Tiểu luận hệ thống đo lường

MỞ ĐẦU

Đo lường là việc định lượng độ lớn của đối tượng đo.
Phép đo là tập hợp các thao tác để xác định giá trị độ lớn của đại lượng cần đo
Bản chất của phép đo là việc thiết lập mối quan hệ giữa đại lượng cần đo với một đại
lượng có cùng tính chất vật lý được quy định làm đơn vị đo. Ví dụ đo độ dài theo đơn vị
mét, đo khối lượng theo đơn vị kilôgam, đo thể tích theo đơn vị mét khối ….
Thực chất đó là việc so sánh đại lượng cần đo với đơn vị đo để tìm ra tỷ lệ giữa chúng.
Độ lớn của đối tượng cần đo được biểu diễn bằng trị số của tỷ lệ nhận được kèm theo
đơn vị đo dùng khi so sánh.
Đo lường học là khoa học về phép đo, nó bao gồm tất cả các khía cạnh lý thuyết và thực
tiễn có liên quan đến phép đo, với bất kỳ độ chính xác nào và trong tất cả các lĩnh vực mà
phép đo xuất hiện. Có các lĩnh vực đo lường học chủ yếu sau:
∼ Đo lường học lý thuyết (hay lý thuyết đo): nghiên cứu những vấn đề lý
thuyết chung về phép đo như đại lượng, đơn vị, xử lý kết quả đo...
∼ Đo lường học ứng dụng: nghiên cứu về các phép đo trong một lĩnh vực nhất
định (đo lường công nghiệp, đo lường thiên văn, đo lường y học).
∼ Đo lường học kỹ thuật (hay kỹ thuật đo): nghiên cứu kỹ thuật thực hiện phép đo,
tức là nghiên cứu về phương tiện đo như các đặc trưng kỹ thuật và
đo lường của phương tiện đo, phân loại phương tiện đo, định mức sai số và
cấp chính xác của phương tiện đo...
∼ Đo lường học pháp quyền: nghiên cứu về đơn vị đo, phương pháp đo, phương tiện
đo trong mối liên quan với những yêu cầu có tính chất bắt buộc về mặt kỹ thuật và pháp
luật nhằm mục đích duy trì sự đảm bảo chung trên
quan điểm an toàn và sai số đo hợp lý.

1


Đo lường học

Đo lường học lý thuyết

Đo lường học ứng dụng

Đo lường công nghiệp

Đo lường học kỹ thuật

Đo lường thiên văn

Đo lường học pháp
quyền

Đo lường y học

1. Một số khái niệm cơ bản về đo lường
1.1.Đại lượng:
Đại lượng đo được, gọi tắt là đại lượng, là thuộc tính của một hiện tượng, vật thể hoặc
một chất có thể phân biệt được về mặt định tính và xác định được về mặt định lượng.
- Khái niệm định tính, có thể chia đại lượng thành từng loại đại lượng như độ dài,
khối lượng, thời gian, thể tích, nhiệt độ, áp suất, cường độ dòng điện…
- Khái niệm định lượng: mỗi loại đại lượng này lại biểu hiện ra dưới nhiều hình thức
và mức độ cụ thể riêng biệt khác nhau. Như chu vi, đường kính của một hình tròn,
chiều dài, chiều rộng của một cái bàn, rất lớn như khoảng cách từ trái đất đến mặt
trăng, rất nhỏ như bán kính của các hạt sơ cấp…đều thuộc đại lượng độ dài. Lượng
gạo chứa trong một bì gạo cụ thể, lượng kim loại trong một dây dẫn điện, lượng xi
măng trongmột bao chứa…đều thuộc loại đại lượng “khối lượng” v.v…
- Lưu ý : Trong thực tế vẫn còn những thuộc tính của hiện tượng, vật thể và các chất
hoặc ta chưa phát hiện ra, hoặc đã biết tới nó nhưng chưa thực sụ “đo” được nó. Đó
là những thuộc tính mới phân biệt được về mặt định tính nhưng chưa xác định được

về mặt định lượng. như mùi thơm của các loại nước hoa, vẻ đẹp của một cô gái, tính
thẩm mỹ, tính tiện lợi, tuổi thọ của một công trình, một sản phẩm v.v…Một trong
nhiều mong muốn của chúng ta chính là làm thế nào đó để số đại lượng mà chúng ta
đo được ngày càng nhiều với độ chính xác ngày càng cao

2


1.2 Đơn vị ( đo lường)
Đơn vị đo: là đại lượng riêng biệt được xác định và chấp nhận theo quy ước mà các đại
lượng khác cùng loại được so sánh với nó để diễn tả độ lớn tương đối của chúng theo đại
lượng này.
Đơn vị cơ bản: là đơn vị mà độ lớn của nó được chọn độc lập với những đơn vị
khác. Ví dụ: đơn vị mét (m) để đo độ dài, kilôgam (kg) để do khối lượng, giây (s) để
đo thời gian …Độ lớn của những đơn vị này được lựa chọn sao cho vừa phải, phù hợp
với những yêu cầu đo lường trong đời sống.
Đơn vị dẫn xuất: là đơn vị được xây dựng qua các đơn vị cơ bản, độ lớn của đơn vị dẫn
xuất phụ thuộc vào độ lớn của đơn vị cơ bản. Ví dụ: đơn vị diện tích “mét vuông” (m2),
đơn vị vận tốc “mét trên giây” (m/s) …
Giá trị của đại lượng: Giá trị của đại lượng, hay vắn tắt là giá trị, là độ lớn của một đại
lượng riêng biệt thường được diễn tả bằng một đơn vị đo nhân với một số. Ví dụ độ dài của
một cái gậy là 5,43 m hoặc là 534 cm; khối lượng của một vật là 0,152 kg hoặc 152 g v.v…

3


1.3 Hệ đơn vị đo lường
Tập hợp các đơn vị cơ bản và đơn vị dẫn xuất được xác định theo những nguyên tắc
nhất định ứng với một hệ đại lượng đã cho. Ví dụ: Hệ mét, Hệ đơn vị quốc tế SI, Hệ đơn vị
CGS

1.3.1 Hệ mét
Năm 1790, Quốc hội lập hiến Pháp quyết định xây dựng một hệ đơn vị đo lường cho
toàn thế giới. Họ đặt tên đơn vị đo độ dài là “mét” (m) với định nghĩa mét là độ dài bằng
1/107 của 1/4 kinh tuyến quả đất và xem “mét” là đơn vị gốc để suy ra các đơn vị khác. Vì
vậy nên nó có tên là “Hệ mét”.
Đơn vị đo khối lượng được định nghĩa là khối lượng của 1dm3 nước tinh khiết ở nhiệt
độ 40C và được gọi là kilogam (kg). Thể tích của 1kg nước tinh khiết đó (tức 1dm3)
được lấy làm đơn vị đo dung tích và gọi là lít (l). Ngoài mét, kilogam và lít, người ta
còn định nghĩa một số đơn vị thông dụng khác như mét vuông (m 2), hecta (ha), mét khối
(m3).
Những người xây dựng nên hệ mét còn đề ra cách lập ước và bộ theo nguyên lý thập
phân (đơn vị này lớn hơn hay bé hơn đơn vị trước đó 10 lần) với các tiếp đầu ngữ được
quy định. Như vậy rất tiện lợi cho việc tính toán.
Chuẩn gốc thiên nhiên và ước bội thập phân là hai tư tưởng vĩ đại của những nguời sáng
lập nên Hệ mét. Ngoài ra Hệ mét còn có ưu điểm thực dụng: các đơn vị chính có cỡ dễ sử
dụng trong đời sống hàng ngày.
1.3.2.Một số hệ đơn vị khác
+
+
+
+
+
+
+
+

Hệ CGS
Hệ MKgls
Hệ MTS
Hệ đơn vị điện từ tuyệt đối thực dụng

Các đơn vị điện từ quốc tế
Hệ MKSA
Đại lượng, đơn vị tương đối và lôgarit
Hệ đơn vị tự nhiên

2. Hệ đơn vị quốc tế SI và đơn vị đo lường pháp định của Việt
Nam
2.1 Hệ đơn vị quốc tế SI
Dựa vào hệ mét, người ta đã xây dựng nhiều hệ đơn vị khác nhau cho từng lĩnh vực
riêng biệt, dần dần tạo nên sự hỗn loạn đơn vị đo lường trên toàn thế giới. Đại hội cân đo
4


quốc tế lần thứ XI họp tại Paris năm 1960 đã thông qua Hệ đơn vị quốc tế SI (Système
International d’Unités) làm cơ sở thống nhất đo lường thế giới. Các Đại hội cân đo quốc tế
sau đó tiếp tục bổ sung, hoàn thiện hệ SI nhằm đáp ứng các yêu cầu ngày càng cao của sản
xuất và khoa học kỹ thuật.
Hệ SI gồm 7 đơn vị cơ bản và 29 đơn vị dẫn xuất. Dựa vào 7 đơn vị cơ bản và các
đơn vị dẫn xuất này có thể xây dựng thêm các đơn vị dẫn xuất khác của SI cho những
đại lượng cần thiết cho mọi lĩnh vực như cơ, điện tử, quang, nhiệt, âm, hóa lý, vật lý
nguyên tử và hạt nhân …

TT

SI base unit

Đại lượng cơ bản
(Base quantity)

Tên gọi

Ký hiệu

1

Độ dài
(Length)

meter

m

2

Khối lượng
(Mass)

kilogram

kg

3

Thời gian
(Time)

second

s

4

Cường độ dòng điện
(Electric current)

ampere

A

5

Nhiệt độ nhiệt động lực
(Thermodynamic temperature)

kelvin

K

6

Lượng vật chất
(Amount of substance)

mole

mol

7

Cường độ sáng

(Luminous intensity)

candela

cd

Đến nay, hầu hết các nước trên thế giới đều đã công nhận SI và lấy làm cơ sở thống nhất
đo lường trong nước mình do các đặc điểm nổi bật của nó.
2.2 Đơn vị đo lường pháp định của Việt Nam
Đơn vị đo lường pháp định, gọi tắt là đơn vị pháp định, là đơn vị đo lường được nhà
nước công nhận và cho phép sử dụng.
Luật Đo lường (2011) đã công nhận hệ đơn vị quốc tế (SI) và giao Chính phủ quy định
đơn vị đo lường pháp định của nước ta phù hợp với hệ SI.
Đơn vị cơ bản của hệ SI: 7 đơn vị
Đơn vị dẫn xuất của hệ SI
5


Ước bội của hệ SI: Thấp phân
Cho đến nay hầu hết các nước trên thế giới đều đã công nhận SI và lấy làm cơ sở để
thống nhất đo lường trong nước mình vì SI có những ưu điểm nổi bật sau:
Là một hệ vạn năng: dựa vào các đơn vị cơ bản và dẫn xuất của SI có thể mở rộng hệ
này ra cho các đơn vị dẫn xuất của nhiều lĩnh vực khác dễ dàng.
Là một hệ thực dụng: cỡ các đơn vị SI nói chung là vừa phải, phù hợp với yêu cầu
thông thường trong sản xuất và đời sống.
Là một hệ hiện đại: luôn cập nhật được với những thành tịu mới nhất của khoa học-kỹ
thuật đo lường hiện đại, thể hiện trước hết ở định nghĩa của các đơn vị cơ bản
Ngày 28/09/2001 Thủ tướng chính phủ đã kí nghị định số 65/2001/NĐ-CP ban hành hệ
thống đơn vị đo lường hợp pháp của nước CHXHCN Việt Nam. (Nghị định về đơn vị pháp
định theo Luật Đo lường chưa được ban hành).

Hệ thống đơn vị đo lường hợp pháp của nước ta bao gồm 116 đơn vị được qui định cụ
thể cho 108 đại lượng thuộc các lĩnh vực: không gian, thời gian và hiện tượng tuần hoàn,
cơ, nhiệt, điện và từ, ánh sáng và bức xạ điện từ có liên quan, âm, hóa lý, vật lý phân tử,
bức xạ ion hóa. Hầu hết các đơn vị đều được thiết lập trên cơ sở hệ SI và có một số đơn vị
ngoài SI được dùng theo thông lệ quốc tế.
Hệ thống văn bản pháp luật liên quan đến đơn vị và chuẩn đơn vị đo bao gồm: Luật đo
lường (2011) và Nghị định số 65/2001/NĐ-CP ngày 28/09/2001 ban hành hệ thống đơn vị
đo lường hợp pháp

3. Chuẩn đo lường và nguyên lý thứ bậc của chuẩn
3.1. Chuẩn đo lường
Chuẩn đo lường ( gọi tắt là chuẩn) là phương tiện đo, vật đọ, mẫu chuẩn hoặc hệ thống
đo để thể hiện, duy trì hoặc tái tạo đơn vị hoặc một hay nhiều giá trị của đại lượng để dùng
làm mốc so sánh.
Chú thích :
+ Tập hợp các vật đọ tương tự hoặc các phương tiện đo sử dụng kết hợp với nhau
để tạo thành một chuẩn được gọi là chuẩn nhóm.
+ Tập hợp các chuẩn với những giá trị được chọn một cách riêng biệt hoặc phối hợp
với nhau để cung cấp một dãy giá trị của các giá trị cùng loại được gọi là bộ chuẩn.
3.2 Định nghĩa và giải thích các định nghĩa các đơn vị đại lượng cơ bản
3.2.1 Độ dài
Tên đơn vị: mét
Kí hiệu đơn vị: m
6


Định nghĩa: bởi đại hội cân đo quốc tế CGPM
- Trước năm 1960: mét là khoảng cách ở 0 oC giữa hai trục của hai vạch giữa khắc
trên một thước chuẩn bằng hợp kim Platin-Iridi đặt tại Viện cân đo quốc tế (BIPM).
Khoảng các giữa hai vạch trên được xác định với độ chính xác 4.10-7 . Định nghĩa này

có một số nhược điểm nhất định do độ chính xác, tính dẫn xuất chuẩn..
Định nghĩa mét năm 1960: mét là độ dài bằng 1 650 763,73 lần bước sóng bức xạ
trong chân không ứng với sự dịnh chuyển gữa các mức 2P 10 và 5D2 của nguyên tử
Krypton86.
Mét theo định nghĩa này được xác định với độ chính xác 5.10-9
Nhiều “đèn Krypton 86” đã được chế tạo để thể hiện đơn vị mét theo định nghĩa này.
- Định nghĩa mét bởi đại hội cân đo quốc tế CGPM lần thứ 17 năm 1983: mét là độ
dài quãng đường ánh sáng đi được trong chân không trong khoảng thời gian bằng 1/299
792 458 giây.
Trong đó vận tốc ánh sáng trong chân không đã được CGPM (đại hội lần thứ 15) ấn
định năm 1975 là c=299 792 458 m/s.
Việc thể hiện đơn vị mét có thể thực hiện bằng bất cứ một nguồn bức xạ điện từ nào có
tần số đã biết hoặc có thể đo được.
Hiện nay, laser khí hêli (He) nêon (Ne) ổn định Iốt (I2) ở bước sóng 633 nm được dùng
rất phổ biến để thể hiện đơn vị độ dài mét và đạt được độ chính xác 1.10-11

3.2.2 Khối lượng
Tên đơn vị: kilôgam
Kí hiệu đơn vị: kg
Định nghĩa: bởi đại hội cân đo quốc tế CGPM lần thứ nhất năm 1889
Kilôgam là khối lượng của chuẩn gốc quốc tế kilôgam bảo quản tại Viện cân đo quốc tế
(Paris).
- Kilôgam theo định nghĩa này được xác định với độ chính xác 1.10-9
- Định nghĩa này có một số nhược điểm tuy nhiên vẫn được sử dụng cho tới thời
điểm hiện nay.
3.2.3 Thời gian
Tên đơn vị: giây
Kí hiệu đơn vị: s
Định nghĩa: bởi đại hội cân đo quốc tế CGPM lần thứ 13 năm 1967
Giây là khoảng thời gian bằng 9 192 631 770 chu kí bức xạ ứng với sự dịch chuyển giữa

hai mức siêu tinh tế F=4, mF=0 và F=3, mF=0 của nguyên tử Xesi 133 khi không bị nhiễu
loạn bởi trường ngoài.
- Giây theo định nghĩa này được xác định với độ chính xác 3.10-14

7


3.2.4 Cường độ dòng điện
Tên đơn vị: ampe
Kí hiệu đơn vị: A
Định nghĩa: bởi đại hội cân đo quốc tế CGPM lần thứ 9 năm 1948
Ampe là cường độ của một dòng điện không đổi theo thời gian, khi chạy qua hai dây
dẫn thẳng song song, dài vô hạn, có tiết diện nhỏ không đáng kể, đặt trong chân không,
cách nhau 1 mét, thì gây trên mỗi mét dài của dây dẫn một lực bằng 2.10-7 niutơn
- Ampe theo định nghĩa này được xác định với độ chính xác 1.10-6
- Hiện nay ampe được thể hiện bằng việc thực hiện một tập hợp các công việc thể
hiện vôn, ôm, oát dựa trên hiệu ứng Josephson và
3.2.5 Nhiệt độ nhiệt động lực
Tên đơn vị: kenvin
Kí hiệu đơn vị: K
Định nghĩa: bởi đại hội cân đo quốc tế CGPM lần thứ 10 năm 1954
Kenvin bằng 1/273.16 của nhiệt độ động lực tại điểm ba của nước.
Nhiệt độ tại điểm 3 của nước có thể xác định với độ chính xác 1.10-4
3.2.6. Cường độ sáng
Tên đơn vị: candela
Kí hiệu đơn vị: cd
Định nghĩa:
Năm 1967: candela là cường độ sáng phát ra từ mặt có diện tích 1/600 000 m 2 của vật
bức xạ toàn phần theo phương thẳng góc với mặt ở nhiệt độ bằng nhiệt độ đông đặc của
platin dưới áp suất 101 325 Pa

Định nghĩa bởi đại hội cân đo quốc tế CGPM lần thứ 16 năm 1979: Candela là cường
độ sáng, theo một phương xác định, của một nguồn bức xạ đơn sắc có tần số 540.1012 héc
và có cường độ bức xạ theo phương đó là 1/683 oát/stêradian
3.2.7 Lượng chất
Tên đơn vị: mol
Kí hiệu đơn vị: mol
Định nghĩa: bởi đại hội cân đo quốc tế CGPM lần thứ 14 năm 1971
Mol là lượng chất của một hệ chứa một số thực thể cơ bản bằng tổng số nguyên tử trong
0,012 kg cacbon 12
3.3 Nguyên lý thứ bậc của chuẩn

8


Chuẩn đo lường chính là sự thể hiện bằng vật chất độ lớn của đơn vị đo lường theo định
nghĩa. Về bản chất, chuẩn cũng là các thiết bị đo lường, nhưng khác các thiết bị đo lường
thông thường ở chỗ các thiết bị đo này không dùng cho các phép đo thực tế hàng ngày, nó
chỉ dùng để đặc trưng cho đơn vị, để truyền đơn vị đến các chuẩn, phương tiện đo có độ
chính xác thấp hơn, như dùng để kiểm định, hiệu chuẩn, đánh giá thiết bị đo và các phép
đo, để khắc độ thiết bị đo khi chế tạo...Hệ thống chuẩn đo lường là cơ sở kỹ thuật quan
trọng nhất để đảm bảo tính thống nhất và độ chính xác cần thiết của phép đo trong phạm vi
quốc gia và quốc tế..
Các chuẩn đo lường luôn tuân theo nguyên tắc cấu trúc của hệ thống thứ bậc: chuẩn
được phân chia thành nhiều bậc khác nhau, chuẩn ở mức dưới phải luôn được dẫn xuất từ
các chuẩn mức trên nó. Nguyên tắc này đảm bảo tính thống nhất của việc đo lường trong
phạm vi các quốc gia cũng như trên toàn thế giới.
Có thể phân loại chuẩn theo độ chính xác hoặc mục đích sử dụng.
Căn cứ vào độ chính xác có thể phân loại chuẩn thành chuẩn đầu, chuản thứ, chuẩn bậc
I, bậc II ..
Chuẩn đầu: Là chuẩn được chỉ định hay được thừa nhận rộng rãi là có chất lượng về

mặt đo lường cao nhất và giá trị của nó được chấp nhận không dựa vào các chuẩn khác của
cùng đại lượng. Khái niệm chuẩn đầu được dùng như nhau đối với đại lượng cơ bản và cả
đại lượng dẫn xuất.
Chuẩn thứ: Là chuẩn mà giá trị của nó được xác định bằng cách so sánh với chuẩn đầu
của cùng đại lượng.
Chuẩn bậc I: Là chuẩn mà giá trị của nó được xác định bằng cách so sánh với chuẩn
thứ của cùng đại lượng.
Chuẩn bậc II: Là chuẩn mà giá trị của nó được xác định bằng cách so sánh với chuẩn
Bậc I của cùng đại lượng....
Nhận thấy Độ chính xác của chuẩn sẽ giảm dần từ chuẩn đầu đến chuẩn thứ, chuẩn bậc
I, chuẩn bậc II...có thể sử dụng sơ đồ kim tự tháp để minh hoạ cách phân loại chuẩn nêu
trên
Số bậc n bằng bao nhiêu là tuỳ thuộc yêu cầu của từng lĩnh vực đo. Lĩnh vực độ dài có
chuẩn đầu, chuẩn thứ, chuẩn bậc I,II...V

Chuẩn đầu
Chuẩn Thứ
Chuẩn bậc I
Chuẩn bậc II

Chuẩn bậc n

9
Sai số


Chuẩn quốc tế: Là chuẩn được một hiệp định quốc tế để làm cơ sở ấn định giá trị cho
các chuẩn khác của đại lượng có liên quan trên phạm vi quốc tế.
Chuẩn quốc gia: Là chuẩn được một quyết định có tính chất quốc gia công nhận để là
cơ sở ấn định giá trị cho các chuẩn khác có liên quan trong một nước.

Chuẩn chính: Là chuẩn thường có chất lượng cao nhất về mặt đo lường có thể có ở
một địa phương hoặc một tổ chức xác định mà các phép đo ở đó đều được dẫn xuất từ
chuẩn này.
Chuẩn công tác: Là chuẩn được dùng thường xuyên để hiệu chuẩn hoặc kiểm tra vật
đọ, phương tiện hoặc mẫu chuẩn. Chuẩn công tác thường xuyên được hiệu chuẩn bằng
cách so sánh với chuẩn chính.
Truyền đạt chính xác độ lớn của đơn vị đo từ chuẩn cao nhất đến phương tiện đo thông
dụng nhất là biện pháp cơ bản để đảm bảo tính thống nhất, độ chính xác cần thiết của tất cả
các phép đo trong từng nước và trên toàn thế giới. Trong đó hiệu chuẩn là một mắt xích
quan trong quá trình gọi là dẫn xuất chuẩn.

4 Hiệu chuẩn phương tiện đo
4.1 Khái niệm
4.1.1. Hiệu chuẩn (calibration)
Hiệu chuẩn là tập hợp các thao tác trong điều kiện quy định để thiết lập mối quan hệ
giữa các giá trị của đại lượng được chỉ bởi phương tiện đo, hệ thống đo hoặc giá trị được
thể hiện bằng vật độ hoặc mẫu chuẩn và các giá trị tương ứng thể hiện bằng chuẩn. Kết quả
hiệu chuẩn cho phép xác định giá trị của đại lượng đo theo số chỉ hoặc xác định sự hiệu
chính đối với số chỉ. Hiệu chuẩn cũng có thể xác định các tính chất đo lường khác, ví dụ,
như tác động của đại lượng ảnh hưởng đến phương tiện đo v.v... Kết quả hiệu chuẩn được
ghi trong một tài liệu thường được gọi là giấy chứng nhận hiệu chuẩn hoặc thông báo hiệu
chuẩn. Hiệu chuẩn là một hoạt động kỹ thuật cần thiết của mọi cơ sở sản xuất, kinh doanh,
nghiên cứu để biết được tình trạng của phương tiện đo trong quá trình sử dụng, bảo quản
chúng, để từ đó có biện pháp xử lý, hiệu chỉnh kịp thời phù hợp với mục tiêu sản xuất, kinh
doanh, nghiên cứu của mình.
Như vậy, xét về mặt kỹ thuật, nội dung cơ bản của việc hiệu chuẩn chính là việc so sánh
phương tiện đo với chuẩn để đánh giá sai số và các đặc trưng kỹ thuật, đo lường khác của
nó.
Một phép hiệu chuẩn của một (hoặc một số) chuẩn, phương tiện đo độ phải có
những điều kiện sau:

10


- Phải có đủ chuẩn có cấp chính xác cao hơn cấp chính xác của chuẩn hoặc phương
tiện đo cần kiểm
- Phải có thiết bị đo có các chỉ tiêu kỹ thuật và đo lường phù hợp.
- Phải đảm bảo các điều kiện môi trường theo yêu cầu đề ra trong các văn bản kỹ
thuật đo lường phù hợp.
- Phải có phương pháp hiệu chuẩn phù hợp được qui định trong một Văn bản kỹ
thuật đo lường cụ thể.
- Phải có cán bộ kỹ thuật được đào tạo, có đủ khả năng tiến hành và kiểm soát quá
trình hiệu chuẩn.
Mỗi cấp chính xác của chuẩn, phương tiện đo khác nhau sẽ phải đảm bảo các điều
kiện trên ở mức độ khắt khe khác nhau.
4.1.2 Tính liên kết chuẩn
Một đặc trưng quan trọng của việc hiệu chuẩn là phải đảm bảo tính liên kết chuẩn
(Traceability) của nó. Tính liên kết chuẩn được định nghĩa (TCVN 6165 : 1996) là tính
chất của kết quả đo hoặc giá trị của một chuẩn mà nhờ đó có thể liên hệ tới những chuẩn
đã định, thường là chuẩn quốc gia hay chuẩn quốc tế, thông qua một chuỗi so sánh không
gián đoạn với những độ không đảm bảo xác định. Chuỗi so sánh không gián đoạn được gọi
là chuỗi liên kết chuẩn.
Phép hiệu chuẩn có tính liên kết chuẩn (a traceable calibration) đạt được, thì từng
phương tiện đo và chuẩn trong một hệ thống thứ bậc từ thấp nhất đến cao nhất, mở rộng tới
chuẩn quốc gia và chuẩn quốc tế, đều đã được hiệu chuẩn một cách thích hợp. Các kết quả
hiệu chuẩn được thể hiện thành tài liệu đủ để cung cấp những thông tin cần thiết chỉ ra
rằng tất cả các phép hiệu chuẩn đều đã được thực hiện một cách đúng đắn và mỗi phép
hiệu chuẩn này là một mắt xích liên tục trong chuỗi so sánh không gián đoạn được gọi là
chuỗi liên kết chuẩn như trên đã nói.
Sơ đồ dẫn xuất chuẩn. cũng đồng thời cho ta một hình ảnh cụ thể về tính liên kết chuẩn.
Các phương tiện đo cũng như các chuẩn đều được đặt vào một mắt xích tương ứng trong

chuỗi liên kết chuẩn. Kết quả cuối cùng là chúng đều được nối (so sánh) với chuẩn quốc
gia trực tiếp hay gián tiếp. Có thể hình dung tính liên kết chuẩn như một dòng họ. Chuẩn
đo lường quốc gia chính là "ông tổ" của một dòng họ các phép đo và phương tiện đo của
một loại đại lượng tương ứng trong từng nước.
4.2 Độ không đảm bảo đo
4.2.1 Khái niệm và định nghĩa
Mục đích của phép đo (hiệu chuẩn) là để xác định giá trị của đại lượng cần đo. việc xác
định này đặc trưng bằng độ chính xác theo yêu cầu của phép đo, trong đó độ chính xác
đựoc hiểu là mức độ gần nhau giữa kết quả đo và giá trị thực của đại lượng.
Sai số của phép đo bao gồm thành phần sai số ngẫu nhiên và thành phần sai số hệ thống.
Sai số ngẫu nhiên của phép đo là kết quả của phép đo trừ đi kết quả trung bình từ một số
11


vô hạn các phép đo cùng một đại lượng trong điều kện lặp lại. Nó chính là sai số của phép
đo trừ đi sai số hệ thống. Vì chỉ có thể thực hiện một số hữu hạn các phép đo , nên cũng chỉ
xác định một ước lượng của sai số ngẫu nhiên. Không thể thực hiện việc hiệu chính sai số
ngẫu nhiên, nhưng có thể giảm nó bằng cách tăng số lượng lần đo lặp lại n . Sai số hệ
thống của phép đo là kết quả trung bình từ một số vô hạn các phép đo cùng một đại lượng
trong điều kiện lặp lại trừ đi giá trị thực của đại lượng. Nó chính là sai số phép đo trừ đi sai
số ngẫu nhiên. Giống như giá trị thực, sai số hệ thống và nguyên nhân xuất hiện của nó
không thể biết được một cách hoàn toàn. Có thể làm giảm sai số hệ thống bằng cách sử
dụng số hiệu chính hoặc hệ số hiệu chính. Bản thân các số hiệu chính hoặc hệ số hiệu
chính cũng là những ước lượng đối với giá trị thực của chính nó, chúng được xác định với
khả năng cao nhất của nhận thức, khoa học để đưa ra số hiệu chính .
Như vậy giá trị của đại lượng cần đo chưa bao giờ được biết một cách hoàn toàn. Độ
không đảm bảo của phép đo phản ánh sự thiếu thông tin chính xác về giá trị của đại lượng
đo. Kết quả phép đo sau khi đã hiệu chính các ẩnh hưởng hệ thống đã biết vẫn chỉ là giá trị
ước lượng của đại lượng cần đo do ảnh hưởng của các tác động ngẫu nhiên và sự không
đầy đủ, không hoàn hảo của việc hiệu chính đối với các ảnh hưởng hệ thống gây ra.

Định nghĩa:Độ không đảm bảo của phép đo (hiệu chuẩn) hay còn gọi độ không đảm
bảo đo hoặc độ không đảm bảo là đại lượng không âm được gắn với kết quả của phép đo,
đặc trưng cho sự phân tán của các giá trị có thể quy cho đại lượng một cách hợp lý. Thông
số ở đây có thể là độ lệch chuẩn; bội số của độ lệch chuẩn hoặc nửa độ rộng của một
khoảng có mức tin cậy (xác xuất tin cậy ) xác định.
Độ không đảm bảo của phép đo thường gồm nhiều thành phần. Các thành phần này đều
được đặc trưng qua độ lệch chuẩn rút ra từ phân bố thông kê, từ thông số có sẵn hoặc từ sự
phán đoán. Kết quả của phép đo nêu trong định nghiã độ không đảm bảo đo đươc hiểu là
ươc lượng tốt nhất về giá trị của đại lượng đo và về tất cả các thành phần của độ không
đảm bảo, bao gồm cả những thành phần do các ảnh hưởng hệ thống như các thành phần
gắn với những sự hiệu chính và gắn với các chuẩn đo lường dùng làm mốc so sánh gây ra.
Độ không đảm bảo đo là sự thể hiện thực tế: với một đại lượng đo và một kết quả đo đã
cho của nó không phải chỉ có một giá trị mà là có vô số giá trị phân bố xung quanh kết quả
đo đó, những giá trị này phù hợp với tất cả các quan trắc, các hiểu biết của chúng ta về thế
giới tự nhiên và đều có thể quy cho giá trị của đại lượng đo với một xác xuất (mức độ ) tin
cậy nào đó.
4.2.2 Thành phần của độ không đảm bảo đo
Hướng dẫn về trình bầy độ không đảm bảo cuả phép đo do tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc
tế (ISO) cùng với Viện cân đo quốc tế (BIPM), Tổ chức đo lường hợp pháp quốc tế
(OIML) công bố năm 1993 đã định nghĩa và phân loại các độ không đảm bảo đo như sau:
Độ không đảm bảo chuẩn (u) : là độ không đảm bảo của kết quả phép đo được thể hiện
như là độ lệch chuẩn.
Độ không đảm bảo chuẩn tổng hợp (u c): Là độ không đảm bảo chuẩn của phép đo khi
kết quả này nhận được từ giá trị của một số các đại lượng khác. Độ không đảm bảo chuẩn
tổng hợp bằng căn bậc hai của tổng phương sai hoặc hiệp biến của các đại lượng nói trên,
12


những phương sai hoặc hiệp biến này được lấy trọng số tuỳ theo kết quả của phép đo biến
đổi phụ thuộc vào sự thay đổi của các đại lượng này như thế nào.

Độ không đảm bảo đo mở rộng(U): là đại lượng xác định một khoảng bao quanh kết
quả đo mà có thể hy vọng rằng nó sẽ phủ một phần lớn phân bố của các giá trị có thể quy
cho đại lượng đo một cách hợp lý.
U = k.uc
Với k là hệ số phủ thường nằm trong khoảng 2 - 3
Về cách đánh giá độ không đảm bảo đo ISO phân ra
Đánh giá loại A (về độ không đảm bảo): Phương pháp đánh giá độ không đảm bảo
bằng cách phân tích thống kê một loạt các kết quả quan trắc.
Đánh giá loại B (về độ không đảm bảo): Phương pháp đánh giá độ không đảm bảobằng
phương pháp khác với phương pháp sử dụng phân tích thống kê một loạt các kết quả quan
trắc.
Có thể hiểu theo một cách khác
+ Thành phần độ không đảm bảo gây ra bởi ảnh hưởng ngẫu nhiên
+ Thành phần độ không đảm bảo gây ra bởi ảnh hưởng hệ thống.
4.3 Đánh giá độ không đảm bảo đo
4.3.1 Mô hình đo
Thông thường đại lượng đo ở đầu ra Y thường được xác định từ n đại lượng vào X 1,
X2... Xn theo hàm f:
Y = f(X1, X2... Xn)

(1)

Chính các đại lượng vào X1, X2... Xn lại cũng có thể được xem như các đại lượng đo phụ
thuộc vào các đại lượng khác, bao gồm các số hiệu chính và hệ số hiệu chính các ảnh
hưởng hệ thống và do đó dẫn đến mối quan hệ làm phức tạp f. Hàm f chứa mọi đại lượng
đóng góp một thành phần đáng kể của độ không đảm bảo vào kết quả đo, nó bao gồm tất
cả các số hiệu chính và hệ số hiệu chính. Nếu hàm f không mô phỏng được phép đo tới
phạm vi gần với độ chính xác của kết quả đo, các đại lượng vào phụ thêm phải được đưa
vào trong hàm f để khắc phục sự không đầy đủ này.
Ước lượng của đại lượng đo Y, ký hiệu là y, nhận được từ biểu thức (1) bằng cách sử

dụng các ước lượng vào x 1, x2... xn cho các giá trị của N đại lượng vào X 1, X2... Xn . Ước
lượng đầu ra y, đó chính là kết quả của phép đo được cho bởi:

y = f(x1, x2... xN) (2)
Độ lệch chuẩn ước lượng gắn với ước lượng đầu ra y nhận được bằng cách kết hợp một
cách thích hợp độ lệch chuẩn ước lượng (được gọi là độ không đảm bảo chuẩn và ký hiệu
là u(xi) của từng ước lượng đầu vào xi.
13


Mỗi độ không đảm bảo chuẩn u(x i) nhận được từ đánh giá loại A hoặc loại B . Đánh giá
loại A của các thành phần không đảm bảo chuẩn dựa trên phân bố tần số trong khi đánh giá
loại B dựa trên phân bố ưu tiên.
4.3.2 Đánh giá độ không đảm bảo đo
4.3.2.1 Đánh giá độ không đảm bảo chuẩn loại A

Từ một dẫy kết quả đo độc lập lặp lại q k ta tính được ước lượng của kỳ vọng µ q tức là
giá trị trung bình:
.

Ước lượng phương sai δ2 của hàm phân bố xác suất q:

Độ lệch chuẩn thực nghiệm (độ lệch chuẩn) đặc trưng cho sự tản mạn của các kết quả
đo xung quanh giá trị trung bình

q

:

Độ không đảm bảo chuẩn loại A đối với một đại lượng được xác định từ n lần quan trắc

độc lập với bậc tự do

υ;

u(q) =

s (q )

υi = n-1
4.3.2.2 Đánh giá độ không đảm bảo chuẩn loại B:

Đánh giá loại B độ không đảm bảo chuẩn được thực hiện bằng cách khác với sự phân
tích thống kê một dãy các quan trắc. Nó thường dựa trên sự phán đoán khoa học bằng cách
sử dụng tất cả các thông tin liên quan có thể có, bao gồm:
* Các số liệu đo trước đây;
* Các kinh nghiệm hoặc hiểu biết về cách vận hành và tính chất của các phương tiện
và vật liệu có liên quan;
* Quy định kỹ thuật của nhà sản xuất;
* Số liệu được cho trong các báo cáo hiệu chuẩn và các báo cáo khác;
* Độ không đảm bảo gắn với số liệu tham khảo lấy từ tài liệu tra cứu.

14


Khi xem xét độ không đảm bảo loại B cần phải chuyển đổi độ không đảm bảo đã được
xem xét theo các mục ở trên thành độ không đảm bảo chuẩn theo những cách khác nhau
dưới đây.
Trường hợp độ không đảm bảo của giá trị q được lấy từ giấy chứng nhận hiệu chuẩn
hoặc từ tài liệu khác, trong đó độ không đảm bảo của nó được xác định là bội số của độ
lệch chuẩn, thì độ không đảm bảo chuẩn u(q) chuyển đổi sang độ không đảm bảo chuẩn

bằng cách chia độ không đảm bảo đã biết cho số nhân.
Trường hợp độ không đảm bảo của giá trị q được biết thông qua các phân bố xác xuất
của độ khi tính độ không đảm bảo chuẩn của q bằng cách chia độ không đảm bảo đã biết
cho một hệ số, hệ số này phụ thuốc vào phân bố xác xuất.
Phân bố xác xuất hình chữ nhật:
Sử dụng trong trường hợp độ không đảm bảo được cho bằng một giới hạn cực đại trong
đó tất cả các giá trị có xác suất như nhau. Độ độ không đảm bảo chuẩn được tính bằng
cách chia nửa độ rộng của khoảng (ký hiệu là a) cho

a

.

a

-a

µ−

+a
a
3

a
3

µ+

Phân bố xác xuất hình chữ nhật

Phân bố xác suất hình tam giác:
Phân bố tam giác là một mô hình tốt hơn nếu biết rằng hầu hết các giá trị là nằm ở gần
tâm của phân bố. Độ không đảm bảo chuẩn được tính bằng cách chia nửa độ rộng của
khoảng (ký hiệu là a) cho .

a

-a

µ−

a

a
6
15

+a

µ+

a
6


Phân bố xác suất hình thang

Phân bố xác xuất chuẩn (Phân bố xác xuất Gauss):

Dạng phân bố này có thể được chấp nhận cho độ không đảm bảo để định nghĩa một

khoảng tin cậy có mức tin cậy đã cho thường là 95% hoặc 99%. Độ không đảm bảo chuẩn
nhận được bằng cách chia độ không đảm bảo trích dẫn cho một hệ số tương ứng với phân
bố .
4.3.2.3 Đánh giá đô không đảm bảo chuẩn tổng hợp uc

Độ không đảm bảo tổng hợp uc(y) là căn bậc 2 của phương sai tổng hợp theo công
thức:
 ∂f
u ( y ) = ∑ 
i =1  ∂x i
2
c

N

2

 2
 u ( xi )


(6)

∂f
Đạo hàm riêng ∂xi được gọi là hệ số nhạy. Chúng mô tả ước lượng đầu ra y thay đổi
như thế nào khi giá trị của các ước lượng đầu vào x 1, x2, ... xN biến đổi. Phương sai tổng
2
hợp uc ( y ) có thể được xem như là tổng của các thành phần. Các thành phần này đại diện
cho phương sai ước lượng gắn với ước lượng đầu ra y và được tính từ các phương sai ước
lượng gắn với từng ước lượng đầu vào xi.

Ký hiệu

ci =

∂f
∂xi , có thể viết công thức như sau:
N

N

i =1

i =1

u c2 ( y ) = ∑ (ci u ( xi )) 2 = ∑ u i2 ( y )
(7)
với ui ( y ) = ci u ( xi )

và

ci =

∂f
∂xi

∂f
Đôi khi, hệ số nhạy ∂xi có thể được xác định bằng thực nghiệm. Như vậy trong những
trường hợp này, sự hiểu biết về hàm f được rút lại ở khai triển chuỗi Taylor bậc một có tính
p1 p 2

pN
chất thực nghiệm dựa trên cơ sở các hệ số nhạy đã được đo.Nếu Y = cx1 x2 ... xN với các
số mũ pi là các số dương hoặc âm, biểu thức phương sai tổng hợp có thể diễn tả là:

2

N
 pi u ( xi ) 
 uc ( y ) 
=




∑
 y 
xi 
i =1 

16

2

(8)


Nếu pi là +1 hoặc -1, biểu thức (8) sẽ trở thành biểu thức (9). Nó cho biết trong trường
hợp đặc biệt này, phương sai tổng hợp tương đối gắn với ước lượng y sẽ đơn giản là một
tổng của các phương sai tương đối được ước lượng gắn với các ước lượng vào xi.
2

 uc ( y ) 

 =
 y 

 u ( xi ) 


∑
i = 1  xi 
N

2

.(9)
Trường hợp hai hoặc nhiều đại lượng đầu vào phụ thuộc nhau, sự diễn tả thích hợp cho
2
phương sai tổng hợp uc ( y ) gắn với kết quả một phép đo là:
N

∂f ∂f
u ( xi , x j )
j = 1 ∂xi ∂x j
N

uc2 ( y ) = ∑ ∑
i =1

2

N −1 N
 ∂f  2
∂f ∂f
u ( y ) = ∑   u ( xi ) + 2 ∑ ∑
( xi , x j )
i = 1  ∂xi 
i = 1 j = i +1 ∂xi ∂x j
2
c

hoặc

(10)

N

(11)

Trong đó u(xi, xj) là hiệp biến ước lượng giữa xi và xj Sự phụ thuộc lẫn nhau của hai biến
số được đặc trưng bằng hệ số tương quan của chúng:
u( xi , x j )
r ( xi , x j ) =
u ( xi ) u ( x j )
(12)
N

N −1 N

uc2 ( y ) = ∑ ci2 u2 ( xi ) + 2 ∑

i =1

∑ c c u ( x ) u( x ) r ( x , x )
i j

i

j

i

j

i = 1 j = i +1

Ta có :
(13)
Sự tương quan có thể xảy ra nếu một phép đo như nhau được sử dụng nhiều hơn một
lần. Tuy nhiên, ảnh hưởng của nó đến độ không đảm bảo tổng hợp có thể là dương, có
nghĩa là độ không đảm bảo tăng lên, hoặc âm nếu nó làm giảm độ không đảm bảo.
4.3.2.4 Độ không đảm bảo đo mở rộng

Mặc dù độ không đảm bảo chuẩn tổng hợp u c(y) thường được dùng để diễn tả độ không
đảm bảo của kết quả đo, nhưng với một số việc sử dụng kết quả đo có tính chất thương
mại, công nghiệp và có tính chất quy định (ví dụ như liên quan đến sức khoẻ hoặc an toàn),
thường đòi hỏi có một "thước đo" của độ không đảm bảo để xác định một khoảng xung
quanh kết quả đo y mà có thể khẳng định một cách tự tin là giá trị của đại lượng đo Y nằm
trong khoảng đó.
Thước đo của độ không đảm bảo phù hợp với yêu cầu trên được gọi là "độ không đảm
bảo mở rộng", ký hiệu là U và nhận được bằng cách nhân u c(y) với hệ số phủ k. Tức U =

kuc(y) và có thể khẳng định một cách tự tin rằng
(y − U ) ≤ Y ≤ (y + U ) .

17


4.3.3 Các nguồn của độ không đảm bảo đo
Trong thực tế, có rất nhiều nguồn gây ra độ không đảm bảo của phép đo bao gồm:
a) Định nghĩa không đầy đủ của phép đo ;
b) Sự thực hiện không hoàn hảo của định nghĩa của phép đo;
c) Sự không hoàn thiện của việc lấy mẫu - mẫu đo có thể không đại diện cho phép đo
được xác định;
d) Sự thiếu hiểu biết của những ảnh hưởng của điều kiện môi trường trên các phép đo
hoặc thực hiện phép đo trong điều kiện môi trường không hoàn hảo;
e) Do ảnh hưởng của việc đọc kết quả đo trong việc đọc các dụng cụ tương tự;
f) Do ảnh độ phân giải, độ nhậy của phương tiện đo;
g) Sự không chính xác giá trị của tiêu chuẩn đo lường và tài liệu tham khảo;
h) Sự không chính xác giá trị của các hằng số và các thông số khác thu được từ các
nguồn bên ngoài và được sử dụng trong các thuật toán giảm dữ liệu;
i) Do làm tròn số;
j) Độ lặp lại của phép đo.
Các nguồn này là không nhất thiết phải độc lập, và một số nguồn a) i) có thể đóng góp
vào nguồn j). Tất nhiên, một hiệu ứng không được công nhận hệ thống không có thể được
đưa vào tài khoản trong việc đánh giá sự không chắc chắn của các kết quả đo lường nhưng
góp phần lỗi của nó.

Chuẩn, phương tiện đo
Độ chính xác
Giá trị độ chia
Độ lặp lại

Điều kiện Môi trường
Nhiệt đô
Độ ẩm
…

Kết quả đo

Phương pháp đo
Sai số sơ đồ
Định nghĩa không hoàn hảo phép đo
Lấy mẫu
Thực hiện phép đo
…

Người thực hiện
Đọc kết quả
Mức độ thành thạo
……

18


4.4 Một số nguồn độ không đảm bảo đo trong đo lường độ dài
4.4.1 Chuẩn, phương tiện đo
4.4.1.1 Độ chính xác

Khi thực hiện phép đo hoặc phép hiệu chuẩn thiết bị đo khi đó phải đề cập đến độ chính
xác của chuẩn hoặc thiết bị đo được sử dụng mỗi một chuẩn, thiết bị đo đều có sai số, do
đo khi sử dụng cần phải biết được độ chính xác của nó. Độ chính xác của chuẩn, thiết bị đo

được lấy theo giấy chứng nhận hiệu chuẩn của chuẩn, thiết bị đo hoặc đặc trưng cơ bản của
thiết bị, cấp chính xác …
+ Đối với căn mẫu song phẳng chuẩn căn cứ vào giấy chưng nhận hiệu chuẩn chúng, sẽ
biết được sai lệch của từng miếng căn mẫu cùng với độ không đảm bảo đo U theo giấy
chứng nhận hiệu chuẩn
+ Đối với thiết bị đo độ dài cần phải biết được độ chính xác của thiết bị.
4.4.1.2 Độ ổn định chuẩn, của thiết bị đo

Đối với chuẩn sử dụng cần phải biết được độ ổn định của chuẩn giữa chu kỳ hiệu chuẩn
của chúng ( Long Term Reproducibility). Độ ổn định của chuẩn được xác định thông qua
các sổ tay kỹ thuật hoặc qua quá trình khảo sát của phòng thí nghiệm .
4.4.2 Ảnh hưởng của các điều kiện môi trường
Trong đo lường độ dài điều kiện môi trường ảnh hưởng nhiều đến kết quả của phép đo
Thông số môi trường quy định trong phép đo/hiệu chuẩn độ dài:
+ Nhiệt độ : 20o C
+ Độ ẩm: 50%RH
+ áp suất khí quyển: 760 mmHg
+ Nồng độ khí CO2 : 3%
Sai số xuất hiện do sự chênh lệch nhiệt độ so với 20oC cần đ−ợc tính toán và xử lý
trong kết quả đo theo công thức:
∆L = L.α (∆t)

(14)

Trong đó:
+ ∆L: Sai lệch do nhiệt độ đo khác với nhiệt độ chuẩn 20oC
+ L: chiều dài đoạn đo
+ α: hệ số dãn nở nhiệt của vật liệu
+ ∆t: chênh lệch nhiệt độ so với 20oC
Trong phép đo so sánh. Độ chênh lệch nhiệt độ so với 20oC sẽ tác động vào chiều dài

của cả vật đo và mẫu kích thước theo công thức:
Lp = Lp0 [1 +αp(tp-t0)] LM = LM0 [1+ αM(tM-t0)]
19


∆L = Lp - LM
Trong đó :
+ Lp(Lp0) : chiều dài vật đo tại nhiệt độ tp (và tại t0= 20oC)
+ LM(LM0): chiều dài mẫu kích thước tại nhiệt độ tM(tại t0= 20oC)
+ αp(αM): Hệ số dãn nở của mẫu kích thước (và của vật đo)
+ Tại 20oC chênh lệch chiều dài ∆L0 giữa vật đo và mẫu kích thước là
∆L0 = Lpo - LMO
Sai số do ảnh hưởng của nhiệt độ xuất hiện khi:
+ Vật đo và mẫu kích thước (dụng cụ đo) cùng hệ số dãn nở nhiệt nhưng không cùng
nhiệt độ khi đo.
+ Vật đo và mẫu kích thước (dụng cụ đo) không cùng hệ số dãn nở nhiệt, dù có cùng
nhiệt độ khi đo.
+ Vật đo và mẫu kích thước (dụng cụ đo) không cùng hệ số dãn nở nhiệt và không
cùng nhiệt độ khi đo.
Để tránh sai số đo do ảnh hưởng của nhiệt độ cần tiến hành những phép đo trong
phòng đo ở nhiệt độ 20oC
Trong phép đo dùng bước sóng chuẩn làm chuẩn chiều dài thì ngoài ảnh hưởng của
nhiệt độ còn phải lưu ý tới ảnh hưởng do áp suất khí quyển , độ ẩm không khí, nồng độ
khí CO2 của môi trường
4.4.3 Ảnh hưởng của lực đo
Đối với phép đo không tiếp xúc lực đo bằng không nên không ảnh hưởng gì đến kích
thước cần đo. Song trong phép đo tiếp xúc luôn tồn tại một lực đo nhất định để đẩy lớp
không khí ở vị trí tiếp xúc và thắng được lực cản ma sát trong dụng cụ đo. Lực đo này
nhiều khi ảnh hưởng đến phép đo như gây ra hiện tượng biến dạng dẻo tại nơi tiếp xúc với
vật đo.

Độ biến dạng dẻo của vật đo bằng thép do lực đo gây nên sẽ được tính theo định luật
Hooke, đối với thép:

.
Trong đó:
+ F: Lực đo [N]
+ L: Chiều dài đoạn đo [mm]
+ Q: Tiết diện vật đo [mm2]
Giá trị của độ biến dạng dẻo trên vật đo phụ thuộc vào loại bề mặt tiếp xúc, độ nhám bề
măt, và mô đun đàn hồi. Trong thực tế, các trường hợp hay gặp nhất của độ biến dạng dẻo
do lực đo gây ra được tính theo công thức Hertz
20


Dạng tiếp xúc

Trị số biến dạng

Bi giữa hai mặt phẳng

a= 0,829. 3

Bi với bi

a= 0,415 3 F 2 (

Trụ giữa hai măt phẳng

a= 0,092 .

F2
D
1
1
+
)
D1 D 2
F3 l
l D

Trong đó:
+ F : lực đo hay trọng lực của vật [N]
+ D;D1;D2: Đường kính bi hay trụ trơn [mm]
+ l: chiều dài của trụ [mm]
ảnh hưởng của độ biến dạng dẻo có giá trị đáng kể trong các phép đo so sánh giữa vật
đo dạng trụ hay bi có đường kính nhỏ với mẫu kích thước có mặt đo phẳng như căn mẫu
song phẳng. Giá trị sai số hệ thống do độ biến dạng dẻo gây ra luôn luôn có trị số
âm , nghĩa là giá trị đo được nhỏ hơn so với giá trị thực của vật đo.
4.4.4 Sai số do gá đặt thiết bị đo, sai số sơ đồ
+ Sai số Abbe

+ Sai số cosin

21


22


+ Sai số do gá đặt

Theo thuyết biến dạng đàn hồi của vật liệu, độ co của khoảng cách giữa hai mặt đầu hay
giữa hai vạch chia ngoài cùng của vật đo sẽ có giá trị nhỏ
nhất nếu vật đo được đặt trên hai điểm tựa thích hợp (AIRY Points).

A = 0,5577l
Trường hợp các vạch chia nằm trên
hòa của tiết diện đo như ở thước vạch
thì các điểm đặt này gọi là điểm tựạ

mặt phẳng trung
cấp chính xác cao,
Besseel.

A= 0,559l

Khi vật đo đặt thẳng đứng, chiều dài của nó sẽ co lại do trọng lực riêng của nó, song độ
co này không đáng kể. Còn vật đo nằm trên một mặt phẳng, độ co không thể xác định
được vì điển tựa là một mặt phẳng.
Trong thực tế, ảnh ưởng của vị trí điểm tựa tác động nhiều đến phép đo có sử dụng
thước vạch dài hay căn mẫu song phẳng cỡ lớn.
4.4.5 Sai số do vật đo gây ra
Sai số bao gôm sự ảnh hưởng của độ phẳng, độ song , độ tròn, lệch pha khi phản xạ…
tùy từng trường hợp cụ thể để dưa ra quyết định chính xác nhất.

23


5 Tính toán độ không đảm bảo đo của phép đo độ nhám chi tiết
lõi khuôn đúc áp lực bằng máy đo độ nhám SJ301 của hãng
Mitutoyo tại bộ môn Cơ khí chính xác và quang học trường

Đại học Bách khoa Hà Nội
5.1. Nhấp nhô bề mặt và nhám
(phân biệt nhám, song và sai số hình dáng hình học)
5.2 Một số chỉ tiêu đánh giá độ nhám
Sai lệch trung bình số học Ra
Sai lệch trung bình đo trên 10 điểm Rz
Một số chỉ tiêu khác
5.3 Tính toán các độ không đảm bảo đo độ nhám

24


Tài liệu tham khảo
[1] Trần Bảo , Trần Quang Uy - Cơ sở đo lường học , Tổng cục Tiêu chuẩn -Đo lường –
Chất lượng 1998
[2] Evaluation of measurementdata- Guide to the expression of uncertainty in measurement
[3] Gauge blocks ISO 3650 –1978 ME
[4] Uncertainty And Dimensional Calibration – Journal of the National Institute of
Standards and technology Volume 102, Number 6, 1997

25