本书是根据中国计量大学材料科学与工程专业教学计划和“功能材料计量与质量管理”课程
教学大纲要求编写的。本书是材料科学与工程学科专业的一门主干课程,其宗旨是让学生在计
量技术和质量等基础学习之上,对材料科学与工程专业涵盖的内容,特别是功能材料计量和质量
管理有深入的了解和学习。本书介绍了计量学的概念及其发展、计量单位、量值传递与溯源、十
大专业计量、功能材料计量、质量管理概论、质量控制技术、质量管理体系等内容。
本书可作为高等院校材料类专业及相关专业本科或研究生的教材,也可作为计量管理人员
和从事相关工作人员的参考用书。

计量是国家质量基础设施的重要要素之一,发挥着基础性的技术支撑作用。计
量是指实现单位统一、量值准确可靠的活动。计量是科学技术的基础,没有计量就没
有科学。计量涉及国民经济和社会发展的各个领城、各个方面,是一个国家和地区核
心竞争力的重要标志之一。新材料作为我国七大战略性新兴产业,是我国实现从工
业大国向工业强国转型的基本保障。新材料是指具有优异性能的结构材料和特殊
性质的功能材料,如高端金属结构材料、磁光电功能材料、新能源材料等,有着广阔
的市场前景和重大需求。功能材料计量是指应用测量技术确定功能材料的固有内
在特性和外延特性,包括组分特性、微观结构特性和物理、化学性能的表征与测量
的科学。
质量发展是兴国之道,强国之策。质量反映一个国家的综合实力, 是企业和产业核
心竞争力的体现,也是国家文明程度的体现;是科技创新、资源配置、劳动者素质等因素
的集成,又是法治环境、文化教育、诚信建设等方面的综合反映。质量强国已成为国家
战略,提升全民质量素养是质量强国战略的重要基石,全面的质量提升必然要求强化全
民的质量意识和素养作为思想引领。
为了材料类专业的学生更好地了解计量的发展和在功能材料中的应用以及质量
的重要性,掌握必备的计量及其发展、计量技术、功能材料计量以及质量等方面的基
础知识,进一步巩固功能材料计量的工作原理和质量管理方法,增强对功能材料计量
与质量管理工作的认识,培养学生的计量和质量意识、分析和解决问题的能力,编者
在充分搜集有关计量及其技术、功能材料计量和质量管理方面文献资料的基础上,编
写了本书。
本书是根据中国计量大学材料科学与工程专业教学计划和“功能材料计量与质量
管理”课程教学大纲要求编写的。本书是材料科学与工程专业的一门主干课程,其宗旨
是让学生在计量技术和质量等基础学习之上,对材料科学与工程专业涵盖的内容,特别
是功能材料计量和质量管理有深入的了解和学习。
全书内容共8章,第1章到第5章为功能材料计量,主要包括计量学概念及其发
展,使读者了解计量的定义、起源、发展和重要性;介绍了计量单位,使读者了解单位
制、国际单位制、基本物理常数和单位的量子基准;介绍量值传递与溯源,使读者了解
计量基准、计量标准、测量器具、量值传递与溯源、标准物质和测量不确定度等;介绍
功能材料计量,使读者了解功能材料概念与分类、十大专业计量、功能材料计量的内
容、功能材料计量检测测量不确定度评定和功能材料计量的应用实例等。第6章至
第8章为质量管理,主要包括质量管理概论、质量控制技术和质量管理体系,使读者
了解质量与质量管理的基本知识和原理、质量管理技术方法和质量管理体系等。本
书每章后都留有一定量的习题,这些习题是为了巩固每章知识点和检验知识掌握程度
而设置的。
本书由中国计量大学王疆瑛任主编,由中国计量大学张景基和卫国英任副主编。
具体编写分工如下:第1章、第2章、第5章、第6章由王疆瑛编写,第3章、第7章由
张景基编写。第4章、第8章由卫国英编写,全书由王疆瑛统稿。
本书得到浙江省普通高校“十三五”新形态教材项目和中国计量大学国家一流专业
材料科学与工程专业建设资助,特此感谢。
本书可作为高等学校材料类专业及相关专业本科或研究生的教材,内容取舍受到
学时的限制,对于本书未涉及的内容,有兴趣的读者可查阅所列的参考资料。
限于作者的知识水平,错误和不当之处在所难免,敬请广大读者不吝指正。

第一篇 功能材料计量
第1章 计量概念及其发展 ……………………………………………………………… 1
1.1 计量学的定义 ……………………………………………………………………… 2
1.2 计量的产生与发展 ………………………………………………………………… 4
1.2.1 计量的起源 …………………………………………………………………… 5
1.2.2 计量的发展 …………………………………………………………………… 6
1.2.3 计量的重要性 ………………………………………………………………… 8
1.2.4 计量的发展趋势 ……………………………………………………………… 9
【思考题与习题】
第2章 计量单位 ………………………………………………………………………… 12
2.1 量和量值…………………………………………………………………………… 12
2.1.1 量的定义……………………………………………………………………… 12
2.1.2 量值…………………………………………………………………………… 13
2.1.3 量制与量纲…………………………………………………………………… 14
2.2 单位和单位制 …………………………………………………………………… 14
2.2.1 单位…………………………………………………………………………… 14
2.2.2 单位制………………………………………………………………………… 15
2.3 国际单位制………………………………………………………………………… 15
2.3.1 国际单位制的形成…………………………………………………………… 15
2.3.2 国际单位制及其单位………………………………………………………… 16
2.3.3 国际单位制的特点…………………………………………………………… 17
2.3.4 法定计量单位与应用………………………………………………………… 18
2.4 基本物理常数……………………………………………………………………… 24
2.5 单位的量子基准…………………………………………………………………… 28
【思考题与习题】………………………………………………………………………… 30
第3章 量值传递与溯源和测量控制………………………………………………… 31
3.1 计量基准和计量标准……………………………………………………………… 31
3.1.1 计量基准……………………………………………………………………… 31
3.1.2 计量标准……………………………………………………………………… 33
3.2 测量器具…………………………………………………………………………… 34
3.2.1 计量器具……………………………………………………………………… 34
3.2.2 测量仪器……………………………………………………………………… 37
3.3 量值传递与溯源…………………………………………………………………… 41
3.3.1 量值传递与溯源的概述……………………………………………………… 41
3.3.2 量值传递与溯源的方式……………………………………………………… 43
3.3.3 计量检定……………………………………………………………………… 44
3.3.4 比对…………………………………………………………………………… 46
3.3.5 计量检定规程………………………………………………………………… 47
3.4 标准物质…………………………………………………………………………… 48
3.4.1 定义与特点…………………………………………………………………… 48
3.4.2 标准物质的作用……………………………………………………………… 49
3.4.3 标准物质的分类……………………………………………………………… 50
3.4.4 标准物质的量值及其溯源性………………………………………………… 50
3.5 测量误差和测量不确定度………………………………………………………… 54
3.5.1 测量准确度和精密度………………………………………………………… 54
3.5.2 测量误差和测量结果修正…………………………………………………… 55
3.5.3 测量不确定度………………………………………………………………… 57
【思考题与习题】………………………………………………………………………… 63
第4章 十大专业计量…………………………………………………………………… 65
4.1 几何量计量………………………………………………………………………… 65
4.2 温度计量…………………………………………………………………………… 68
4.3 力学计量…………………………………………………………………………… 71
4.4 电磁计量…………………………………………………………………………… 83
4.5 化学计量…………………………………………………………………………… 85
4.6 光学计量…………………………………………………………………………… 87
4.7 声学计量…………………………………………………………………………… 88
4.8 无线电计量………………………………………………………………………… 89
4.9 时间频率计量……………………………………………………………………… 90
4.10 电离辐射计量 …………………………………………………………………… 93
【思考题与习题】………………………………………………………………………… 94
第5章 功能材料计量…………………………………………………………………… 95
5.1 功能材料概论……………………………………………………………………… 95
5.1.1 绪论…………………………………………………………………………… 95
5.1.2 功能材料的分类……………………………………………………………… 98
5.2 功能材料计量……………………………………………………………………… 98
2 ｜ 功能材料计量与质量管理
5.2.1 功能材料测量仪器设备的计量确认………………………………………… 98
5.2.2 功能材料形成过程与终端的量值测量与控制 …………………………… 100
5.2.3 功能材料测量方法与质量控制技术 ……………………………………… 103
5.2.4 功能材料测量仪器/检测设备……………………………………………… 106
5.2.5 测量管理及体系的建立与运行 …………………………………………… 107
5.3 功能材料计量的测量不确定度评定 …………………………………………… 109
5.3.1 测量不确定度评定与评定步骤 …………………………………………… 110
5.3.2 测量不确定度在评定材料计量中的应用 ………………………………… 112
5.3.3 测量不确定度评定材料理化检验中的应用 ……………………………… 124
5.4 功能材料计量的应用实例 ……………………………………………………… 130
5.4.1 碳纤维及其复合材料的计量 ……………………………………………… 130
5.4.2 磁性材料的计量 …………………………………………………………… 132
5.4.3 太阳能电池及其产业计量 ………………………………………………… 133
5.4.4 石墨烯的计量 ……………………………………………………………… 135
【思考题与习题】………………………………………………………………………… 137
第二篇 质 量 管 理
第6章 质量管理概论 ………………………………………………………………… 138
6.1 质量的基本知识 ………………………………………………………………… 138
6.1.1 质量的概念 ………………………………………………………………… 138
6.1.2 质量概念的发展 …………………………………………………………… 141
6.2 质量管理的基本知识 …………………………………………………………… 141
6.2.1 管理概述 …………………………………………………………………… 141
6.2.2 质量管理 …………………………………………………………………… 143
6.2.3 质量管理的发展 …………………………………………………………… 146
6.3 方针目标管理 …………………………………………………………………… 149
6.3.1 方针目标管理的基本知识 ………………………………………………… 149
6.3.2 方针目标管理的实施 ……………………………………………………… 151
6.4 产品质量法 ……………………………………………………………………… 154
6.4.1 产品质量法基本原则 ……………………………………………………… 154
6.4.2 《产品质量法》的有关规定 ………………………………………………… 154
【思考题与习题】………………………………………………………………………… 158
第7章 质量控制技术 ………………………………………………………………… 159
7.1 质量控制概述 …………………………………………………………………… 159
7.2 过程质量控制技术 ……………………………………………………………… 160
7.2.1 直方图 ……………………………………………………………………… 161
目　　录 ｜　3
7.2.2 过程能力指数 ……………………………………………………………… 163
7.2.3 控制图 ……………………………………………………………………… 165
7.2.4 “QC七种工具”中的其他工具 …………………………………………… 169
7.2.5 QC新七种工具 …………………………………………………………… 171
7.3 质量检验与抽样检验技术 ……………………………………………………… 171
7.3.1 质量检验概述 ……………………………………………………………… 171
7.3.2 抽样检验技术 ……………………………………………………………… 176
【思考题与习题】………………………………………………………………………… 182
第8章 质量管理体系 ………………………………………………………………… 184
8.1 质量管理体系的基本知识 ……………………………………………………… 184
8.1.1 概述 ………………………………………………………………………… 184
8.1.2 质量管理的基本原则 ……………………………………………………… 185
8.1.3 ISO 9000族质量管理体系标准的产生和发展 …………………………… 188
8.2 质量管理体系的基本要求 ……………………………………………………… 189
8.2.1 质量管理体系的范围 ……………………………………………………… 189
8.2.2 组织环境 …………………………………………………………………… 190
8.2.3 领导作用 …………………………………………………………………… 191
8.2.4 策划 ………………………………………………………………………… 191
8.2.5 支持 ………………………………………………………………………… 191
8.2.6 运行 ………………………………………………………………………… 192
8.2.7 绩效评价 …………………………………………………………………… 192
8.2.8 改进 ………………………………………………………………………… 193
8.3 质量管理体系的建立与实施 …………………………………………………… 193
8.3.1 基本原则 …………………………………………………………………… 193
8.3.2 主要活动 …………………………………………………………………… 194
8.3.3 质量管理体系方法 ………………………………………………………… 195
8.4 质量管理体系审核 ……………………………………………………………… 197
8.4.1 质量管理体系审核的基本概念 …………………………………………… 197
8.4.2 质量管理体系审核的实施 ………………………………………………… 199
【思考题与习题】………………………………………………………………………… 200
附 录 …………………………………………………………………………………… 201
附录 A 标准正态分布函数表 ……………………………………………………… 201
附录B GB/T 2828.1—2012抽样方案 …………………………………………… 203
附录C 中国计量基准管理办法……………………………………………………… 206
参考文献 …………………………………………………………………………………… 209

"材料计量与质量管理
王疆瑛  中国计量大学"

无