仪器的量程灵敏度：测试系统在静态测量时被测量（P53图4-2） 的单位变化量引起的输出变化量鉴别率：计量仪器对激励值微小变化的能力 滞后：计量仪器对给定激励的响应与先前激励顺序 有关的一种特性（类似磁滞回线）（P53图4-3） 稳固性：计量器具保持计量特性恒定的能力 漂移：计量器具的计量特性随时间的变化（ P53 图计量器具动态：稳态响应（对计量仪器 施加频率为3的正弦激 励，确定其响应与激励 的幅值比（幅频特性曲 线）与相位差（相频特 性曲线）4-4）超然性：计量器具不影响被计量值的能力瞬态响应（在突然瞬变的非周期（如阶跃、

15、脉冲、 斜坡）激励作用下的响应特性） 第 5 章 测试与计量方法 直接计量法（数字频率计）、间接计量法（有中间量 的转化）（比相法测量频率的仪器） 基本测量法（根据有关量计量）、定义测量法（根据 定义计量） 直接比较计量法（与一种已知量相比较）、替代计量 法（用一种已知量替代） 微差计量法、符合计量法 补偿计量法、调换计量法 静态（重复）计量；对恒定值的计量、动态（过程） 计量；对瞬时值与随时间变化量的确定 第 6 章 量值传递与溯源 量值传递：将国家计量基准所复现的计量单位量值， 通过检定（或者其他传递方式）传递给下一级的计 量标准，并依次逐级传递到工作计量器具，以保证 被计量对象的量值准确

16、一致 溯源性：通过一条具有规定不确定度的不间断的比 较链，使测量结果或者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者国际测量标准 联系起来的特性 方法，可免去送检仪器 能够快速评定并可在现场使用） 发播标准信号量值传递、溯源及保证 量值准确一致的基础： 科学基础、技术基础、 法制基础、组织基础 量值传递与溯源体系： 国家计量基准计量 标准工作计量器具 量值传递与溯源的方 式： 用计量基准及计量标准 进行逐级传递 发放有证标准物质 （ Certified Reference Material,CRM） （优点：传递环节少。 用户能够根据需要购买 标准物质，自己校准物 质，自己校

17、准计量器具 及评价计量比对方式：一字式、环 式、花瓣式、星式、连 环式等中华人民共与国计量 法第十条规定：计量 检定务必按照国家计量 检定系统表进行。国家 计量检定系统表由国务 院计量部门制定用 计 量 保 证 方 案 （Measurement Assurance Program,MAP） 量值传递的方法： 校准与检定的区别 校准不具法制性，是组织自愿溯源的行为。检定具 有法制性，是属法制计量管理范畴的执法行为 校准要紧用以测量器具的示值误差。检定是对测量 器具的计量特性及技术要求的全面评定 校准的根据是校准规范、校准方法，可作统一规定 也可自行制定。检定的一句务必是检定规程 校准不推断测量器

18、具合格与否，但当需要时，可确 定测量器具的某一性能是否符合预期的要求。检定 要对所检的测量器具做出合格与否的结论 校准结果通常是发校准证书或者校准报告。检定结 果合格的发检定证书，不合格的发检定结果不合格 通知书 比对：（在量值传递中的作用）统一国际量值、旁证 准确度、临时统一量值（复Jffi的的范HE。 讦甌定度）计基唯等标Jftx x x范昂不确定找或允许现鑿I测置范團确宦度或允许谣蔓）悟称）I 不（程定尹法卜 工用耦曲范）（不确定度或At*）停稱（:nt范围）环确定皮或比许悝芒）图6-9匡彖计检定搖统糕阁稱式St JEW千克甚准干克割基谁粧码辜克堀、克，克塑，千克千克袒工件基堆猛码lmg

19、-20kgZfl 码1 mg亠5tH館誌码tCmp*t四尊柱码I500-2 标淮OOOkg 柱码1500-2000kg 工柞衽码.标薩軌直衙: 一I100mg-2tg五弩柱码ftHH第7章几何量计量几何量计量的几个基本原则：阿贝原则、封闭原则、 最小变形原则、最短测量链原则长度计量：复现的方法有的时候间法、频率法、辐 射波长发（建立在真空中光速恒定）角度计量：小角度计量一自准度原理；物镜焦平面 上的物体由于物镜的成像作用而发出平行光束，此 光束经反射面反射回来重新进入物镜后仍能在物体 所在平面上造出物体的实像T9 1 光学自卅电專理自准直光管原理国h 嫌辯直度葛矍要紧参数：轮廓算术平均值Ra微

20、观不平度自准直光管结构在工件测量中的用途：精确测量零件、部件的微小角度或者角度偏差测量导轨、平尺、大平面的不直度与不平度 测量零件各表面相对置的不垂直度、不平行度，加 上相应的附件后还能够测量孔的不一致轴度、孔与 端面的不垂直度等利用多面棱体可测量度盘的误差，各类分度机构的 分度误差，机床工作台旋转误差等表面粗糙度是评定零件表面各类微小加工痕迹的参 量十点高度 Rz轮廓最大高度 Ry 表面粗糙度计量方法标准样板比较法： 光切法、干 涉法、针描法、激光反射法力学：3 个重要物理量，即力，质量，加速度（根据 牛顿第二定律 F=ma 得出）衡量原理：杠杆原理、传感原理、液压原理（P107） 衡量方法

21、：交换衡量法、替代衡量法（P108） 压力计量：标准大气压： 760mmHg，101325Pa 压力的表示方法有多种，大气压力、绝对压力、表 压力、真空度、差压力，它们取决于表示压力与真 空时，零位的选取方法。计量压力的仪器仪表分类 ：液压压力计、活塞式压 力计、压力传感器温度计量： 温标：温度的数值表示法，即衡量温度的标尺。只 有在确定温标之后，温度计量才有实际意义 温标分类：华氏温标（在标准大气压下，冰的熔点32 F,水的 沸点为212 F,中间等分180份）摄氏温标（水的冰点为0 C,沸点为100 C,中间 等分100份）热力学温标（P129） 国际温标1、规定热力学温度T的单位用开，符

22、号K, 1K等于水处于三相点时温度值 1/273.162、水三相点为0.01 C，绝对零度修正为-273.15 Ct /C = T /K 273.159090热电阻温度计 ：分类：金属电阻温度计、半导体温 度计、热电阻的测量电路 半导体优点；电阻温度系数绝对值大,灵敏度高 体积小,重量轻,对温度变化比较快,热容量小 电阻值大,引线电阻所占比例小,适合于远距离测 量制作简单,寿命长,价格便宜 缺点；非线性度大,稳固性差,复现性差 热电偶温度计：工作原理热电效应（塞贝克效 应）优点多、用途广的特点，随着技术的进展，目前 热电偶的品种较多，能两种不一致的导体或者半导体A与B组合成闭合回 路，若导体A

23、与B的连接处温度不一致，在闭合回 路中将有电流产生够测-271 C+2800C以至更高热电偶回路定律 ：均质导体定律、中间导体定律、 中间温度定律、参考电极定律 热电偶冷端温度处理方法 ：冷端恒温法、计算修正 法、补偿导线法、补偿电桥法（冷端温度补偿器） （P137）电磁学计量：电流：在真空中，截面积能够忽略的两根相距1m的 无限长平行圆直导线内通过等量恒定电流时，若导 线间相互作用力在每米长度上位2X10-7N,贝V每根 导线中的电流为1A 计量方法有；电流天平法、电动力计法、核磁共振 法（P147）电压：伏特，V：在载有1A规定电流导线的这两点 间消耗 1W 的功率（ P147）电阻：计算

24、电容法是目前电阻绝对测量准确度最高 的一种方法电容与电感：（P151） 交流电桥（P155） 第 11章 电子学计量 高频电压计量： 高频电压标准；基础，以标准电池的电动势作为原 始根据，然后通过交直流替代方法建立 衰减计量：无线电信号在传输过程中，由于能量的 损耗与反射而减弱的程度 标准衰减器：波导截止衰减器、感应分压器、回转 式衰减器阻抗计量：（P173）噪声计量： （ P1 75 ） ，噪声功率谱密度、噪声温度、 超噪比、噪声系数唱腔计量：远区场标准：电场强度标准： 30MHz 1000MHz 近区场标准（P177） 第12章 时间频率计量铯原子时间频率基准的工作原理：（P183） 第13章 光学计量辐射度计量：（P201）激光参数计量：光热法、 光电法、光压法、光磁法（P203）第 14 章 声学计量（ P205）