计量仪器管理与校准培训

第二章    法定计量单位
2-1基本单位

2-2辅助单位

2-3导出单位

2-4词头

2-5    国家选定的非国际单位

2-6计量单位使用方法

1．    法定计量单位和词头名称。
2．    法定计量单位和词头的符号。
3．    法定计量单位的使用规则。

第三章 测量方法与基础知识
3-1有效数字
有效数字:所谓有效数字就是从仪器上能直接读出（包括一位估计读数在内）的几位数字。
•    1.0005g    五位有效数字
•    0.5000            四位有效数字
•    0.0540            三位有效数字
•    0.0054            二位有效数字
•    0.5                一位有效数字

3-2可疑测定值的舍弃
•    四倍法
    (可疑值-M)/ δ >4
•    3σ法则
3-3误差
•    系统误差
•    方法误差
•    仪器误差
•    试剂误差
•    操作误差
•    偶然误差
3-4 精度
•    准确度-系统误差的影响程度
•    精密度-随机误差的影响程度
•    精确度-综合影响程度(不确定度或极限误差表示)


3-5偏差和公差
•    偏差
•    标准偏差
•    公差

3-6 测量方法
•    直接测量
•    间接测量
•    相对测量
•    绝对测量
•    接触测量
•    非接触测量
•    单项测量
•    综合测量
•    离线测量
•    在线测量
3-7不确定度
•    标准不确定度A类评定
•    标准不确定度B类评定
A
自由度=n-k
标准偏差的自由度=n-1(单次测量)
B
自由度=1/2（óu/u）2
3-8测量次数
    S= S’/n½

    N=S’2/S2
    由此可知, 当S’和S一定时, 测量次数可以确定.

第四章    计量仪器设备的选择
4-1测量器具的选择
测量器具应根据被测量物体的测量准确度进行选择.所选用的测量器具的极限误差应不大于被测量物体的极限误差.通常为测量任务公差的1/3-1/10.
4-2测量器具的选择: 安全裕度
1．GB3177-82 – 光滑工件尺寸的检验
适用于: 分度值>0.5µm
    3.2mm> T < 0.009mm
    0~1000mm
配合要求

2．安全裕度(A)
器具不确定度(u1)=0.9 A
温度、压陷效应、形状误差等引起的测量不确定度u2 =0.45A
A= (u12 +u22)1/2
应按测量器具所引起的测量不确定度选用测量器具，所选用的测量器具的不确定度应等于或小于标准所规定的u1值。

第五章    计量仪器设备的使用管理
5-1 计量仪器的分类
凡直接或间接从事量测、分析、校准、检验、测试等作业的设备统称之。
1、按产品特性分类：
（1）    量规（样板）类：
如限样板之样柱、样圈、卡板、螺纹样板，特型样板等。
（2）    机械量测仪器类：
如游标尺、测微仪、厚度规、孔径规及量表等。
（3）    电量量测仪器类：
如电流表、电压表、瓦特表、周率表、电阻计、电容器、电桥类等。
（4）    电子量测仪器类：
如信号产生器、频率计、示波器、高频率表、数字电表、电感表。
（5）    度量衡器具类：
如尺、秤类、量器、温度计、流量计、速率表、里程表、油压器、压力表等。
（6）    其它检试验设备：
如拉力试验机、弹簧试验机、硬度机、投影机、电子比较仪、检力仪、超音波测厚机、镀层检验仪、光谱分析仪、表面粗度仪、扭力试验器、万能试验机。

2、按用途分类：
仪器种类如下：
（1）    分析仪器：如显微镜、分光仪或杂音分析器等。
（2）    量测仪器：如硬度试验机、冲击试验机、压缩试验机等。
（3）    制备装置：如车床、研磨器搅拌器等。
（4）    量测仪器：如测微计、伏特斗或游标尺。
（5）    侦测装置：如压力计、热电偶或流量计。

3、    按性质分类：
（1）计量基准
计量基准一般又分为国家基准、副基准和工作基准。“用来复现和保存计量单位，具有现代科学技术所能达到的最高准确度，经国家签定并批准，作为统一全国计量单位量值的最高依据的计量器具”称为国家计量基准。
（2）计量标准
计量标准是按国家规定的准确度等级，作为检定依据用的计量器具或物质
（3）工作用计量器具
“不用于检定工作而只用于日常测量的计量器具”称为工作用计量器具。
5-2 影响量测精度的因素
1.量测时的环境影响： 如温度、湿度、大气压力及光线等之影响。
2.量测时量器本身影响：如刻度分割不匀，灵敏度发生故障，精度面损伤，内部生录机件松动或装置不良，或受使用次数（时间）受磨损衰化等。
3.量测人员技术的影响：如保养不良，事后检校不确实，量测压力不当，被量测件夹时方式不对，观察姿态不正确，使用方法不对，及读数错误等。
4.选用不当量器的影响：检校不同之量器，应用不同精度之量器，一般依被检校者之精度选用适当量器，量测器之精度必须是被量测器精度之十倍。同精度的量器不可作校准之用，亦应避免作相互核对之用。
5.被量测件本身之影响：量测面有油污杂质，受热受压之变形，精度面受损等。
6.其他偶然性之影响：如突然日光射入量器，或发生极大振动，或有风吹入量测室，或由人体之辐射热或静电等之影响。

5-3 量规之使用与保养
欲完成精确之量测工作，对量具要深加注意，如何细心慎密，以作合理之使用与良好之保养。倘因使用不当，则必增加误差，保养不良则必损伤精度，不但减少其使用寿命，甚至还可能影响产品品质。
兹将使用前后等注意事项分述如下：
1.使用前注意事项：
A.工作物表面不得有毛头、油污及渣屑等杂物。
B.量规应擦拭干净，量面无腐蚀与碰击等痕迹。
C.要有定期校验记录，必要时在使用前校验一次。
D.量规应整齐分别排列于适当地方，不可重叠放置，并应作适当保养，保持清洁。
2.使用时注意事项
A.量规与工作物件均宜放正，不可偏斜，并避免手触及量面。
B.量测压力适当，使用一般量具时，仅需半磅至二磅之压力即可，相当于铅笔写字时之压力。
C.工作夹持方式要适当。
D.切不可在机器开动时应用量规量测。
E.不可将量规强行推入工作中或夹于虎钳上使用。
F.不可任意敲击或乱丢放。
G.特定量规之使用有一定方式及步骤，应遵照使用。


3.使用后注意事项
A.使用后应擦拭干净，注意量面有无碰伤痕迹。
B.量规如需每日使用，或短时存放，应擦拭清洁，涂以轻防腐油分别存于柜内。
C.如不需经常使用或较长期储存，应先清洁再涂以防腐油膏，缴库储存。
D.保管人员应定期检视保养收存储情况。
E.实施定期校验及记录。

4一般注意事项
a.不可将量规当作敲击工具，并防止跌落，以免损伤。
b.不可用粗布或硬纸擦拭量规之量面，以免损其精度。
c.量规之量面及刻度须保持良好。
d.使用人员、管理人员及检验人员切忌粗心大意，或动作鲁莽，而招致量规之损耗。
e.如发现量规精度受损或跌落情形，立即通知管理单位检验并校准之。
f.量规之装配、拆卸、调整及修改等工作，不可擅自施行，应请量规管理单位办理之。
g.量规之保养极为重要，应照规定实施。
h.量规之存放须有适当容器，放置前先作检查及保养包装。
5-4管理体系
由于各企业或公司规模及组织型态之不同而对管制之型态就有所不同，但总离不开下列之型态：
1.分散管理型：此种较适合大型企业或公司设有很多关系企业而生产各种不同性质之产品之工厂。
2.集中管理型：比较适用中小型企业，此型易于掌握，较经济，故此规模之公司都在采用。

两种管理型态的优点与缺点比较如下：

分散管理型态
1） 由于组织之间关系须建立各种不同之标准校准设备二套以上
2） 计测仪器及量具之备用品各事业部门需设置一套
3） 管理人员及校准技术人员增加
4） 组织型态较复杂，量具测量仪器活用率较低互相借用调度困难
5） 现场所有之各种量具，计测仪器较客易掌握，但精度与维护管理单位建立标准较困难，资料不易掌握。

集中管理型态
1）    组织较简单、只设立一套完整标准仪器或较正设备即可以实施。
2）    仅设立一个现品与管理部门即可

3）    管理与校准技术人员与维护人员较少
4）    组织型态单纯，各种量具，仪器之调度较容易
5）    易于掌握，精度与较正周期容易控制

下图为管理体系与校准系统
1.分散管理型
※主要责任
1）维持全公司标准器及校准设备之精度
2）定期校准各事业部门之校准设备对外协助各协力厂检查设备之检校。
3）校准周期拟订，排定实施计划标准设立。
※各事业部门主要责任：
1）维持各事业部之标准器之精确度
2）按规定之计划实施定期校准各生产部门之仪器作业
3）备用仪器及现场仪器量具现品管理及保养考核
4）检查仪器更新与设置
※生产部门主要责任：
1）使用者负责保养责任发现故障或精度变异时即刻与现品管理单位联系处理。
2）负责保管之责任并配合精度校准之实施
3）仪器之保养

2.集中管理型
1）维持公司标准器及校准设备之精度
2）定期巡回校准各使用单位之仪器量具
3）协助财务部门管理现品，或备用品及备用管理
4）故障品之处理，新品验收与半成品处理
5）现场使用之仪器量具之更新计

各使用部门应负责任
1）使用者之保养考核
2）随时可在现品管理部门申请借用
3）负责使用之计测器及量具保养与保管责任

第六章 计量器具的校正管理
6-1强制计量管理
•    法定计量标准的计量器具
•    贸易、结算工作的计量器具
•    环境检测工作的计量器具
•    安全防护工作的计量器具
•    医药卫生工作的计量器具
•    国家特许管制的计量器具
6-2非强制计量管理
•    工艺控制工作的计量器具
•    质量检验工作的计量器具
•    能耗考核工作的计量器具
•    经济核算工作的计量器具
•    科学实验工作的计量器具
6-3计量的法律法规
•    计量法
•    计量法实施细则
•    强制检定的工作计量器具检定办法
•    强制检定的工作计量器具检定明细目录
•    计量检定人员管理办法
•    计量检定印、证管理办法
•    计量器具新产品管理办法
•    专业计量站管理办法
•    计量授权管理办法
•    制造、修理计量器具许可证监督管理办法
•    法定计量检定机构监督管理办法
•    关于企业使用的非强检计量器具由企业依法自主管理的公告

6-4计量仪器的管理
•    测量设备和计量器具的流转
•    测量设备的封缄
•    测量设备的标记
•    测量设备的ABC分类管理
•    不合格设备及其数据处理
•    外购产品和外来服务的利用
(一) 测量设备和计量器具的流转
•    计量器具采购申请审核
•    入库检定和验收
•    建立发放制度
•    降级、报废、销号
•    周期检定和校准
•    计量器具使用和保养制度

(二)测量设备的封缄
•    封缄的完整性
    封印管理
封印的位置
封印的形式
封印破坏后的处理措施
编制封印管理的程序文件
•    测量设备的零位调整
    包括测量仪器和设备：
    辅助设备、夹具、定位器、样板、模具、软件等
    不包括零位调整器

(三)测量设备的标记
•    标记要求
•    测量设备的标记形式
•    对确认标记的管理办法 -形成文件
1. 标记要求和形式
    永久性标记或非永久性标记
•    校准状态
•    校准局限性和使用限制
•    包括不需校准仪器
•    包括不许使用的设备
2. 测量设备的标记形式
•    合格标记
•    准用标记
•    限用标记
•    禁用标记
•    测量标准标记
•    封存标记等

(四)测量设备的ABC分类管理
•    A类计量器具
•    B类计量器具
•    C类计量器具

1. A类计量器具
•    企业最高计量标准和计量标准器具
•    一级能源计量用器具
•    进出厂物料核算和散装产品出厂用器具
•    安全防护、环境检测、医疗卫生用、并列入强检工作计量器具目录内的计量器具
•    关键的原材料、原器件、外协外购件的关键质量验收用器具
•    产品的关键质量参数检验用器具
•    工艺过程中关键参数控制用器具
•    企业内部贵重物料、物品检测用器具

2. B类计量器具
•    新产品技术开发，新产品研制用器具
•    二三及能源计量用器具
•    企业内部物料管理用计量器具
•    安全防护、环境检测、医疗卫生用、并且未列入强检工作计量器具目录内的计量器具
•    一般原材料、原器件、外协外购件的质量验收用器具
•    产品质量的一般参数检验用器具
•    工艺过程中非关键参数控制用器具

3. C类计量器具
•    国务院计量行政部门明令允许一次性检定的计量器具
•    实行有效期管理，不必进行周期检定的标准物质
•    在生产工艺过程中，不易拆卸的，只作为一般指示器用的计量器具
•    企业生活区作为能源分配，职工福利用或辅助性生产用的计量器具

(五)不合格设备及其数据处理
•    对不合格设备的要求
•    不合格测量设备的处理
•    不合格设备出具数据有效性的确认

1．对不合格设备的要求
•    损坏
•    过载或误操作
•    显示不正常
•    功能出现问题
•    超过了规定的确认间隔
•    封缄的完整性已被破坏
2．不合格测量设备的处理
•    标识
•    隔离
•    记录
•    确认检测数据对产品质量的影响程度
•    修理、调整、保养、重新校准、限制使用、降级使用、报废

3．不合格设备出具数据有效性的确认
•    确定不合格时间段
•    判断超差程度
•    对那些数据需要重新测量
•    对那些数据需要抽样复查
•    在何种情况下可以不必追踪已测量的数据

(六)外购产品和外来服务的利用

6-5计量器具管理考核指标
•    计量器具配备率
•    在用计量器具抽检合格率
•    在用计量器具周检合格率
•    计量标准器周检合格率
•    在用计量器具周期受检率
•    计量标准器送检率
等等
6-6测量能力指数
•    Mcp=T/6ó

第七章 计量仪器设备校准与检定

7-1 为何校准（检定），何为校准（检定）
1、为何校准（检定）：
检定是进行量值传递或量值溯源以及保证量值准确一致和量值统一的重要措施。
2、何为校准（检定）
校准（检定）：在规定条件下，为确定测量仪器、测量系统的示值、实物量具或标准物质所代表的值与想对应的由参考标准确定的量值之间关系的一组操作。
检定是为评定计量器具的计量特性，确定其是否符合法定要求所进行的全部工作。计量检定具有下列特点：
①    对象是计量器具（当然包括标准物质）。
②    目的是确保量值的统一，确保量值的溯源性。
③    结论是要确定该计量器具是否合格，即新制的可否出厂，使用中的可否使用。
④    作为计量工作的专门术语，具有法制性。

7-2年度校准计划之拟定实施
1. 校准方案
①    目的：
为加强维护本公司（厂）所使用之量规、仪器应有之精确度，以确保产品规格化与品质之称定，于品管部门（品管课）设置量规、仪器校准室，且分公司（厂）内校准及公司（厂）外送校准业务。
②    范围：
所有公司（厂）各单位使用之量规、仪器及校准室之精密、量规、仪器均应纳入年度校准计划内。
③    年度校准计划；
由规、仪器管理单位或管理人员将所有量规、仪器依校准周期排订校准预定日程表，通知有关单位知照。
④    校准方式：
a. 定期校验：依规定日程表实施校准，又分内校（即利用校准室主规或转移标准器，校准各单位使用之量规、仪器）、外校（即主规或高精度之量规、仪器送有校准能力之机关代为较正）
b. 不定期校验：产品在制程中或成品运转时发生变异，或对使用之量规发生怀疑，或发生量规精度受损或跌落情形，应即通知量规，仪器管理单位或管理人员校验。此外新购之量规、仪器在验收时即校验。
2. 年度校准计划之实施
①量规、仪器管理单位（人员）应确实遵照年度计划预定日程实施，未经校准之量规、仪器暂停使用。
②校准结果之处理：
a.    校准结果被判定为堪用之量规、仪器，必须贴上校准标签。
b.    校验之量规有误差而无法调整改正时，由校验人员将补正值明显标出，以利量测。
c.    误差严重或损伤或超出精度范围时则办理报废。
d.    所有校准结果均应真实记录表，注明校准时温度、实测值、误差、补正因素等，同时并登记於基本记录卡上。
e.    所有校准记录资料宜永久保存，一般作业用之量规基本资料记录卡，通常量规报废后，仍须保存一段时间。

7-3强检
强制检定是指对社会公用计量标准，部门和企业、事业单位使用的最高计量标准，以及用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测四个方面的列入强制检定目录的工作计量器具。

7-4人员要求
1.适应性
①    性格：以内向的情绪安定型为宜（做事慎重、细心、有耐心与毅力、有责任感）。
②    身体：身心健康、视力良好、手脚灵敏、具平衡感、以仪器使用说明书、校准操作程序及以往从事校准易生错误之处，作为训练教材举办讲习，并定期召集检校人员作技术性之研究讨论，并交换心得。
a. 具有中专（高中）或相当于中专（高中）以上文化程度。
b. 熟悉计量法律、法规。
c. 能熟练地掌握所从事检定项目的操作技能。

2.计量人员资格要求
计量人员进行计量工作，就要求在专业技术方面或专业管理方面的相应的水平，是否具有这种水平要有权威性证明，也就是资格证明。资格证明实际上是一种对计量人员的确认，是通过考核证实其具有进行某项计量工作的能力，考核的内容和考核的方法应按有关规定进行并将考核结果做出记录存档。目前，对计量人员有以下几种考核形式和证明方式：
（1）按国家、地方及部门检定规程对计量设备进行检定的人员，应按国家制订的有关检定员管理办法，按所能够从事的检定项目进行考核，合格者颁发检定员证。考核方法是从检定员考试题库中抽选有关内容试题进行笔试并安排实际操作考试。发证采取单位主管部门颁发和政府计量行政部门颁发两种形式。检定员证书上应标明所能进行的检定项目。
执行国家、地方及部门校准规范对计量设备进行校准人员，可参照检定人员考核发证办法取得校准人员证。
对既无检定规程、又无校准规范的计量设备，可由本单位编制校准规范，并对从事此项计量设备校准的人员进行考核，由本单位颁发校准人员证。
对于用测试、校验、比对等方法确认计量设备计量特性的人员，也可按上述方法取得资格证明。
（2）    关于需不需要设置调试、修理人员需要设置多少种项目，由本单位决定。一般对大型、精密、贵重测量设备的调试和修理人员应通过考核取得资格证明。对于由外单位提供调试、修理的项目，本单位也不必设置此类人员。总之，对这些项目的人员只要有，就要考虑其资格的确认，但不能过于繁琐。
（3）    对于计量技术人员的资格可以用几种方式进行证明。一是计量技术人员应有某种学历的要求，或经过一定的技术培训取得培训合格证的人员。二是在计量专项领域、工作成就上，取得有关权威机构颁发的评价性、荣誉性证明。三是本单位在计量技术管理上设置的不同岗位，每个岗位要有岗位职责，要胜任这些职责就要具备一定的水平，就要进行上岗前的考核。这种考核一般由本单位组织进行，考核合格的颁发上岗证。
（4）    对于计量管理人员，可以用与计量技术人员相类似的方式和要求进行资格确认。只不过是岗位责任制内容有较大不同，其职责突出了管理能力和管理项目要求，主要应对管理水平进行考核。

7-5 计量环境要求
环境条件是计量工作中一个至关重要的因素，它不仅影响测量工作能否方便地进行，特别重要的是它将影响测量结果的正确和仪器的使用寿命。在环境条件中主要应考虑温度、温度变化率、温度、照明、振动、灰尘控制、电磁干扰等影响测量结果的因素。

1. 环境温度
在计量设备使用说明书、检定规程或校准规范中对仪器使用、检定或校准时的温度均有一定的要求。它是保证测量准确度，减小测量误差的重要因素。
a.    温度变化与计量测试的关系
由于各种不同物体的膨胀系数差异甚大，依次计量时应采用被测物体的温度与计量标准仪器的温度等同的原则。
b.    人的体温与计量测试的关系
正常人体温是37℃，而一般恒温室的温度是控制在20℃或25℃左右，人的体温要比恒温室温度高12~17℃。
c.    恒温室的设计与保温
恒温室应是无窗户的暗房，其六面均应用保温材料对外界隔热，使之达到各类计量专业室所需的温度要求。
d.    各种计量试验室的温度要求
目前我国规定计量室的标准温度为20℃，各种试验室依据相关的常用温度。

2. 相对温度
温度高低对金属材料几何尺寸无关，但对非金属材料尺寸影响甚大。它能使仪器工作台面变形，影响仪器精度。更为严重的是室内相对湿度过高、加上空气中带酸、碱性气体或尘埃相互结合，能促使计量标准器、仪器仪表表面氧化生锈，光学仪器镜头发霉、发光镜镀层脱落，甚至会使仪器仪表绝缘指标降低而把合格的仪表误判为不合格，对粘合性不好的量块由于室内相对温度过高，使不合格的量块判为合格。总之计量室的相对湿度是设计中值得注意的的问题。检定规程中对湿度（RH）一般应控制在60%-70%，最大相对湿度不得高于80%RH。
3. 防震要求
震动对精密光学仪器，高灵敏度电子仪器，精度较高的电光天平，光点检流计等仪器的正常工作有较大的影响，用记录笔进行自动记录和利用光波干涉原理对物体表面光洁度进行测量时，由于不规则的震动能迫使工作不得不停止进行。所以计量室的防震动是一个至关重要的问题。
4. 尘埃防治
尘埃能使光学仪器镜头、反光镜头等光学玻璃变得模糊不清，精密仪器的活动部分加速磨损，缩短使用寿命，降低测量精度。因此做好计量室的防尘工作，保持工艺卫生是一项不可缺少的日常工作。
防尘标准决定于不同等级的净化要求，计量检定室的尘埃应控制在每立方米0.15毫克以内。
5. 防腐蚀要求
计量标准器精度高，价格昂贵，不少还是从国外进口的。计量室的防腐蚀问题以往没有引起重视，而这个问题却潜移默化地影响标准器的精度。
计量室应贯彻以防为主的原则，在改造计量室时要尽可能地远离散发腐蚀性气体源。
在计量过程中必须使用酸碱溶液进行清洗处理的物品，清洗时应远离恒温室，未经中和的物品严禁带进工作室。须用干电池供电的仪器仪表，用完后要及时取出或定期更换，以免电池中的电介液腐蚀器具。

6. 其他方面的要求
①    计量室工作环境的噪声
在设计计量时，应选在比较安静的地方，工作室的噪声应≤60dB（分贝）。
②    计量室总电源接地要求
计量检定室所用电源应有可靠的接地线装置。人工接地装置，其中最小尺寸应符合电工手册中的规定。
③    对供电电源稳频的要求
在计量检定工作中，对交流电源的稳压、稳频、电压波形、直流电源的电压额定值、电压纹波均有严格要求。