计量专业工程师手册PDF电子书下载

目录 1

序言 1

第一章计量概论 1

1.1概述 1

1.1.1计量及其特点 1

1.1.2计量的范围与领域 3

1.1.3计量的基本内容 3

1.1.4计量的分类 3

1.1.5计量的精密度、正确度、精确度 4

1.1.6计量的发展阶段 5

1.1.7计量的作用和意义 6

1.2计量单位制 11

1.2.1计量单位与单位制 11

1.2.2国际单位制 12

1.2.3中国法定计量单位 21

1.2.4量、数值及下角标 28

1.3计量器具 30

1.3.1计量基准器具 31

1.3.2计量标准器具 32

1.3.3普通计量器具 32

1.3.4计量器具的特征 32

1.3.5计量器具的辅助设备 33

1.3.6计量器具的制造、进口、销售、维修与使用 33

1.4量值传递、溯源与检定测试 35

1.4.1 量值传递 35

1.4.2溯源 37

1.4.3检定测试 37

1.4.4检定测试的基本要求 38

1.4.5检定测试的主要方法 39

1.4.6量值传递或溯源的传统方式 41

1.4.7新的量值传递或溯源方式——“计量保证方案”（MAP） 43

1.4.8国际比对与检定 45

1.5.1管理的一般概念 46

1.5计量管理 46

1.5.2计量管理的基本任务 48

1.5.3计量管理方式 49

1.6国际计量组织 53

1.6.1“米制公约”组织 53

1.6.2国际法制计量组织 55

1.6.3国际计量联合会 57

1.6.4亚洲和太平洋地区计量规划组织 58

1.7小结 59

主要参考文献 59

第二章误差理论和数据处理 60

2.1概述 60

2.1.1误差理论和数据处理的意义 60

2.1.2误差定义 61

2.1.3误差的来源和种类 62

2.1.4误差的评定 63

2.2.1概率 64

2.1.5不确定度 64

2.2概率论基础 64

2.2.2随机变量 65

2.2.3正态分布误差 67

2.2.4 X2、t、F分布 68

2.2.5其它分布 70

2.2.6特征函数与分布展开 72

2.3矩阵基础 73

2.3.1矩阵概念 73

2.3.2矩阵运算 74

2.3.3特殊阵 77

2.3.4随机向量 78

2.4误差计算基础 78

2.4.1平均值原理 78

2.4.2标准差的传播 79

2.4.3标准差的计算 81

2.4.4不等精度测量 85

2.5数据处理基础 87

2.5.1数字位数 87

2.5.2数字修约规则 87

2.5.3运算中的舍入 88

2.5.4粗大误差 89

2.5.5最小二乘法原理 91

2.5.6最小二乘法 94

2.6不确定度评定 96

2.7实验设计 105

2.7.1 高—等标准的选取 105

2.7.2最佳测量条件选取 106

2.7.3测量次数 106

2.8小结 107

主要参考文献 107

3.1概述 108

第三章几何量测量 108

3.1.1 稳频激光复现长度单位 109

3.1.2 几何量计量的主要内容 111

3.2几何量标准的形式和复现原理 111

3.2.1波长 111

3.2.2刻线量具与量块 112

3.2.3光栅 115

3.2.4感应同步器 116

3.2.5磁栅 118

3.2.6容栅 119

3.2.7正多面棱体 120

3.2.8多齿分度盘 122

3.3几何量测量方法 122

3.3.1 光波干涉与全息干涉法 ( 122

3.3.2衍射法 124

3.3.4显微放大法 126

3.3.3散斑法 126

3.3.5参量放大法 128

3.3.6 表面粗糙度测量…………………………………………………………………………（131)3.3.7直线度测量 134

3.3.8 平面度测量 134

3.3.9圆度测量…………………………………………………………………………………（136)3.3.10渐开线测量 137

3.3.11螺旋线测量…………………………………………………………………（139) 147

3.4量仪结构…………………………………………………………………(140) 147

3.4.1典型机械结构……………………………………………………………………………(140)3.4.2 显微镜基本结构 147

3.4.3干涉仪基本光路 149

3.4.4典型电路 151

3.5小结 157

主要参考文献 158

第四章热工计量 159

4.1概述 159

4.2温度和温标 159

4.2.1温度的概念 159

4.2.3温标的历史 161

4.2.2经验温标和热力学温度 161

4.2.4 1990年国际温标（ITS-90）的基本内容 163

4.3辐射测温法 166

4.3.1概述 166

4.3.2热辐射的基本理论 167

4.3.3亮度温度法 169

4.3.4全辐射测温法 172

4.3.5色温法 172

4.3.6热图象法 173

4.4热电测温法 175

4.4.1 热电偶测温法及塞贝克效应 175

4.4.2常见的几种热电偶 176

4.4.3热电偶的分度方法 179

4.4.4热电偶测温的主要误差来源 181

4.5电阻测温法 182

4.5.1纯金属、合金、导体电阻—温度特性 182

4.5.2标准铂电阻温度计与ITS-90 183

4.5.3工业用电阻温度计 188

4.6玻璃液体温度计 191

4.6.1特性与分类 191

4.6.2原理与结构 192

4.6.3使用注意事项及测量误差 194

4.7固定点在温度测量中的应用 195

4.7.1 概述 195

4.7.2金属固定点 196

4.7.3三相点 198

4.8压力计量 199

4.8.1 概述 199

4.8.2流体压力计 200

4.8.3活塞压力计 205

4.8.4弹簧式压力计 209

4.8.5压力传感器、变送器 210

4.8.6数字式压力计 211

4.9.1概述 212

4.9真空计量 212

4.9.2 U形压力计 214

4.9.3压缩式真空计 214

4.9.4静态膨胀法真空标准装置 216

4.9.5动态流导法真空标准装置 216

4.10流量计量 217

4.10.1基本概念 217

4.10.2流量计量中常用的物性参数 218

4.10.3流量测量方法及流量计 220

4.10.4流量标准装置 225

4.11小结 229

主要参考文献 229

第五章力学计量 231

5.1概述 231

5.1.1 力学计量的内容和分类 231

5.1.2力学计量的方法和原理 231

5.2.1质量的概念、单位及其复现 232

5.2质量计量 232

5.2.2衡量方法和衡器分类 233

5.2.3天平 238

5.2.4砝码 241

5.2.5秤 243

5.3力值计量 247

5 3.1 力的概念、单位及其复现 247

5.3.2力基准机和力标准机 248

5 3.3标准测力仪和测力传感器 251

5.3.4扭矩基、标准机和标准扭矩仪 253

5 3.5材料机械性能试验和试验机 254

5.4密度计量 256

5.4.1 密度、相对密度和浓度的概念及其单位 256

5.4.2固体密度 258

5.5 容量计量 262

5.5.1 容量的概念、单位及其复现 262

5.4.3液体密度…………………………………………………………………………………（260)5.4.4气体密度 262

5.5.2容量的绝对测量和直接比较 263

5.5.3玻璃量器 264

5.5.4金属量器 266

5.5.5油罐容量计量 266

5.6硬度计量 268

5.6.1硬度的概念和试验方法 268

5.6.2布氏硬度 269

5.6.3洛氏和表面洛氏硬度 270

5.6.4维氏和显微硬度 271

5.6.5 肖氏、里氏和其他硬度 272

5.7振动与冲击计量 274

5.7.1 振动与冲击计量的概念和内容 274

5.7.2振动与冲击的绝对校准和比较校准 274

5.7.3振动传感器的分类和压电加速度传感器 276

5.7.4振动与冲击的量值传递 277

5.8.2转速的测量方法和转速表 279

5.8.1转速的概念、单位及其复现 279

5.8转速计量 279

5.8.3测速仪和出租汽车计价器 280

5.9小结 281

主要参考文献 282

第六章电磁计量 283

6.1概述 283

6.1.1电磁计量的主要内容和分类 283

6.1.2电磁计量测试的基本方法 284

6.2有关的电工和电路基础知识 289

6.2.1几个重要的基本定律 289

6.2.2一些基本概念、常用的公式和计算方法 291

6.3直流电学计量 308

6.3.1 电流单位安培的定义及其复现 308

6.3.2电压计量 317

6.3.3电阻计量 322

6.4交流阻抗计量（1MHz以下） 327

6.4.2电容计量 328

6.43电感计量 332

6.4.4交流电阻测量 333

6.5交流电量计量（1MHz以下） 334

6.5.1交流电压、电流、功率及其量值溯源 334

6.5.2交直流转换技术 335

6.5.3交流比例技术及交流电量测量仪器的检定 341

6.6磁学计量 345

6.6.1 磁感应强度及磁通的概念、单位及其复现 345

6.6.2磁感应强度量具、测量仪器及其检定 347

6.6.3磁通量具和测量仪器的检定 353

6.6.4磁性材料和磁记录材料特性参数的测量 355

6.7小结 357

主要参考文献 358

7.2集总参数和分布参数电路基础 359

7.1概述 359

第七章无线电计量 359

7.2.1交流信号及其幅度量值的表示 360

7.2.2集总参数元件的高频参量 361

7.2.3信号的频谱和调制 365

7.2.4脉冲波形及其频谱 368

7.2.5分布参数电路 370

7.3电磁场理论基础 372

7.3.1电磁场与电磁波 372

7.3.2辐射场区的划分 375

7.4传输线基本知识和微波网络基础 375

7.4.1同轴传输线 375

6.4.1电容、电感、交流电阻的概念及其单位的复现 377

7.4.2矩形波导 377

7.4.3微波网络基础 378

7.5.1概述 383

7.5.2基本测量方法 383

7.5高频电压计量 383

7.5.3电压标准装置 384

7.5.4电压测量注意事项 386

7.6高频和微波功率计量 387

7.6.1概述 387

7.6.2基本测量方法 387

7.6.3功率标准装置 389

7.7.1概述 390

7.7高频和微波衰减计量 390

7.6.4功率计的校准和量值传递 390

7.7.2标准衰减器 391

7.7.3衰减测量方法 392

7.7.4衰减测量和量值传递中注意的问题 392

7.8高频阻抗计量 393

7.8.1概述 393

7.8.2高频阻抗的测量方法 393

7.8.3量值传递和检定 394

7.9.1概述 395

7.9.2特性阻抗标准与标准负载 395

7.9微波阻抗计量 395

7.9.3测量方法和常用仪表 396

7.9.4微波阻抗标准量值的传递 396

7.10高频和微波噪声计量 397

7.10.1概述 397

7.10.2噪声源和标准噪声源 398

7.10.3噪声特性测量方法与测量仪表 399

7.10.4噪声量值的传递和校准系统 400

7.11脉冲计量 401

7.11.1概述 401

7.11.2用示波器观测脉冲波形参数 401

7.11.3示波器的检定与示波器校准仪 402

7.11.4脉冲幅度和时间参数的测量和标准 403

7.12.1概述 404

7.12.2远区场的测量仪表和校准方法 404

7.12高频和微波场强计量 404

7.11.5 自动脉冲测量系统和时域自动网络分析仪 404

7.12.3远场场强标准 405

7.12.4近区场的测量仪表和校准方法 406

7.12.5近场场强标准 407

7.13小结 408

主要参考文献 408

8.1概述 410

第八章时频计量 410

8.2秒定义及其复现 411

8.2.1平太阳秒 411

8.2.2历书秒 413

8.2.3原子秒 413

8.2.4原子秒的复现 416

8.3频率标准 418

8.3.1石英晶体频标 418

8.3.2原子频标 421

8.4频标的技术指标 426

8.4.2频率飘移（老化） 427

8.4.3频率稳定度 429

8.4.4相位噪声 432

8.4.5频率重现性 433

8.4.6频率的环境特性 433

8.4.7顿标的开机特性及频率日波动 434

8.5频率测量技术 434

8.5.1普通计数法 435

8.5.2多周期同步法 437

8.5.3领差倍增法 439

8.5.4频差倍增—综合—测周期法 440

8.5.5比相法 442

8.6时间间隔标准及其测量 444

8.6.1 标准时间间隔发生器 444

8.6.2时间间隔测量 445

8.7标准时间的保持—时标 448

8.7.1世界时UTl 449

8.7.2国际原子时TAI 450

8.7.3协调世界时UIC 451

8.7.4时标的国际比对 452

8.7.5时标的技术指标 454

8.8利用电视信号传送时间频率 456

8.8.1标准频率的传送 456

8.8.2副载频校频仪 457

8.8.3标准时间的传送 458

8.9小结 459

主要参考文献…………………………………………………………………………（459) 460

第九章光学计量…………………………………………………………（460) 460

9.1概述 460

9.2应用光学基础知识 463

9.2.1 光学辐射的基本性质 463

9.2.2几何光学中的一些基本原理和定律 464

9.2.3物理光学中的一些基本定律 468

9.3.1 辐射计量中的常用定律 472

9.3辐射度学基础知识 472

9.3.2以辐射源为标准的辐射度计量 473

9.3.3 以接收器为标准的辐射度计量…………………………………………………………（476)9.3.4辐射度量值传递与计量仪器 478

9.4光度学基础知识 480

9.4.1 光度学中的基本量和单位 480

9.4.2光强度计量 482

9.4.3光通量计量 485

9.4.4照度计和亮度计的检定 487

9.5色度学基础知识 490

9.5.1颜色视觉与色度学 490

9.5.2光源色的计量 494

9.5.3物体色的计量标准及量值传递 497

9.5.4色度计量仪器及其检定 500

9.6光电测量技术基础知识 502

9.6.1光电深测器的分类及其特性参数 502

9.6.2光电响应线性度的测量 505

9.6.3光谱响应特性的测量 506

9.7小结 507

主要参考文献 508

第十章电离辐射计量 509

10.1概述 509

10.1.1电离辐射 509

10.1.2电离辐射的量 509

10.1.3电离辐射计量的分类 510

10.2关于电离辐射的基础知识 510

10.2.1放射性衰变的种类和特征 510

10.2.2放射性衰变的规律 512

10.2.3射线与物质的相互作用 516

10.2.4射线探测器 517

10.3放射性核素活度计量 528

10.3.1放射性核素活度的量和单位 528

10.3.2放射性活度的测量方法 528

10.4.1剂量学的物理量和单位 532

10.4辐射剂量计量 532

10.4.2剂量计量基准 536

10.4.3剂量计量的测量范围 538

10.4.4环境与防护级的剂量测量 538

10.4.5放射治疗级的剂量测量 539

10.4.6辐射加工级的剂量测量 540

10.5中子计量 541

10.5.2中子计量的量和单位 542

10.5.1中子源 542

10.5.3 中子源强度的测量………………………………………………………………（542 ）10.5.4 中子注量率测量………………………………………………………………………（543 ）10.5.5中子剂量测量 545

10.6小结 547

主要参考文献 547

第十一章声学计量 548

11.1概述 548

11.2声波的传播 548

11.2.1 气体中的声速…………………………………………………………………………（548 ）11.2.2声速与温度的关系 549

11.2.4大气中的声折射 550

11.2.3振幅的影响 550

11.2.5媒质的改变 552

11.2.6从一媒质到另一媒质的垂直入射 552

11.2.7从媒质到另一媒质的倾斜入射 555

11.2.8三种媒质中的垂直入射………………………………………………………………（558 ）11.2.9管导中的传播 561

11.3电—力—声类比 564

11.3.1 电学元件 564

11.3.2力学元件 564

11.3.3电—力类比线路 565

11.3.4声学元件与类比量 566

11.3.5分布声阻抗 568

11.3.6 声波在管导中的反射 568

11.3.7管导中的共振 570

11.3.8旁支的一般理论………………………………………………………………………（571 ）11.3.9赫姆霍兹共鸣器旁支 574

11.3.10注孔旁支………………………………………………………………………………（575 ）1 13.11 圆柱管旁支 576

11.3.12声学滤波器 577

11.4.1 声信号的频率分析 579

11.4声学测量 579

11.4.2电容传声器互易技术压力校准 583

11.4.3 水声换能器的互易校准 588

11.4.4液体中超声功率的测量 590

11.5小结 594

主要参考文献 594

第十二章化学计量 595

12.1概述 595

12.1.1化学计量的内容和分类 595

12.1.2物理化学特性参量及其分类 596

12.1.3化学成分量的表示方法 596

12.1.4化学分析与仪器分析 597

12.2标准物质 598

12.2.1 概述 598

12.2.2标准物质的特性和分类 598

12.2.3标准物质的研制 600

12.3.1 热量的定义和单位 602

12.3热量计量 602

12.2.4标准物质的应用 602

12.3.2热量计的主要技术特性 603

12.3.3燃烧热与燃烧热标准物质 604

12.4粘度计量 605

12.4.1 粘度的定义和单位 605

12.4.2粘度计的主要技术特性 605

12.4.3粘度标准液体 606

12.5 pH（酸度）计量 606

12.5.1 pH的理论定义和实用定义 606

12.5.2 pH计的特点及其性能检定 607

12.5.3 pH标准物质 609

12.6电解质电导率计量 611

12.6.1 电解质电导率的定义和单位 611

12.6.2电导仪的主要技术特性 611

12.6.3电导池常数及其测定 612

12.7.1湿度的表示方法 614

12.6.4电导标准物质 614

12.7湿度计量 614

12.7.2湿度计量基准 615

12.7.3湿度计量标准 616

12.7.4湿度计 617

12.8化学分析与基准试剂 619

12.8.1 化学分析中的基本计量问题 619

12.8.2基准试剂 619

12.8.3基准试剂的纯度测定 620

12.9电化学分析 621

12.9.1 电化学分析法的分类 621

12.9.2电位分析法 621

12.9.3电解和库仑分析法 625

12.9.4极谱分析法 627

12.10光谱分析 628

12.10.1概述 628

12.9.5电导分析法 628

12.10.2发射光谱分析 629

12.10.3原子吸收光谱分析 631

12.10.4原子荧光光谱分析 633

12.10.5紫外可见光谱分析 633

12.10.6红外光谱分析 636

12.10.7荧光和磷光光谱分析 639

12.11色谱分析 642

12.11.1概述 642

12.11.2气相色谱分析 643

12.11.3液相色谱分析 647

1211.4凝胶渗透色谱分析 654

12.11.5薄层色谱分析 656

12.12小结 659

主要参考文献 659

13.1标准化 660

13.1.1概述 660

第十三章标准化与质量管理 660

13.1.2我国标准的分类、特征及标准体系 661

13.1.3计量与标准化的关系 666

13.1.4我国的标准化法 667

13.1.5我国的标准化法律体系 672

13.2质量管理 674

13.2.1概述 674

13.2.2计量与质量管理 676

13.2.3产品质量法 677

13.3 ISO 9000族国际标准 682

13.3.1概述 682

13.3.2 ISO 9000族标准的基本内容 687

13.3.3 ISO 9000族简介 688

13.3.4 ISO 9000族的发展趋势和展望 691

主要参考文献 693

14.2.1 由宏观到微观 694

14.2计量发展趋势 694

14.1概述 694

第十四章计量发展趋势 694

14.2.2 由常态到超常态 697

14.2.3由静态到动态 698

14.2.4由手动到自动 699

14.2.5 由逐级周期量传到统计控制 700

14.2.6由传统领域到新兴领域 700

14.3小结 705

主要参考文献 705

附录Ⅰ 计量工程帅资格评审文件 706

Ⅰ.1 关于印发《计量、标准化和质量专业中、高级技术资格评审条件（试行）》的通知 706

Ⅰ.2 计量、标准化和质量专业中、高级技术资格评审条件（试行） 707

附录Ⅱ 计量监督管理法律、法规 720

Ⅱ.1 中华人民共和国计量法 720

Ⅱ.2 中华人民共和国计量法实施细则 724

Ⅱ.3 中华人民共和国计量法条文解释 731

Ⅱ.4中华人民共和国强制检定的工作计量器具检定管理办法 742

Ⅱ.5中华人民共和国强制检定的工作计量器具目录 744

Ⅱ.6中华人民共和国强制检定的工作计量器具明细目录 745

Ⅱ.7中华人民共和国依法管理的计量器具目录 747

Ⅱ.8计量基准管理办法 750

Ⅱ.9计量标准考核办法 752

Ⅱ.10标准物质管理办法 754

Ⅱ.11 计量监督员管理办法 757

Ⅱ.12 计量检定人员管理办法 759

Ⅱ.13计量检定印、证管理办法 761

Ⅱ.14计量器具新产品管理办法 762

Ⅱ.15制造、修理计量器具许可证管理办法 765

Ⅱ.16个体工商户制造、修理计量器具管理办法 768

Ⅱ.17产品质量检验机构计量认证管理办法 770

Ⅱ.18 中华人民共和国进口计量器具监督管理办法 773

Ⅱ.19国防计量监督管理条例 777

Ⅱ.20.1 国家计量检定规程目录 781

Ⅱ.20国家计量技术法规目录 781

Ⅱ.20.2国家计量检定系统目录 799

Ⅱ.20.3国家计量技术规范目录 801

Ⅱ.20.4国家计量基准、副基准操作技术规范目录 802

附录Ⅲ 标准化监督管理法律、法规 806

Ⅲ.1 中华人民共和国标准化法 806

Ⅲ.2 中华人民共和国标准化法实施条例 809

Ⅳ.1 中华人民共和国产品质量法 815

附录Ⅳ 产品质量监督管理法律、法规 815

Ⅳ.2工业产品质量责任条例 820

附录Ⅴ 行政执法处罚规定 825

Ⅴ.1 计量违法行为处罚细则 825

Ⅴ.2技术监督行政执法处罚规定 830

Ⅴ.3技术监督行政案件办理程序的规定 837

附录Ⅵ 国家计量技术规范 841

Ⅵ.1 通用计量名词及定义 841

Ⅵ.2国家计量检定规程编写规则 869