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【计量】计量基础知识...

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xuyuzheng 发布于: 2016-8-9 18:05 1919 次浏览 0 位用户参与讨论
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计量在我国已有近5千年的历史。过去,计量在我国称为"度量衡",其原义是关于长度、容量和质量的测量,其主要的计量器具是尺、斗、秤。随着社会的发展和科学技术的进步,它的概念和内容也在不断扩展和充实,远远超出"度量衡"的范畴。计量原本是物理学的一部分,或者说是物理学的一个分支,现已发展形成一门研究测量理论和实践的综合性学科--计量学。
  一、计量学及其分类
  (一)计量学的定义及研究的内容
  根据 JJG 1001-91通用计量名词及定义,计量学是有关测量知识领域的一门学科。然而它又不同于其它学科,具有双重属性,既属于自然科学,又属于社会科学。作为自然属性,它属于生产力的范畴,不是某种社会制度的产物,也不因某种社会制度的消亡而消亡;而作为社会属性,它又属于上层建筑,伴随着经济基础的发展而发展,与社会制度紧紧相连,不能脱离社会制度而单独存在。
计量学研究的内容包括:
  (l)计量单位及其基准、标准的建立、复制、保存和使用;
  (2)量值传递、计量原理、计量方法、计量不确定度以及计量器具的计量特性;
  (3)计量人员进行计量的能力;
  (4)计量法制和管理
  (5)有关计量的一切理论和实际问题。
  此外,计量学也研究物理常量、常数和标准物质、材料特性的准确测定。可以预料,随着生产和科学技术的发展,计量学的内容还会更加丰富。
  (二)计量学的分类
  计量学包括的专业很多,应用十分广泛。
  目前我国按专业把计量学划分为几何量、温度、力学、电磁学、电子、时间频率、电离辐射、光学、声学、化学(含标准物'质)等10大类。
  就学科而言,根据任务性质,计量学又可分为法制计量学、普通计量学、技术计量学、质量计量学、理论计量学等。
  国际法制计量组织(OIML)根据应用领域将计量学分为工业计量学、商业计量学、天文计量学、医用计量学等。
  当然,上述划分并不是绝对的。在实际研究和具体计量中,往往并不、也没有必要去严格区分。
  二、计量的发展及特点
  (一)计量的定义
  根据JJG 1001-91通用计量名词及定义,计量是实现单位统一和量值准确可靠的测量。从定义中可以看出,它属于测量,源于测量,而又严于一般测量,是测量的一种特定形式。
  计量与其它测量一样,是人们理论联系实际,认识自然、改造自然的方法和手段。它是科技、经济和社会发展中必不可少的一项重要的技术基础。
  计量与测试是含义完全不同的两个概念。测试是具有试验性质的测量,也可理解为测量和试验的综合。它具有探索、分析、研究和试验的特征。
  计量的对象,在相当长的历史时期内,主要是各种物理量。随着科技的进步和经济、社会的发展,计量的对象已突破了传统物理量的范畴,不仅扩展到化学量、工程量,而且扩展到生物方面的生理、心理量,甚至一些微观领域的统计计数量,如质子数、中子数、血球个数等计数量也可通过一定的物理技术手段转换成物理量来计量。因此,可以说,一切可测量的量,皆属于计量的对象。
  计量根据其对象主要可分为物理计量、化学计量、工程计量、生物计量等。
(二)计量的发展
  计量的历史渊远流长。计量的发展与社会进步联系在一起,它是人类文明的重要组成部分。
  计量的发展大体可分为3个阶段。
  1.古典阶段
  计量起源于量的概念。量的概念在人类产生的过程中就开始形成。人类从利用工具到制造工具,包含着对事物大小、多少、长短、轻重、软硬等的思维过程,逐渐产生了形与量的概念。在同自然界漫长的斗争中,人们首先学会了用感觉器官耳听、眼观、手量来进行计量。作为最高依据的"计量基准",也多用人体的某一部分,或其它天然物如动物丝毛、植物果实或乐器等。例如,我国古代的"布手知尺"、"掬手为?quot;、"取权定重"、"迈步定亩"、"滴水计时";英王亨利一世将其手臂向前平伸,从其鼻尖到指尖的距离定为"码";英王查理曼大帝以自己的脚长为标准,把它定为"英尺"等。可见,计量的古典阶段是以经验为主的初级阶段。
  我国计量工作具有悠久的历史,在计量古典阶段中为人类作出了突出的贡献。早在公元前26世纪,传说黄帝就设置了"衡、量、度、亩、数"五量。尤其在秦朝,秦始皇不仅统一了六国,主张车同轨、书同文,而且发了诏书,统一了全国度量衡,为我国古代计量史写下光辉的一页。
  2.经典阶段(近代阶段)
  从世界范围看,1875年"米制公?quot;的签订,标志着计量经典阶段的开始。这阶段的主要特征是计量摆脱了利用人体、自然物体作为"计量基准"的原始状态,进入以科学为基础的发展时期。由于科技水平的限制,这个时期的计量基准大都是经典理论指导下的宏观实物基准。例如,根据地球子午线四分之一的一千万分之一长度制成长度基准米原器;根据1立方分米的纯水在密度最大时的质量制成了质量基准千克原器等。
  这类实物基准,随着时间的推移,由于腐蚀、磨损,量值难免发生微小变化;由于原理和技术的限制,准确度也难以大幅度提高,以致不能适应日益发展的社会、经济的需要。于是不可避免地提出了建立更准确、更稳定的新型计量基准的要求。
  3. 现代阶段
  现代计量的标志是由以经典理论为基础,转为以量子理论为基础,由宏观实物基准转为微观自然基准。也就是说,现代计量以当今科学技术的最高水平,使基本单位计量基准建立在微观自然现象或物理效应的基础之上。迄今为止,国际单位制中7个SI基本单位,已有5个实现了微观自然基准,即量子基准。量子基准的稳定性和统一性为现代计量的发展奠定了坚实的基础。
  (三)计量的特点
  计量不管处于那一阶段,均与社会经济的各个部门,人民生活的各个方面有着密切的关系。随着社会的进步,经济的发展,加上计量的广泛性、社会性,必然对单位统一、量值准确可靠提出愈来愈高的要求。因此,计量必须具备以下4个特点。
  1.准确性
  准确性是计量的基本特点,是计量科学的命脉,计量技术工作的核心。它表征计量结果与被测量真值的接近程度。只有量值,而无准确程度的结果,严格来说不是计量结果。准确的量值才具有社会实用价值。所谓量值统一,说到底是指在一定准确程度上的统一。
  2.一致性
  一致性是计量学最本质的特性,计量单位统一和量值统一是计量,致性的两个方面。然而,单位统一是量值统一的重要前提。量值的一致是指在给定误差范围内的一致。计量的一致性,不仅限于国内,也适用于国际。
  3.溯源性
  为了使计量结果准确一致,任何量值都必须由同一个基准(国家基准或国际基准)传递而来。换句话说,都必须能通过连续的比较链与计量基准联系起来,这就是溯源性。因此,"溯源性"和"准确性"和"一致性"的技术归宗。尽管任何准确、一致是相对的,它与科技水平,与人的认识能力有关。但是,"溯源性"毕竟使计量科技与人们的认识相一致,使计量的"准确"与"一致"得到基本保证。否则,量值出于多源,不仅无准确一致可言,而且势必造成技术和应用上的混乱。
  4.法制性
  计量的社会性本身就要求有一定的法制来保障。不论是单位制的统一,还是基标准的建立,量值传递网的形成,检定的实施等各个环节,不仅要有技术手段,还要有严格的法制监督管理。也就是说都必须以法律法规的形式作出相应的规定。尤其是那些重要的或关系到国计民生的计量,更必须有法制保障。否则,计量的准确性、一致性就无法实现,其作用也无法发挥。
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