電磁學計量概述

電作為一種能源，自被人類認識以來就和人們的生產和生活密不可分，電的應用大大促進了科學技術的發(fā)展，而磁場和磁性材料的存在也和電有著密切的聯系。電磁量是和電磁現象有關的物理量，分為電學量和磁學量。人們在不斷對電磁應用進行探索的過程中，發(fā)明創(chuàng)造了大量的電磁測量儀器、儀表和設備。

電磁學計量包括電壓、電流、電阻、電容(或電感)、磁感應強度、磁通和磁矩。電磁學計量內容包含：電磁基本量，如電壓、電流、磁通、磁矩等；電磁測量儀器和儀表；比率標準與儀器；材料電磁特性；波形。此外，非電量的電測量及靜電、電氣和環(huán)境安全等電磁干擾參數也是電磁計量的重要內容。按工作頻率，電磁學計量分直流計量和交流計量。

電學計量保存、復現、傳遞的量主要由直流電壓，直流電流，交流電壓，交流電流，直流電阻，交流電阻，電感，電容，電功率，電能，相位，頻率，電荷量，損耗因數，功率因素，時間常數等。保存、復現電學量的計量器具主要有實物量和計量儀器兩大類。作為計量基準和計量標志的主要有約瑟夫遜電壓自然基準，霍爾電阻自然基準，標準電池，直流標準電阻，RLC測量儀，高阻計，微歐計，直流電位差計，交流電位差計，數字多用表，多功能標準源，交直流轉換儀，指示表，直流功率表，交流功率表，功率因數表，電能表，分壓箱，分流器，儀用互感器，測量放大器，轉換器，感應分壓器，霍爾電流傳感器等。

根據電學計量參數和電學計量器具的特點，電學計量分為如下計量分專業(yè)：直流電壓(檢定標準電池，固態(tài)電壓標準)、直流電阻(檢定電阻，直流電橋，直流電阻箱，高阻計，微歐計)、交流阻抗(檢定標準電容，標準電感，交流標準電阻，RLC測量儀，損耗因數標準器)、交直流比率(檢定分壓箱，分流器，互感器)、交直流高壓(檢定交直流高壓表，交直流高壓源)、電功率電能(檢定直交流功率表，交直流電能表，交直流功率電能標準源，功率因數表)、交直流數字儀器(檢定交直流數字表，交直流標準源)、交直流轉換儀(檢定交直流電壓轉換儀，交直流電流轉換儀)、交直流模擬儀器(檢定三表，直流電位差計，交流電位差計)、電學工程測量儀器(檢定絕緣電阻表，耐壓測試儀，穩(wěn)壓電源等)。

計量基礎知識篇

第1章計量和測量

1.1計量

1.2測量

1.3計量學

1.4計量學主要領域介紹

1.4.1幾何量計量

1.4.2溫度計量

1.4.3力學計量

1.4.4電磁學計量

1.4.5電子學計量

1.4.6時間頻率計量

1.4.7電離輻射計量

1.4.8光學計量

1.4.9聲學計量

1.4.10化學計量

1.5計量的地位和作用

1.5.1計量與科學技術

1.5.2計量與工農業(yè)

1.5.3計量與社會經濟秩序

1.5.4計量與貿易

1.5.5計量與安全

1.5.6計量與環(huán)境保護

1.5.7計量與節(jié)能降耗

1.5.8計量與國防

1.5.9計量與文化體育

1.5.10計量與民生

1.5.11計量與質量

第2章量和單位

2.1量和量值

2.1.1量的定義

2.1.2量的分類

2.1.3物理量分類

2.1.4量值

2.2量制和量綱

2.3計量單位和單位制

2.3.1計量單位

2.3.2單位制

2.3.3國際單位制

2.3.4法定計量單位

第3章計量器具及其特性

3.1計量器具

3.1.1計量器具

3.1.2實物量具

3.1.3測量系統(tǒng)

3.1.4測量設備

3.2計量器具的特性

3.2.1示值

3.2.2標稱量值

3.2.3標稱示值區(qū)間

3.2.4測量區(qū)間

3.2.5測量系統(tǒng)的靈敏度

3.2.6鑒別閾

3.2.7顯示裝置的分辨力

3.2.8死區(qū)

3.2.9測量儀器的穩(wěn)定性

3.2.10儀器漂移

3.2.11儀器的測量不確定度

3.2.12準確度等級

3.2.13最大允許測量誤差

3.2.14示值誤差

3.2.15引用誤差

第4章計量基準、計量標準

4.1計量基準

4.1.1計量基準的含義

4.1.2計量基準的分類

4.1.3計量基準的地位和作用

4.2計量標準

4.2.1計量標準的含義

4.2.2計量標準的地位和作用

4.2.3計量標準的分級和應用

4.2.4計量標準的建立和使用

4.2.5計量標準的考核和復查

3標準物質

4.3.1標準物質的含義

4.3.2標準物質的特點

4.3.3標準物質的分級

4.3.4標準物質的作用

4.3.5標準物質的種類

4量值傳遞和量值溯源

4.4.1量值傳遞

4.4.2量值溯源

4.4.3量值傳遞和量值溯源的區(qū)別

4.4.4量值傳遞和量值溯源的必要性

5章測量結果

5.1被測量及影響量

5.1.1被測量

5.1.2影響量

5.2量的真值和約定量值

5.2.1量的真值

5.2.2約定量值

5.3測量結果

5.4描述測量結果的術語

5.4.1示值

5.4.2測量方法

5.4.3測量誤差

5.4.4測量重復性

5.4.5測量復現性

5.4.6測量準確度

5.4.7測量不確定度

6章測量誤差

6.1測量誤差基本概念

6.1.1測量誤差的定義

6.1.2測量誤差的表示方法

6.2系統(tǒng)誤差的發(fā)現和減小系統(tǒng)誤差的方法

6.2.1系統(tǒng)誤差的發(fā)現

6.2.2減小系統(tǒng)誤差的方法

6.3實驗標準偏差的估計方法

6.3.1實驗標準偏差與隨機誤差的聯系

6.3.2隨機誤差的性質

6.3.3常見的實驗標準偏差估計方法

6.4算術平均值及其實驗標準差的計算

6.4.1算術平均值的計算

6.4.2測量列算術平均值的標準差的計算

·6.4.3算術平均值的應用

6—5異常值的判別和剔除

6.5.1異常值定義

6.5.2異常值產生的原因

6.5.3異常值的處理規(guī)則

6.5.4檢出水平和剔除水平

6.5.5判別異常值常用的統(tǒng)計方法

6.6測量重復性和測量復現性的評定

6.6.1測量重復性的評定

6.6.2測量復現性的評定

6.7加權算術平均值及其實驗標準偏差的計算方法

6.7.1等精度與不等精度測量

6.7.2加權算術平均值的計算方法

6.8計量器具示值誤差的表示與評定

6.8.1最大允許誤差的表示

6.8.2計量器具示值誤差的評定

6.8.3符合性評定

6.9計量器具其他計量特性的評定

6.9.1準確度等級

6.9.2分辨力

6.9.3靈敏度

6.9.4鑒別力（閾）

6.9.5穩(wěn)定性

6.9.6漂移

6.9.7響應特性

第7章測量不確定度

7.1測量不確定度的概念

7.2統(tǒng)計技術應用

7.2.1概率分布

7.2.2數學期望與方差

7.2.3標準偏差

7.2.4算術平均值和實驗標準偏差

7.2.5常用的概率分布

7.2.6t分布

7.2.7獨立與相關

7.3評定不確定度的一般步驟

7.3.1被測量及測量過程的描述

7.3.2建立測量模型

7.3.3靈敏系數及不確定度傳播律

7.3.4不確定度分量及來源

7.3.5標準不確定度的評定

7.3.6標準不確定度一覽表

7.3.7合成標準不確定度計算

7.3.8擴展不確定度計算

7.3.9測量不確定度報告

7.3.10不確定度評定的流程

7.4測量不確定度的評定方法

7.4.1標準不確定度的A類評定

7.4.2標準不確定度的B類評定

7.4.3自由度

7.4.4蒙特卡洛法

7.5表示不確定度的符號

第8章測量結果的處理和報告

8.1測量不確定度的有效位數及數字修約規(guī)則

8.1.1測量不確定度的有效位數

8.1.2數值修約規(guī)則

8.2報告測量結果的最佳估計值的有效位數的確定

8.3測量結果的表示和報告

8.3.1測量結果報告的內容

8.3.2用合成標準不確定度報告測量結果

8.3.3用擴展不確定度報告測量結果

……

計量法律法規(guī)篇

計量行政管理篇

計量技術管理篇

國際計量篇

附錄

參考文獻2100433B

計量學應用的范圍十分廣泛。人們從不同角度，對計量學進行過不同的劃分。按計量應用的范圍，即按社會服務功能劃分，通常把計量分為法制計量、科學計量和工業(yè)計量。我國按專業(yè)把計量分為十大類計量，即幾何量計量、熱學計量、力學計量、電磁學計量、電子學計量、時間頻率計量、電離輻射計量、聲學計量、光學計量、化學計量。

計量學1.幾何量計量

幾何量計量在習慣上又稱長度計量。其基本參量是長度和角度。按項目分類，包括：線紋計量、端度計量、線脹系數、大長度計量、角度計量、表面粗糙度、齒輪、螺紋、面積、體積等計量；也包括形位參數：直線度、平面度、圓度、垂直度、同軸度、平行度、對稱度等計量；以及空間坐標計量、納米計量等。幾何量計量的應用十分廣泛，絕大部分物理量都是以幾何量信息的形式進行定量描述的，在計量單位中占有重要地位。

計量學2.熱學計量

熱學計量主要包括溫度計量和材料的熱物性計量。溫度計量按國際實用溫標劃分可分為高溫計量、中溫計量和低溫計量。熱物性是重要的工程參量，熱物性計量包括導熱系數、熱膨脹、熱擴散率、比熱容和熱導特性等方面。通常在工業(yè)化自動生產過程中，溫度、壓力、流量是三個常用的熱工量參數，為了與實際應用相結合，通常把壓力、真空和流量放入熱學計量部分，而把這部分稱為“熱工計量”，但按專業(yè)劃分，即按“量和單位”分類劃分，壓力、真空和流量應屬于力學量。有時把熱物性計量納入化學計量中，則熱學計量簡稱為溫度計量。

計量學3.力學計量

力學計量作為計量科學的基本分支之一，其內容極為廣泛。力學計量涉及的領城包括：質量計量、容量計量、力值計量、壓力計量、真空計量、流量計量、密度計量、轉速計量、扭矩計量、振動和沖擊計量、重力加速度等計量，也包括表征材料機械性能的硬度計量等技術參量。力學計量是計量學中發(fā)展最早的分支之一，古代“度量衡”中的“量”和"衡"就是當今所謂的容量計量和質量計量。隨著現代工業(yè)生產和社會經濟的發(fā)展，特別是近代物理學和計算技術的發(fā)展，力學計量的研究內容和手段在不斷地擴充和擴展。

計量學4.電磁學計量

電磁學計量的內容十分廣泛，其分類方法也多種多樣。按學科分，可分為電學計量和磁學計量；按工作頻率分，可分為直流電計量和交流電計量兩部分 。電磁計量所涉及的專業(yè)范圍包括：直流和1MHz以下交流的阻抗和電量精密交直流測量儀器儀表、模數/與數模轉換技術和交流、直流比例技術、磁學量、磁性材料和磁記錄材料、磁測量儀器儀表以及量子計量等。電學計量包括：交直流電壓、交直流電流、電能、電阻、電容、電感、電功率等計量 。磁學計量包括：磁通、磁矩、磁感應強度等磁學量的計量。電磁計量具有較高的準確度、靈敏度.能夠實現連續(xù)測量，便于記錄和進行數據處理，并可實施遠距離測量，人們越來越多地將各種非電量轉換為電磁量進行測量，實現了多源傳感器觀測信息的實時可視化。實際應用表明,系統(tǒng)可以很好的實現傳感器的注冊,傳感器信息的獲取和傳遞以及感知信息的可視化。

計量學量

電子學計量習慣上又稱為無線電計量。從電子學計量覆蓋的頻率范圍看，包括超低頻、低頻、高頻、微波計量、毫米波和亞毫米波整個無線電頻段各種參量的計量。無線電計量需要測量的參數眾多，大致可以分為兩類：表征信號特征的參量，如電壓、電流、場強、功率、電場強度、磁場強度、功率通量密度、頻率、波長、波形參數、脈沖參量、失真、調制度(調幅、調頻、調相)、頻譜參量、噪聲等；表征網絡特性的參量，如集總參數電路參量(電阻、電導、電抗、電納、電感、電容)、反射參量(阻抗、電壓駐波比、反射系數、回波損失)、傳輸參量(衰減、相移、增益、時延)以及電磁兼容性等。電子學計量發(fā)展迅速，隨著電子技術及通信技術的迅猛發(fā)展和智能型測量儀器、自動測試儀器的廣泛應用，電子學計量在計量工作中發(fā)揮了越來越重要的作用。

計量學6.時間頻率計量

時間頻率計量所涉及的是時間和頻率量，時間是基本量，而頻率是導出量。時間計量的內容包括：時刻計量和時間間隔計量。頻率計量的主要對象，是對各種頻率標準簡稱頻標)、晶體振蕩器和頻率源的頻率準確度、長期穩(wěn)定度、短期穩(wěn)定度以及相位噪聲的計量，以及對頻率計數器的檢定或校準。

計量學7.電離輻射計量

電離輻射計量的主要任務是三個：一是測量放射性本身有多少的量，即測量放射性核素的活動；二是測量輻射和被照介質相互作用的量：三是中子計量。電離輻射計量應建立放射性活度，X、γ射線吸收量，X、γ射線照射量和中子注量等計量基準和標準，開展對標準輻射源、醫(yī)用輻射源、活度計、X、γ譜儀、比釋動能測量儀、劑量計、照射量計、注量測量儀、電離輻射防護儀等測量儀器的檢定和校準。電離輻射計量廣泛應用于科學技術研究、核動力、核燃料、工農業(yè)生產、生物學、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護、安全防護、資源勘探、軍事國防等各個領域和部門。

計量學8.聲學計量

聲學計量包括超聲、水聲、空氣聲的各項參量的計量，聲壓、聲強、聲功率是其主要參量，還包括聲阻、聲能、傳聲損失、聽力等計量。這些參量的測量和研究是聲學計量技術的基礎。聲學計量包括以下內容：如空氣聲聲壓計量、超聲聲強和聲功率計量、水聲聲壓計量、聽覺計量和機械噪聲聲功率及噪聲聲強計量。聲學計量在量值傳遞、溯源過程中，所檢定或校準的對象有傳聲器聲級計、聽力計、超聲功率計、水聽器、標準噪聲源及醫(yī)用超聲源、超聲探傷儀、超聲測厚儀等。水聲計量已成為研究和利用海洋，以及進行探測、導航、通訊等的一種強有力的手段，在國防和經濟建設中有著廣泛的應用。

計量學9.光學計量

光學計量包括自紅外、可見光到紫外的整個光譜波段的各種參量的計量。根據研究對象的不同，光學計量主要包括:輻射度計量(輻射能量、輻射強度、輻射亮度、輻射照度、曝輻射量)，光度計量(發(fā)光強度、光亮度、光出射度、光照度、光量、曝光量)，激光輻射度計量(激光輻射量、激光輻射時域參量、激光輻射空域參量)，材料光學參數計量(材料反射特性參數、材料透射特性參數)，色度計量，光纖參數計量，光輻射探測器參數計量等。光學計量還包括:眼科光學計量，成像光學計量，幾何光學計量等。

計量學10.化學計量

隨著測量科學的不斷發(fā)展，化學已從局限于定性描述一些化學現象逐步發(fā)展成為當今的定量描述物質運動的內在聯系的一門基礎科學，而化學計量則是在不同空間和時間里測量同一量時為保證其量值統(tǒng)的基本手段。由于物質和化學過程的多樣性和復雜性，在大多數化學測量中，物質都要經歷某些化學變化，而且產生消耗，所以廣泛采用相對測量法進行測量。由于化學過程的這一特點，在化學計量中多采用標準物質來進行量值傳遞和溯源，以及通過有關部門頒布標準測量方法、標準參考數據，建立量值傳遞和溯源體系。標準物質的研制在化學計量中十分重要。標準物質按特性分類分為:化學成分標準物質、物理化學特性標準物質、工程技術特性標準物質。化學計量包括燃燒熱、酸堿度、電導率、黏度、濕度、基準試劑純度等計量，也包括為建立生物技術可溯源的測量體系，開展生物量計量。