计量基础知识

计量

"计量"这个名词术语，在新中国成立以前称为"度量衡"，即指长度、容量和重量。新中国成立后，1953年确认采用"计量"一词，取代使用了几千年的度量衡，并赋予了更广泛的内容。按照计量技术规范JJF 1001－1998 《通用计量术语及定义》，"计量"是指实现单位统一、量值准确可靠的活动。计量属于测量，源于测量，而又严于一般测量，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。

　　计量的概念是随着社会生产的发展逐步形成的。当生产的发展和商品的交换变成社会性活动时，客观上就需要测量单位的统一，并要求在一定准确度内对同一物体在不同地点，用不同的测量手段，达到其测量结果一致。为此，就要求以法定的形式建立统一的单位制，建立计量基准、标准，并以这种计量基准、标准检定其他计量器具，保证量值准确可靠，从而形成了区别于测量的新概念--计量，也可以说，统一准确的测量就是计量。

　　计量涉及到工农业生产、国防建设、科学试验、国内外贸易及人民生活、健康、安全等各方面，是国民经济的一项重要技术基础。随着社会经济迅速发展，计量在以往度量衡的基础上，逐步发展为长度、温度、力学、电磁学、光学、声学、化学、无线电、时间频率、电离辐射等十大专业，并形成了有关测量知识领域的一门独立的学科--计量学。可以说凡是为实现单位统一，保障量值准确可靠的一切活动，均属于计量的范围。

　　计量有多种形式的分类。

1.按工作性质可分为三类：

　　科学计量：探索、先行的研究；

　　工程计量：工业企业的应用；

　　法制计量：政府强制管理。

2.按按专业和被测对象量分类：可分为长度、温度、力学、电磁学、光学、声学、化学、无线电、时间频率、电离辐射十大类。

3.按任务分类：可分为通用、实用、理论、技术、法制、经济、品质等七类。

4.按计量的社会功能，国际上趋向把计量大致分为三个组成部分，即法制计量、科学计量、工业计量，分别代表以政府为主导作用的计量社会事业、计量的基础和计量应用三个方面。

计量的专业，若按其被测物体的属性来分，我国目前通常将其分成10类。

1、温度计量：就是选用各种物质的热效应来测量物质的冷热程度。温度测量按其范围可分为超低温、低温、中温、高温、超高温。

2、力学计量：内容包括质量、压力、真空、硬度、容量、密度、力矩、转速、流量、振动和策略加速度等项目。

3、电磁计量：是根据电磁原理，运用各种电磁标准器和电磁仪器、仪表对各种电磁物理量进行测量。它包括电学计量和磁学计量两类。具体指电流、电压、电感、电容和磁场、磁通、材料的磁特性等项目的计量。

4、时间频率计量：包括时间和频率的计量，时间和频率是描述周期现象的两个不同侧面。

5、光学计量：包括光度计量和色度计量、辐射度计量、激光计量、光学材料的光参数计量及光学元件的质量评价等。

6、声学计量：是研究物质中声波的产生、传播、接收和影响的科学，声学计量的基本参量有三个，即声压、声强和声功率。

7、电离辐射计量：过去常称为放射性计量，是关于微观电离粒子的计量。所谓电离辐射是指由能产生电离的带电电离粒子、不带电电离粒子或者由两种混合组成的任何辐射。

8、几何量计量：又可称为长度计量，就是对物体的几何尺寸、位置和角度的测量，它主要包括平直度、粗糙度圆度、锥度、渐开线、螺旋线等的测量。

9、电子计量：又称无线电计量，是指无线电技术所用全部频率范围内超低频到微波的一切电气特征的测量。

10、化学计量：又称物理化学计量，是指对各种物质的成分和物理特性、基本物理常数的分析、测量。主要包括：酸碱度、气体分析、燃烧热、舔度、标准物质等。

我们企业在十大专业中涉及到温度、力学、电磁、化学、几何量等5项。我公司主要开展的计量类工作就是几何量计量。下面着重介绍一下几何量计量。

任何一个物体都是由若干个实际表面所形成的几何实体，几何量是包含复现、测量、表征物体的大小、长短、现状和位置等几何特征量，对这些特征量的计量测试统称为几何量计量。

几何量计量包括量块、线纹、角度、平直度、表面粗糙度、齿轮、工程测量、万能量具、座标测量、经纬仪类仪器、几何量类仪器等项目。每个项目单独考核合格后获得“计量检定员证”(证件中填写获得考核的项目，可一证多项目），从事计量工作必须持证上岗。

量块计量

量块是几何量计量领域里使用最广泛和准确度较高的实物标志量具之一。量块是由两个相互平行的测量面之间的距离来确定其工作长度的高准度量具，其长度为计量器具的长度标准，由于具有形状简单，易于制造，使用方便等特点，在制造部门的各基层单位得到广泛使用，同时又由于其测量表面的机械性能良好、表面光滑，能应用于光波干涉测量，测量准确度较高，也是计量部门的长度实物基准。因此量块可制成不同的准确度等级，满足不同计量部门或检验部门的需要。通过对计量仪器、量具和量规等示值误差的检定方式，将长度基准值传递到最终的机械产品，使机械加工中各种制成品的尺寸能够溯源到长度基准。

线纹计量

线纹计量在国民生产和科学技术领域里的作用非常重要。在大地测量用的基线尺，显微类仪器上用的分划板到精密光学仪器上用的玻璃标尺，坐标设备上应用的金属标尺，计量部门量值传递用的基、标志尺等都是线纹尺。它是一种带有细分刻度的多值长度量具，以两条刻线之间的距离复现长度量值。同端面基准器具量块在进行比较测量时容易受到磨损而改变尺寸相比，线纹尺的非接触性和多值性时其最大特点。

角度计量

由两条直线或两个平面相交即组成角，角的大小以一定的计量单位来表示即为角度。在机械加工中经常涉及到面与面之间，刻线与刻线之间，线与平面之间的角度以及圆周分别的问题，因此角度、锥角、圆分度时机械零件或零部件之间配合的重要参数。

工程测量

工程测量也可以称为精密测量，包含的内容较多，主要有形状和位置误差的测量。

形状和位置误差是零件制造误差的组成部分，可以影响到零件的功能和装配互换性。按形位公差的国家标准，形状误差包括直线度、平直度、圆度、圆柱度、线轮廓度、表轮廓度6个项目。位置误差包含平形度、垂直度、倾斜度、同轴度、对称度、位置度、圆跳动和全跳动8个项目。

平直度

平直度是直线度和平面度测量的简称，属于形状和位置公差测量范围。直线在机械零件上是最常见的几何要素之一，直线度的被测要素包括平面上的直线、面与面的交线、回转体(圆柱、圆锥等)的素线、棱线及轴线等。

表面粗糙度

零件在加工过程中都不可避免地会存在加工误差，通常包括尺寸误差、微观几何形状误差、宏观几何形状误差和位置误差。其中的微观几何形状误差也称为表面粗糙度，指在机械加工过程中，因切削刀痕、表面撕裂挤压、振动和摩擦等因素，在被加工表面上留下的间距很小的微观起伏不平。

齿轮

齿轮传动是机械传动中最重要的一种方式，齿轮的制造精度直接影响齿轮传动的准确性、工作的平稳性和载荷分布的均匀性。

根据不同的测量目的，可将测量的测量方法分为单项测量、综合测量和整体测量。

单项测量是测量齿轮的某些单项参数，如齿形误差、齿向误差、周节和周节累计误差等，通过对测量结果的分析，可反映出引起误差的工艺因数。

综合误差是指单面啮合综合测量和双面啮合综合测量，可以高效率地评定齿轮传动的工作质量。

整体测量是将每个齿的齿形误差以及各齿的相互位置误差用整体误差曲线图形反映出来，可确切分析各个单项误差的影响。

万能量具

万能量具也称通用量具，主要指三大类量具，即游标类量具、测微类量具和指示类量具。

坐标测量

坐标测量是一种用于测量零件或部件的几何尺寸、形状和相互位置的测量方法，通过测量空间任意的点、线、面以及相互位置，获得被测量几何型面上各测点的几何坐标尺寸，再由这些点的坐标值经过数学运算求出被测零部件的几何尺寸和形状位置误差。这些空间坐标值既可以是一维的，也可以是二维和三维的坐标值。

经纬仪类仪器

经纬仪可用来测量空间两个或两个以上目标之间的水平角，也可测量空间目标至水平面之间的垂直角。经纬仪类仪器是在大地测量、工程测量、矿山测量工作中广泛使用的精密仪器，测绘部门使用最广，在军工生产或机械制造部门，通常用于大型工件、设备的安装和定位。

几何量仪器

几何量仪器是利用机械、光学、电学、气动或其他原理将被测量转换为可直接观测的指示值或等效信息的器具。按原理可以分为机械量仪、光学量仪、气动量仪、电动量仪。任何一台量仪仪器都包含一个重要部件既基准部件，它是决定几何量仪仪器准确度的主要环节，如精密丝杠、光栅尺、度盘、激光器等。

另外介绍一下检定和校准。

检定——有法制计量部门或法定授权组织按照检定规程,通过实验，提供证明来确定测量器具的示值误差满足规定要求的活动·。检定的内容则是对测量装置的全面评定，要求更全面、除了包括校准的全部内容之外，还需要检定有关项目。检定的对象是我国计量法明确规定的强制检定的测量装置。检定则必须依据《检定规程》规定的量值误差范围，给出测量装置合格与不合格的判定。检定的结论具有法律效力，可作为计量器具或测量装置检定的法定依据《检定合格证书》属于具有法律效力的技术文件。

中文名：检定

颁发单位：法制计量部门或法定授权组织

通过：校验提供证据

确认：是否符合要求

定义

ISO/IEC指南25—199O 《校准和检验试验室技术能力的通用要求》将“检定”定义为：“通过校验提供证据来确认符合规定的要求（ISO 84O2/DADI—3.37，根据本指南的目的增加了注解）。

注：

1.为了与计量仪器的管理相衔接，检定的目的是校验计量仪器的示值与相对应的已知量值之间的偏差，使其始终小于有关计量仪器管理的标准、规程或规范中所规定的最大允许误差。

2 .根据检定的结果对计量仪器作出继续使用、进行调查、修理、降级使用或声明报废的决定。任何情况下，当检定完成时，应在计量仪器的专门记录上记载检定的情况。

国际计量组织对检定给出的定义是： “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。”

与校准的区别

校准的概念

ISO1OO12—1《计量检测设备的质量保证要求》标准将“校准”定义为： “在规定条件下，为确定计量仪器或测量系统的示值或实物量具或标准物质所代表的值与相对应的被测量的已知值之间关系的一组操作。

注：

1.校准结果可用以评定计量仪器、测量系统或实物量具的示值误差，或给任何标尺上的标记赋值；

2.校准也可用以确定其他计量特性；

3.可将校准结果记录在有时称为校准证书或校准报告的文件上；

4.有时核准结果表示为修正值、校准因子或校准曲线。

根据以上定义，可以看出校准和检定有本质区别。两者不能混淆，更不能等同。

目的不同

校准的目的是对照计量标准，评定测量装置的示值误差，确保量值准确，属于自下而上量值溯源的一组操作。这种示值误差的评定应根据组织的校准规程作出相应规定，按校准周期进行，并做好校准记录及校准标识。校准除评定测量装置的示值误差和确定有关计量特性外，校准结果也可以表示为修正值或校准因子，具体指导测量过程的操作。例如，某机械加工组织使用的卡尺，通过校准发现与计量标准相比较已大出O.2mm，可将此数据作为修正值，在校准标识和记录中标明巳校准的值与标准器相比较大出的O.2mm的数值。在使用这一计量器具（卡尺）进行实物测量过程中，减去大出O.2mm的修正值，则为实物测量的实测值。只要能达到量值溯源目的，明确了解计量器具的示值误差，即达到了校准的目的。

检定的目的则是对测量装置进行强制性全面评定。这种全面评定属于量值统一的范畴，是自上而下的量值传递过程。检定应评定计量器具是否符合规定要求。这种规定要求就是测量装置检定规程规定的误差范围。通过检定，评定测量装置的误差范围是否在规定的误差范围之内。

对象不同

校准的对象是属于强制性检定之外的测量装置。我国非强制性检定的测量装置，主要指在生产和服务提供过程中大量使用的计量器具，包括进货检验、过程检验和最终产品检验所使用的计量器具等。

检定的对象是我国计量法明确规定的强制检定的测量装置。《中华人民共和国计量法》第九条明确规定：“县级以上人民政府计量行政部门对社会公用计量标准器具，部门和企业、事业单位使用的最高计量标准器具，以及用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测方面的列入强检目录的工作计量器具，实行强制检定。未按规定申请检定或者检定不合格的，不得使用。”

因此，检定的对象主要是三个大类的计量器具。这就是：

1.计量基准（包括国际基准和国家基准） ISO 1OO12—1

2.标准 ISO 1OO12—1标准将「计量]标准定义为；‘用以定义、实现、保持或复现单位或一个或多个已知量值，并通过比较将它们传递到其他计量器具的实物量具、计量仪器、标准物质或系统（例：a.1kg质量标准中；b.标准量块；c.1O0Ω标准电阻;d.韦斯顿标准电池）。”

3.我国计量法和中华人民共和国强制检定的工作计量器具明细目动 规定，“凡用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测的，均实行强制检定。”在这个明细目录中，已明确规定59种计量器具列人强制检定范围。值得注意的是，这个《明细目录》第二款明确强调，“本目录内项目，凡用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测的，均实行强制检定。”这就是要求列人59种强检目录中的计量器具，只有用于贸易结算等四类领域的计量器具，属于强制检定的范围。对于虽列入59种计量器具目录，但实际使用不是用于贸易结算等四类领域的计量器具，可不属于强制检定的范围。以上三大类之外的测量装置则属于非强制检定，即为校准的范围。

性质不同

校准不具有强制性，属于组织自愿的溯源行为。这是一种技术活动，可根据组织的实际需要，评定计量器具的示值误差，为计量器具或标准物质定值的过程。组织可以根据实际需要规定校准规范或校准方法。自行规定校准周期、校准标识和记录等。

检定属于强制性的执法行为，属法制计量管理的范畴。其中的检定规程协定周期等全部按法定要求进行。

依据不同

校准的主要依据是组织根据实际需要自行制定的《校准规范》，或参照《检定规程》的要求。在《校准规范》中，组织自行规定校准程序、方法、校准周期、校准记录及标识等方面的要求。因此，《校准规范》属于组织实施校准的指导性文件。

检定的主要依据是《计量检定规程》，这是计量设备检定必须遵守的法定技术文件。其中，通常对计量检测设备的检定周期、计量特性、检定项目、检定条件、检定方法及检定结果等作出规定。计量检定规程可以分为国家计量检定规程、部门计量检定规程和地方计量检定规程三种。这些规程属于计量法规性文件，组织无权制定，必须由经批准的授权计量部门制定。

方式不同

校准的方式可以采用组织自校、外校，或自校加外校相结合的方式进行。组织在具备条件的情况下，可以采用自校方式对计量器具进行校准，从而节省较大费用。组织进行自行校准应注意必要的条件，而不是对计量器具的管理放松要求。例如，必须编制校准规范或程序，规定校准周期，具备必要的校准环境和具备一定素质的计量人员，至少具备高出一个等级的标准计量器具，从而使校准的误差尽可能缩小。在多数测量领域，标准器的测量误差应不超过被确认设备在使用时误差的1/3至1/10为好。此外，对校准记录和标识也应作出规定。通过以上规定，确保量值准确。

检定必须到有资格的计量部门或法定授权的单位进行。根据我国现状，多数生产和服务组织都不具备检定资格，只有少数大型组织或专业计量检定部门才具备这种资格。

周期不同

校准周期由组织根据使用计量器具的需要自行确定。可以进行定期校准，也可以不定期校准，或在使用前校准。校准周期的确定原则应是在尽可能减少测量设备在使用中的风险的同时，维持最小的校准费用。可以根据计量器具使用的频次或风险程度确定校准的周期。

检定的周期必须按《检定规程》的规定进行，组织不能自行确定。检定周期属于强制性约束的内容。

内容不同

校准的内容和项目，只是评定测量装置的示值误差，以确保量值准确。

检定的内容则是对测量装置的全面评定，要求更全面、除了包括校准的全部内容之外，还需要检定有关项目。

例如，某种计量器具的检定内容应包括计量器具的技术条件、检定条件、检定项目和检定方法，检定周期及检定结果的处置等内容。校准的内容可由组织根据需要自行确定。因此，根据实际情况，检定可以取代核准，而校准不能取代检定。

结论不同

校准的结论只是评定测量装置的量值误差，确保量值准确，不要求给出合格或不合格的判定。校准的结果可以给出《校准证书》或《校准报告》。

检定则必须依据《检定规程》规定的量值误差范围，给出测量装置合格与不合格的判定。超出《检定规程》规定的量值误差范围为不合格，在规定的量值误差范围之内则为合格。检定的结果是给出《检定合格证书》。

法律效力不同

校准的结论不具备法律效力，给出的《校准证书》只是标明量值误差，属于一种技术文件。

检定的结论具有法律效力，可作为计量器具或测量装置检定的法定依据《检定合格证书》属于具有法律效力的技术文件。