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【基础】计量的概念
2021-04-29 浏览次数:01.1 计量(liang四声)的概念与发展
1、计量定义:实现单位统一、量值准确可靠的活动。
a)我们任何测量的目的是为了获得量值,获得量值是为了某一社会需求,如体育竞技、科学实验、贸易结算、身体保健、质量控制等,因此,要求在不同时间、地点由不同的操作者用不同的仪器所确定的同一被测量的量值,应当具有可比性。只有当选择测量单位遵循统一的准则,并使所获得的量值具有必要的准确度和可靠性,才能保证这种可比性。
b)显然,这种可比性,不会由自发得到满足,必须由社会上有关机构、团体包括政府进行有组织的活动才能达到。我们把这个活动定义为计量。这种活动,包括科学技术上的、法律法规上的和行政管理上的活动。
•二、测量•1、定义:以确定量值为目的的一组操作。•a) 测量在我们日常生活中随处可见。比如用温度计测量体温、在菜场买菜用电子称称质量、用示波器测量电压值、用激光测距仪测量月球和地球之间的距离等;•b) 测量的目的是确定量值,即操作的结果中含有确定的量值,比如5.3mm,30℃等,若操作的结果是定性的,例如合格、优秀、1200个等,则该组操作不能称之为测量。•c) 测量是一组操作,或者说一套操作,意指操作的全过程,直到给出测量结果为止。即从明确定义开始,包括确定测量原理和方法、选择测量器具、环境的控制、实验操作和计算、给出测量报告等整个过程。•意义:每一件事情只有当可以测量时才能认识和控制。•从定义中可以看出,计量属于测量,源于测量,而又严于一般测量,它涉及整个测量领域,并按法律规定,对测量起着指导、监督、保证的作用。
从技术层面看,计量属于测量的范畴,属于测量的特定形式,因此,我们经常把“计量器具”也称作“测量器具”,但计量更侧重其法律性和行政性,有其重要的社会和现实意义。
三、测试
1、定义:具有试验性质的测量。
a) 试验和实验区别:实验是指对已有定义的事物进行操作,即实验就是验证已有的定论;试验是通过对事物的操作来总结或验证定义,即试验就是现在没有定论,通过这个试验总结定论。
b) 测试和测量的区别与联系:
测量的目的在于获得量值,而测试是通过测量的手段来探索、分析和研究事物的属性,最终认识事物,因此,测试是测量的扩展和外延。
•四、计量的分类•(1)按工作及社会功能分类:•科学计量:探索、先行的研究;代表计量基础•工程计量:工业企业的应用;代表计量应用•法制计量:政府强制管理。代表政府起主导作用的社会事业•(2)按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。可以按专业分类对本企业内部使用的计量器具进行统一编号(保证每件器具的编号是唯一的),以便于管理。如:PP01-201(PP代表压力、01代表车间,201流水号等),这个编号不是强制的,每个企业有不同的编号方式,原则是有利于内部管理,容易记忆。
四、计量学分类
按工作分类:科学计量、工程计量、法制计量
•五、计量的发展简史
•计量在中国历史上称为“度量衡”。即“长度、容量、重量”
•计量在历史上大体可分为原始、经典、现代三个阶段。
•一、原始阶段
•1、社会背景:农牧业和手工业时代
•2、特点:原始阶段是以权力和经验为主的初级阶段,没有或者没有充分的科学依据。作为最高依据的计量基准,多用人体的某一部分、动物的丝毛或某种能力、植物果实、乐器以及物品等。
•3、案例:
•a)我国古代的“布手知尺”、“掬手为升”等;
•b)英国的“码”,是英王亨利一世将其手臂向前平伸,从其鼻尖到指尖的距离;英尺是查理曼大帝的脚长;英亩是二牛同扼,一日翻耕土地之面积,等等。
•二、经典阶段
•1、社会背景:资产阶级革命和工业革命。
•2、标志:1875年“米制公约”的签定,可认为是经典阶段的开始;3、特点:计量基准已开始摆脱利用人体、自然物体等的原始状态,进入了以科学为基础的发展阶段。但受到科技水平的限制,这个时期的计量基准都是在经典理论指导下的宏观器具或现象。
•3、特点:计量基准已开始摆脱利用人体、自然物体等的原始状态,进入了以科学为基础的发展阶段。但受到科技水平的限制,这个时期的计量基准都是在经典理论指导下的宏观器具或现象。
•4、典型案例:米制公约的确立。
•三、现代阶段
•1、社会背景:二次世界大战后,全球经济快速发展,技术变化日新月异。
•2、标志:由经典理论为基础转为量子理论为基础,由宏观实物基准转为微观量子基准;
•3、特点:参量之间的互相渗透,检测方法与设备的光、机、电结合。
•4、典型案例 国际单位制的形成。
1.2 计量的内容与特点
•一、研究内容•计量学研究的内容包括:
•(1)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•计量的特点有:准确性、一致性、溯源性、法制性。
•(1)准确性是指测量结果与被测量真值的一致程度。所谓量值的准确性,是在一定的测量不确定度或误差极限或允许误差范围内,测量结果的准确性。(目的)
•(2)一致性是指在统一计量单位的基础上,无论在何时何地采用何种方法,使用何种计量器具,以及由何人测量,只要符合有关的要求,测量结果应在给定的区间内一致。也就是说,测量结果应是可重复、可再现(复现)、可比较的。(本质特征)
•(3)溯源性是指任何一个测量结果或测量标准的值,都能通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链,与测量基准联系起来的特性。溯源性使其准确性和一致性得到技术保证。(量值传递与溯源)
•(4)法制性是指计量必需的法制保障方面的特性。量值的准确可靠不仅依赖于科学技术手段,还要有相应的法律、法规和行政管理的保障。(保障)
1.3计量的地位与作用
•计量、标准、合格评定已成为世界经济可持续发展的三大支柱。
•合格评定:证明符合技术法规和标准而进行的第一方自我声明、第二方验收、第三方认证以及认可活动。
•是二十一世纪商贸、技术社会进步的重要工具。
•计量是科学技术的基础、经济建设的基础,是维护公平正义、保护人类身体健康的重要手段。
•准确的测量对国防、工业、社会和科学进步以及对环境、民生都具有重要意义。
•“社会要发展,计量须先行”
•一、计量是社会生产力的重要组成部分,是技术基础。•1、劳动者应该掌握计量技术;
•2、计量器具是具有特殊效用的生产资料。
•二、计量是国民经济的重要技术基础。
•1、工农业生产的耳目;
•2、国防现代化建设的先行官;
•3、安全、健康的忠诚卫士;
•4、科学研究的得力助手;
•5、社会经济生活中必不可少的工具。
•“世界计量日”
•“世界计量日”是在纪念世界《米制公约》签署125周年时由各国计量学家提议的。1875年5月20日,17个工业国家的高级外交官相聚在巴黎法国外交部的一间会议室。这不是一次普通的聚会,它签署了《米制公约》,同意使用十进制的米制计量单位,以简化国家间的贸易、结算及计量,勾画了未来世界计量的方向和框架。
•与此同时,成立了国际计量局(BIPM),负责保持米、千克单位以及现今国际单位制(SI)最重要的计量单位;还成立若干委员会和工作小组,有的存在至今,成为世界计量学界的最高技术权威。现今,已有48个国家签署了这一公约,包括了所有主要工业国家。我国于上世纪70年代末签署了《米制公约》。计量单位制已由米制发展为现今的国际单位制并被各国普遍接受。
•2000年5月20日,在纪念世界《米制公约》签署125周年之际,国际计量大会(CIPM)的官员和出席国际无线电科学联盟(URSI)在澳大利亚召开的精密电磁计量学术会议(CPEM)的计量学家在悉尼天文台集会,建议每年的5月20日为“世界计量日”(WorldMetrology Day),后由国际计量委员会(CIPM)第21届大会批准确认,规定2001年5月20日为第一个“世界计量日”。这就是“世界计量日”的来历。