计量专业工程师手册

目录

序言

第一章 计量概论

1.1概述

1.1.1计量及其特点

1.1.2计量的范围与领域

1.1.3计量的基本内容

1.1.4计量的分类

1.1.5计量的精密度、正确度、精确度

1.1.6计量的发展阶段

1.1.7计量的作用和意义

1.2计量单位制

1.2.1计量单位与单位制

1.2.2国际单位制

1.2.3中国法定计量单位

1.2.4量、数值及下角标

1.3计量器具

1.3.1计量基准器具

1.3.2计量标准器具

1.3.3普通计量器具

1.3.4计量器具的特征

1.3.5计量器具的辅助设备

1.3.6计量器具的制造、进口、销售、维修与使用

1.4量值传递、溯源与检定测试

1.4.1量值传递

1.4.2溯源

1.4.3检定测试

1.4.4检定测试的基本要求

1.4.5检定测试的主要方法

1.4.6量值传递或溯源的传统方式

1.4.7新的量值传递或溯源方式――“计量保证方案”（MAP）

1.4.8国际比对与检定

1.5计量管理

1.5.1管理的一般概念

1.5.2计量管理的基本任务

1.5.3计量管理方式

1.6国际计量组织

1.6.1“米制公约”组织

1.6.2国际法制计量组织

1.6.3国际计量联合会

1.6.4亚洲和太平洋地区计量规划组织

1.7小结

主要参考文献

第二章 误差理论和数据处理

2.1概述

2.1.1误差理论和数据处理的意义

2.1.2误差定义

2.1.3误差的来源和种类

2.1.4误差的评定

2.1.5不确定度

2.2概率论基础

2.2.1概率

2.2.2随机变量

2.2.3正态分布误差

2.2.4x2、t、F分布

2.2.5其它分布

2.2.6特征函数与分布展开

2.3矩阵基础

2.3.1矩阵概念

2.3.2矩阵运算

2.3.3特殊阵

2.3.4随机向量

2.4误差计算基础

2.4.1平均值原理

2.4.2标准差的传播

2.4.3标准差的计算

2.4.4不等精度测量

2.5数据处理基础

2.5.1数字位数

2.5.2数字修约规则

2.5.3运算中的舍入

2.5.4粗大误差

2.5.5最小二乘法原理

2.5.6最小二乘法

2.6不确定度评定

2.6.1基本术语

2.6.2不确定度评定所用测量模型

2.6.3标准不确定度的A类评定

2.6.4标准不确定度的B类评定

2.6.5确定合成标准不确定度与展伸不确定度

2.6.6不确定度报告

2.7实验设计

2.7.1高一等标准的选取

2.7.2最佳测量条件选取

2.7.3测量次数

2.8小结

主要参考文献

第三章 几何量测量

3.1概述

3.1.1稳频激光复现长度单位

3.1.2几何量计量的主要内容

3.2几何量标准的形式和复现原理

3.2.1波长

3.2.2刻线量具与量块

3.2.3光栅

3.2.4感应同步器

3.2.5磁栅

3.2.6容栅

3.2.7正多面棱体

3.2.8多齿分度盘

3.3几何量测量方法

3.3.1光波干涉与全息干涉法

3.3.2衍射法

3.3.3散斑法

3.3.4显微放大法

3.3.5参量放大法

3.3.6表面粗糙度测量

3.3.7直线度测量

3.3.8平面度测量

3.3.9圆度测量

3.3.10渐开线测量

3.3.11螺旋线测量

3.4量仪结构

3.4.1典型机械结构

3.4.2显微镜基本结构

3.4.3干涉仪基本光路

3.4.4典型电路

3.5小结

主要参考文献

第四章 热工计量

4.1概述

4.2温度和温标

4.2.1温度的概念

4.2.2经验温标和热力学温度

4.2.3温标的历史

4.2.41990年国际温标（ITS－90）的基本内容

4.3辐射测温法

4.3.1概述

4.3.2热辐射的基本理论

4.3.3亮度温度法

4.3.4全辐射测温法

4.3.5色温法

4.3.6热图象法

4.4热电测温法

4.4.1热电偶测温法及塞贝克效应

4.4.2常见的几种热电偶

4.4.3热电偶的分度方法

4.4.4热电偶测温的主要误差来源

4.5电阻测温法

4.5.1纯金属、合金、导体电阻－温度特性

4.5.2标准铂电阻温度计与TTS－90

4.5.3工业用电阻温度计

4.6玻璃液体温度计

4.6.1特性与分类

4.6.2原理与结构

4.6.3使用注意事项及测量误差

4.7固定点在温度测量中的应用

4.7.1概述

4.7.2金属固定点

4.7.3三相点

4.8压力计量

4.8.1概述

4.8.2流体压力计

4.8.3活塞压力计

4.8.4弹簧式压力计

4.8.5压力传感器、变送器

4.8.6数字式压力计

4.9真空计量

4.9.1概述

4.9.2U形压力计

4.9.3压缩式真空计

4.9.4静态膨胀法真空标准装置

4.9.5动态流导法真空标准装置

4.10流量计量

4.10.1基本概念

4.10.2流量计量中常用的物性参数

4.10.3流量测量方法及流量计

4.10.4流量标准装置

4.11小结

主要参考文献

第五章 力学计量

5.1概述

5.1.1力学计量的内容和分类

5.1.2力学计量的方法和原理

5.2质量计量

5.2.1质量的概念、单位及其复现

5.2.2衡量方法和衡器分类

5.2.3天平

5.2.4砝码

5.2.5秤

5.3力值计量

5.3.1力的概念、单位及其复现

5.3.2力基准机和力标准机

5.3.3标准测力仪和测力传感器

5.3.4扭矩基、标准机和标准扭矩仪

5.3.5材料机械性能试验和试验机

5.4密度计量

5.4.1密度、相对密度和浓度的概念及其单位

5.4.2固体密度

5.4.3液体密度

5.4.4气体密度

5.5容量计量

5.5.1容量的概念、单位及其复现

5.5.2容量的绝对测量和直接比较

5.5.3玻璃量器

5.5.4金属量器

5.5.5油罐容量计量

5.6硬度计量

5.6.1硬度的概念和试验方法

5.6.2布氏硬度

5.6.3洛氏和表面洛氏硬度

5.6.4维氏和显微硬度

5.6.5肖氏、里氏和其他硬度

5.7振动与冲击计量

5.7.1振动与冲击计量的概念和内容

5.7.2振动与冲击的绝对校准和比较校准

5.7.3振动传感器的分类和压电加速度传感器

5.7.4振动与冲击的量值传递

5.8转速计量

5.8.1转速的概念、单位及其复现

5.8.2转速的测量方法和转速表

5.8.3测速仪和出租汽车计价器

5.9小结

主要参考文献

第六章 电磁计量

6.1概述

6.1.1电磁计量的主要内容和分类

6.1.2电磁计量测试的基本方法

6.2有关的电工和电路基础知识

6.2.1几个重要的基本定律

6.2.2一些基本概念、常用的公式和计算方法

6.3直流电学计量

6.3.1电流单位安培的定义及其复现

6.3.2电压计量

6.3.3电阻计量

6.4交流阻抗计量（1MHz以下）

6.4.1电容、电感、交流电阻的概念及其单位的复现

6.4.2电容计量

6.4.3电感计量

6.4.4交流电阻测量

6.5交流电量计量（1MHz以下）

6.5.1交流电压、电流、功率及其量值溯源

6.5.2交直流转换技术

6.5.3交流比例技术及交流电量测量仪器的检定

6.6磁学计量

6.6.1磁感应强度及磁通的概念、单位及其复现

6.6.2磁感应强度量具、测量仪器及其检定

6.6.3磁通量具和测量仪器的检定

6.6.4磁性材料和磁记录材料特性参数的测量

6.7小结

主要参考文献

第七章 无线电计量

7.1概述

7.2集总参数和分布参数电路基础

7.2.1交流信号及其幅度量值的表示

7.2.2集总参数元件的高频参量

7.2.3信号的频谱和调制

7.2.4脉冲波形及其频谱

7.2.5分布参数电路

7.3电磁场理论基础

7.3.1电磁场与电磁波

7.3.2辐射场区的划分

7.4传输线基本知识和微波网络基础

7.4.1同轴传输线

7.4.2矩形波导

7.4.3微波网络基础

7.5高频电压计量

7.5.1概述

7.5.2基本测量方法

7.5.3电压标准装置

7.5.4电压测量注意事项

7.6高频和微波功率计量

7.6.1概述

7.6.2基本测量方法

7.6.3功率标准装置

7.6.4功率计的校准和量值传递

7.7高频和微波衰减计量

7.7.1概述

7.7.2标准衰减器

7.7.3衰减测量方法

7.7.4 衰减测量和量值传递中注意的问题

7.8高频阻抗计量

7.8.1概述

7.8.2高频阻抗的测量方法

7.8.3量值传递和检定

7.9微波阻抗计量

7.9.1概述

7.9.2特性阻抗标准与标准负载

7.9.3测量方法和常用仪表

7.9.4微波阻抗标准量值的传递

7.10高频和微波嗓声计量

7.10.1概述

7.10.2噪声源和标准噪声源

7.10.3噪声特性测量方法与测量仪表

7.10.4噪声量值的传递和校准系统

7.11脉冲计量

7.11.1概述

7.11.2用示波器观测脉冲波形参数

7.11.3示波器的检定与示波器校准仪

7.11.4脉冲幅度和时间参数的测量和标准

7.11.5自动脉冲测量系统和时域自动网络分析仪

7.12高频和微波场强计量

7.12.1概述

7.12.2远区场的测量仪表和校准方法

7.12.3远场场强标准

7.12.4近区场的测量仪表和校准方法

7.12.5近场场强标准

7.13小结

主要参考文献

第八章 时频计量

8.1概述

8.2秒定义及其复现

8.2.1平太阳秒

8.2.2历书秒

8.2.3原子秒

8.2.4原子秒的复现

8.3频率标准

8.3.1石英晶体频标

8.3.2原子频标

8.4频标的技术指标

8.4.1频率准确度

8.4.2频率飘移（老化）

8.4.3频率稳定度

8.4.4相位噪声

8.4.5频率重现性

8.4.6频率的环境特性

8.4.7频标的开机特性及频率日波动

8.5频率测量技术

8.5.1普通计数法

8.5.2多周期同步法

8.5.3频差倍增法

8.5.4频差倍增－综合－测周期法

8.5.5比相法

8.6时间间隔标准及其测量

8.6.1标准时间间隔发生器

8.6.2时间间隔测量

8.7标准时间的保持一时标

8.7.1世界时UT1

8.7.2国际原子时TAI

8.7.3协调世界时UIC

8.7.4时标的国际比对

8.7.5时标的技术指标

8.8利用电视信号传送时间频率

8.8.1标准频率的传送

8.8.2副载频校频仪

8.8.3标准时间的传送

8.9小结

主要参考文献

第九章 光学计量

9.1概述

9.2应用光学基础知识

9.2.1光学辐射的基本性质

9.2.2几何光学中的一些基本原理和定律

9.2.3物理光学中的一些基本定律

9.3辐射度学基础知识

9.3.1辐射计量中的常用定律

9.3.2以辐射源为标准的辐射度计量

9.3.3以接收器为标准的辐射度计量

9.3.4辐射度量值传递与计量仪器

附录V 行政执法处罚规定

V.1计量违法行为处罚细则

V.2技术监督行政执法处罚规定

V.3技术监督行政案件办理程序的规定

附录Ⅵ 国家计量技术规范

Ⅵ.1通用计量名词及定义

Ⅵ.2国家计量检定规程编写规则

2100433B

各章作者简介

王立吉 第一章 中国计量科学研究院副院长兼科学委员会主任，中国计量测试学会常

第十四章 务理事兼学术工作委员会主任委员，教授

刘智敏 第二章 中国计量科学研究院研究员

邹安海 第三章 天津大学精密仪器系副教授

段发阶 天津大学精密仪器系讲师

杨自本 中国计量科学研究院高级工程师

徐 毅 中国计量科学研究院科技处处长，中国计量测试学会常务理事兼几何

量专业委员会主任委员，研究员

赵 琪 第四章 中国计量科学研究院研究员，中国计量测试学会常务理事兼温度专业

委员会主任委员

王 池 中国计量科学研究院热工处副处长，中国计量测试学会流量计量专业

委员会秘书，副研究员

原遵东 中国计量科学研究院副研究员，中国计量测试学会温度专业委员会委

员

韩慧文 中国计量科学研究院高级工程师

施昌彦 第五章 中国计量科学研究院总工程师，中国计量测试学会常务理事兼力学计

附 录 量专业委员会主任委员，研究员

刘瑞珉 第六章 中国计量科学研究院电磁处处长，中国计量测试学会电磁计量专业委

员会秘书，研究员

张钟华 中国计量科学研究院，中国计量测试学会（计量学报》编辑委员会主任

委员，中国工程院院士，研究员

胡希平 第七章 中国计量科学研究院研究员

席德熊 中国计量科学研究院无线电处副处长，中国计量测试学会技术咨询工

作委员会主任委员，高级工程师

马风鸣 第八章 中国计量科学研究院研究员，中国计量测试学会时间频率专业委员会

副主任委员兼秘书

陈遐举 第九章 中国计量科学研究院研究员，中国计量测试学会光辐射专业委员会副

主任委员

李琳培 第十章 中国计量科学研究院研究员

张之彬 中国计量科学研究院研究员

郝润龙 中国计量科学研究院研究员，中国计量测试学会电离辐射专业委员会

副主任委员

章句才 第十一章 中国计量科学研究院研究员

罗涤明 第十二章 国家标准物质研究中心研究员，中国计量测试学会化学专业委员会主

任委员

赵 敏 国家标准物质研究中心研究员，中国计量测试学会分析检测质量保证

专业委员会副主任委员

余元冠 第十三章 北京科技大学管理学院副院长，副教授

张公绪 北京科技大学管理科学研究所所长，博士导师，教授

韩桂香 附 录 中国计量科学研究院高级工程师

《计量工程师常用手册》收集了各企事业单位经常使用计量管理工作文件和资料，为广大计量工程师日常管理工作所必备，其内容包括：计量管理法律、法规；计量机构；法定计量单位；常用计量标准及考核；常用计量器具检定；计量室环境条件，计量标志及使用说明，计量认证和实验室认可；测量管理体系，计量工程师资格评审等11个部分。

《计量工程师常用手册》供企业计量测试技术及管理人员使用。

第1部分 计量术语

一、计量基础术语

二、计量标准术语

三、测量设备术语

四、计量管理术语

第2部分 计量管理法规

一、《中华人民共和国计量法》及条文解释

二、中华人民共和国强制检定的工作计量器具检定管理办法

三、我国主要计量行政法规与规章

第3部分 计量机构

一、国际计量机构

二、国家计量技术机构

三、国家专业计量站及其授权项目一览表

四、地方计量行政机构一览表

五、计量学术、教育、宣传机构一览表

六、全国计量图书发行站一览表

第4部分 法定计量单位

一、量与单位的基本概念(JJG 1001)

二、SI基本单位

三、SI导出单位

四、SI单位的倍数单位

五、我国选定为法定单位的非SI单位

六、SI的使用方法

七、数值修约规则(GB 8170)

附表4．1千克力与牛顿的换算表

附表4．2兆帕斯卡与千克力每平方厘米的换算表

附表4．3 千瓦小时与兆焦耳的换算表

附表4．4马力与千瓦的换算表

附表4．5奥斯特与安培每米的换算表

附表4．6长度、面积、功、热、能单位换算系数表

附表4．7各种能源折算标准煤系数表

第5部分 常用计量标准及考核

一、几何量类计量标准

二、力学计量标准

三、热学计量标准

四、电磁学类计量标准

五、无线电类计量标准

六、一级标准物质分类与编号

七、计量标准考核评审表

第6部分 常用计量器具及其检定

一、中华人民共和国依法管理的计量器具目录

二、强制检定工作计量器具的强检形式与范围

三、进口计量器具型式审查目录

四、常用计量器具检定/确认一览表

五、能源计量器具的最大检定周期表

六、商用计量器具使用允差表

七、定量包装商品生产企业计量保证能力评价表

第7部分 计量室环境条件

一、影响计量器具准确度的因素

二、计量室环境条件

第8部分 计量标志及其说明

第9部分 计量认证和实验室认可

一、产品质量检验机构计量认证评审表

二、实验室现场评审核查表

……

第10部分　测量管理体系

第11部分　计量工程师资格评审

附录1　制造、修理计量器具许可证监督管理办法

附录2　中小企业计量检测保证规范

附录3　GB/T15481-2000idt　ISO/IEC17025：1999检测和校准实验室能力的通用要求 2100433B

专业基础管理

依据国家、行业的计量法律、法规，制定、健全各项计量管理制度、程序，组织实施计量管理工作

组织制订公司计量工作规划（包括计量工作发展规划、计量器具配备规划等）,经公司领导批准后发布实施

组织制订全公司计量设备的检定、校验、测试和质量控制等方面的技术规范，并经审核、批准颁布执行

组织实施计量技术改进和新技术的推广应用工作；负责收集计量技术情报与信息

负责公司计量标准设备的配备、管理与检定，保证量值溯源的准确可靠

负责市区计量器具印模的刻制、印钳使用的检查、监督等管理工作

负责全公司计量工作的考核工作

组织全公司计量网络、电测监督活动及专业会议

专业管理

负责编制并督促实施全公司计量设备（含电能、电测、非电测）周检、轮换年度计划

参与全公司电力建设工程、地方公用电厂和用户自备电厂并网及用电业扩工程供电方案中有关电能计量方式的确定和电能计量装置设计的审查及竣工后的验收，并制定管理办法

参与全公司变电站有关电测计量方式的设计审定和技术管理；提出公司变电站电测计量装置的配置和安装方案，并制定管理办法

参与全公司计量装置重大故障和营业售电计量纠纷、差错和窃电的调查处理，负责提供计量技术方面的支持

负责审核、制定全公司计量器具的购置和报废计划

负责公司各单位计量器具的领用、封存、报废的管理，督促指导检查各单位计量设备的使用、保管工作

负责中心质量体系文件的修订与日常运行管理工作

负责各种计量设备技术资料的管理工作

负责全公司计量工作的报表汇总、上报工作

负责组织全公司计量检定人员取证考核工作