計(jì)量學(xué)小論文

1、I | J JF n學(xué)院:信息工程學(xué)院專業(yè):測(cè)控技術(shù)與儀器學(xué)號(hào)：1 2 0 1 1 9 0 0 1 2姓名：吉鵬飛計(jì)量科學(xué)在自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)中的作用，計(jì)量學(xué)研究對(duì)象、 內(nèi)容、基本特點(diǎn)、分類等。計(jì)量，一門(mén)歷史悠久而又永遠(yuǎn)年輕的學(xué)科。從原始社會(huì)末期，到秦始皇統(tǒng)一 全國(guó)后頒布實(shí)施的度量衡，再到當(dāng)今社會(huì)的飛速發(fā)展，計(jì)量科技的進(jìn)步已演變和 發(fā)展為力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)、無(wú)線電、放射性等多種計(jì)量學(xué)科，在工農(nóng)業(yè) 生產(chǎn)、國(guó)防建設(shè)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、國(guó)內(nèi)貿(mào)易以及人民的生活、健康、安全等各個(gè)方面 發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。人類歷史進(jìn)程證明，經(jīng)濟(jì)發(fā)展以科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為動(dòng) 力，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展則又以計(jì)量測(cè)試技術(shù)的發(fā)展為前提。

2、計(jì)量是科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)， 也是社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)。計(jì)量不僅關(guān)系到科技的進(jìn)步,也關(guān)系著企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量與 效益，關(guān)系著人們的身體健康,關(guān)系著人類與自然環(huán)境的和諧發(fā)展。應(yīng)該說(shuō)，計(jì)量 既是我國(guó)古代文明的重要基石，也是現(xiàn)代社會(huì)不可缺少的技術(shù)規(guī)范和行為準(zhǔn)則， 對(duì)于提高經(jīng)濟(jì)發(fā)展質(zhì)量、促進(jìn)社會(huì)和諧都具有重要作用。1、計(jì)量學(xué)的研究對(duì)象計(jì)量學(xué)的對(duì)象主要是物理量，但隨著科技的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，目前 計(jì)量早已突破了物理量的范圍，而逐步擴(kuò)展到工程量、化學(xué)量、生理量和心理量。 計(jì)量學(xué)所涉及的科學(xué)領(lǐng)域，也已從自然科學(xué)擴(kuò)展到社會(huì)科學(xué)。當(dāng)前普遍開(kāi)展的有 幾何量、熱學(xué)、力學(xué)、電磁學(xué)、無(wú)線電子學(xué)、時(shí)間頻率、光學(xué)、電離輻射、聲學(xué) 和

3、化學(xué)計(jì)量，即所謂的十大計(jì)量是傳統(tǒng)的計(jì)量對(duì)象。同時(shí)在一些高新領(lǐng)域（如： 生物、醫(yī)學(xué)、環(huán)保、信息、航天和軟件等專業(yè)領(lǐng)域）的計(jì)量測(cè)試也逐步開(kāi)展起來(lái)。2、計(jì)量的內(nèi)容1）計(jì)量的單位和單位制2）計(jì)量器具（測(cè)量?jī)x器）：包括建立、復(fù)現(xiàn)、維護(hù)、保存和使用計(jì)量基準(zhǔn)，計(jì)量 基準(zhǔn)和工作計(jì)量器具。3）量值傳遞和量值溯源：包括檢定、校準(zhǔn)、測(cè)試、檢驗(yàn)與檢測(cè)。傳遞是從高到 低；而溯源則是從低到高，兩者是路徑相同、方向相反的運(yùn)動(dòng)。4）物理常量、材料與物質(zhì)特性的測(cè)定。5）測(cè)量理論與數(shù)據(jù)處理、不確定度及其方法。6）計(jì)量管理、計(jì)量保證與計(jì)量監(jiān)督。其中計(jì)量器具和測(cè)量數(shù)據(jù)是對(duì)計(jì)量的定性分析和定量確認(rèn)，是進(jìn)行管理最為常用 的手段。3、計(jì)量

4、的基本特點(diǎn)1）計(jì)量的技術(shù)特性（1）一致性 一致性是計(jì)量工作的本質(zhì)，是指在計(jì)量單位統(tǒng)一的基礎(chǔ)上，無(wú)論 何時(shí)，何地，采用何種方法，使用何種計(jì)量器具，以及由何人測(cè)量，只要符合有 關(guān)要求，其測(cè)量結(jié)果就應(yīng)在允許范圍內(nèi)。也就是說(shuō)，測(cè)量結(jié)果應(yīng)該是可重復(fù)、可 復(fù)現(xiàn)、可比較的。這對(duì)現(xiàn)代化生產(chǎn)、國(guó)內(nèi)外貿(mào)易、人民生活、高科技武器系統(tǒng)研 制等都是非常重要的。（2）準(zhǔn)確性 準(zhǔn)確性是計(jì)量工作的核心，是指測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量真值的一致程 度。其實(shí)，計(jì)量的一致性是建立在計(jì)量的準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)上的。量值的準(zhǔn)確可靠， 是計(jì)量的目的和歸宿。由于實(shí)際上不存在完全無(wú)誤的測(cè)量，因此在給出測(cè)量值的 同時(shí)，必須給出測(cè)量的不確定度或允許誤差范圍，否則

5、，所進(jìn)行的測(cè)量的品質(zhì)就 無(wú)從判斷，量值也就不具備充分的社會(huì)實(shí)用價(jià)值。所謂；量值的準(zhǔn)確，是指在一 定的不確定度、誤差極限或允許誤差范圍內(nèi)的準(zhǔn)確。（3）溯源性溯源性是準(zhǔn)確性和一致性的必要條件，是指任何一個(gè)測(cè)量結(jié)果或 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的量值，都能通過(guò)一條具有規(guī)定不確定度的連續(xù)比較鏈與計(jì)量基準(zhǔn)聯(lián)系 起來(lái)，使所有的同種量值都可以按照這條比較鏈通過(guò)校準(zhǔn)向、測(cè)量的源頭追溯， 最后要溯源到同一源頭一一計(jì)量基準(zhǔn)（國(guó)家基準(zhǔn)或國(guó)際基準(zhǔn)）（4）法制性 法制性是一致性和準(zhǔn)確定的保證。為了在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)單位的 統(tǒng)一和量值的準(zhǔn)確，國(guó)家必須對(duì)統(tǒng)一使用的計(jì)量單位、復(fù)現(xiàn)單位量值的國(guó)家計(jì)量 標(biāo)準(zhǔn)以及進(jìn)行；量值傳遞的手段、方法等作出法律上

6、的規(guī)定，作為各行業(yè)共同遵 守的準(zhǔn)則，這就是計(jì)量的法制性。我國(guó)是通過(guò)政府制定的計(jì)量法律、法令來(lái)規(guī)范 和約束計(jì)量活動(dòng)和行為，各計(jì)量主管部門(mén)也就可以根據(jù)自身特點(diǎn)和實(shí)際情況，制 定相應(yīng)的條例、方法等，與國(guó)家法律、法令配套形成自己的法規(guī)體系，保證本行 業(yè)、本部門(mén)計(jì)量的一致性和準(zhǔn)確性的有效實(shí)現(xiàn)。法制性一方面體現(xiàn)在計(jì)量依法監(jiān) 督管理，即計(jì)量的法制管理，另一方面也體現(xiàn)在由法定的計(jì)量機(jī)構(gòu)出具的證書(shū)、 報(bào)告、測(cè)量結(jié)果均具有法律效力。在所有科學(xué)領(lǐng)域中只有計(jì)量學(xué)與法規(guī)、法律和 結(jié)合的如此緊密，這也是計(jì)量學(xué)的鮮明特色。（5）社會(huì)性 計(jì)量學(xué)的社會(huì)性是由現(xiàn)代計(jì)量學(xué)是一門(mén)綜合性的技術(shù)基礎(chǔ)的學(xué) 科，涉及眾多專業(yè)領(lǐng)域這一廣泛性所

7、決定的。計(jì)量與國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)、人民生活 各方面、商貿(mào)活動(dòng)各領(lǐng)域有著密切的聯(lián)系，對(duì)維護(hù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)秩序具有重要的作用。 計(jì)量的質(zhì)量是各方面產(chǎn)品、活動(dòng)的質(zhì)量的基礎(chǔ)和保障條件。2）計(jì)量的管理特性計(jì)量或計(jì)量技術(shù)的上述五個(gè)特性，也能反映出計(jì)量的管理特性，但單從計(jì)量 管理的性質(zhì)和特點(diǎn)方面看，計(jì)量管理還具有技術(shù)性、服務(wù)性、群眾性、權(quán)威性等 特點(diǎn)。綜上可見(jiàn)，計(jì)量是技術(shù)和管理的結(jié)合體，具有雙重性。計(jì)量依靠計(jì)量依靠計(jì)量技 術(shù)作為物質(zhì)基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)單位量值的統(tǒng)一，同時(shí)又依靠計(jì)量管理的監(jiān)督職能，保證 計(jì)量制度的統(tǒng)一黃河量值的準(zhǔn)確可靠。計(jì)量技術(shù)和計(jì)量管理是支撐計(jì)量的兩根支 柱，缺一不可。4、計(jì)量學(xué)的分類由于計(jì)量學(xué)研究的領(lǐng)域和應(yīng)

8、用涉及諸多方面，因此可以將計(jì)量學(xué)分為多種不 同的類別。例如：把涉及計(jì)量單位的換算、計(jì)量器具基本特性、測(cè)量數(shù)據(jù)處理等 共性問(wèn)題的內(nèi)容成為通用計(jì)量學(xué)；把涉及長(zhǎng)度、溫度、硬度等特定量具體應(yīng)用的 內(nèi)容稱為應(yīng)用計(jì)量學(xué)；把涉及自動(dòng)測(cè)量、在線測(cè)量、動(dòng)態(tài)測(cè)量等測(cè)量技術(shù)和測(cè) 量方法的內(nèi)容稱為技術(shù)計(jì)量學(xué)；把涉及量的定義和單位的實(shí)現(xiàn)、復(fù)現(xiàn)等測(cè)量理論 的內(nèi)容稱為理論計(jì)量學(xué)；把涉及計(jì)量工作中法制管理的內(nèi)容稱為法制計(jì)量學(xué)；把 涉及計(jì)量在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的作用和效益評(píng)估的內(nèi)容稱為經(jīng)濟(jì)計(jì)量學(xué)或效益計(jì)量學(xué) 等。當(dāng)前國(guó)際趨向于把計(jì)量學(xué)分為科學(xué)計(jì)量、工程計(jì)量和法制計(jì)量三類，分別概 括計(jì)量學(xué)的基礎(chǔ)、應(yīng)用和社會(huì)事業(yè)的三方面的內(nèi)容。1）科學(xué)計(jì)

9、量科學(xué)計(jì)量是指基礎(chǔ)性、探索性、先行性的計(jì)量科學(xué)研究，用最新的科學(xué)技術(shù) 成果精確地定義和實(shí)現(xiàn)計(jì)量單位，并為科技創(chuàng)新和高科技的發(fā)展提供可靠地測(cè)量 技術(shù)基礎(chǔ)?？茖W(xué)計(jì)量屬于精確科學(xué)，通常是國(guó)家計(jì)量研究機(jī)構(gòu)的主要任務(wù)，包括 計(jì)量單位與單位制的研究、計(jì)量基準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)的研制、物理常量與精密測(cè)量技術(shù)的 研究、量值溯源與量值傳遞系統(tǒng)的研究、量值比對(duì)方法與測(cè)量不確定度的研究等 等。定義單位和建立計(jì)量單位體系是科學(xué)計(jì)量的核心。2）工程計(jì)量工程計(jì)量也稱工業(yè)計(jì)量，是指各種工程、工業(yè)、交通運(yùn)輸、能源、信息等行 業(yè)中的應(yīng)用計(jì)量。例如：能源和原材料的物流和消耗計(jì)量測(cè)試，生產(chǎn)工藝流程的 監(jiān)控，產(chǎn)品質(zhì)量與性能的測(cè)試等。隨著一系列高

10、新技術(shù)的出現(xiàn)，促使若干物理量 和化學(xué)量的測(cè)量從單數(shù)測(cè)量向多參數(shù)、從靜態(tài)量向動(dòng)態(tài)量發(fā)展。計(jì)量測(cè)試技術(shù)和 工藝加工控制技術(shù)相結(jié)合，加速了在線測(cè)量和自動(dòng)控制的綜合應(yīng)用。3）法制計(jì)量國(guó)際法制計(jì)量組織把“法制計(jì)量”界定為：“由公眾權(quán)力機(jī)構(gòu)或按其要求制 定并實(shí)行的一整套法定的、技術(shù)的及行政管理的程序，其目的是用法規(guī)或合同的 方式來(lái)規(guī)定并保證與社會(huì)管理、貿(mào)易、健康、安全、環(huán)境等，有關(guān)測(cè)量工作的質(zhì) 量和可靠性”。法制計(jì)量的內(nèi)容主要有二：其一，國(guó)家政府機(jī)關(guān)通過(guò)制定、實(shí)施 計(jì)量法律、法規(guī)、規(guī)章，對(duì)一部分計(jì)量單位、測(cè)量方法、測(cè)量器具、測(cè)量數(shù)據(jù)和 測(cè)量實(shí)驗(yàn)實(shí)行法定監(jiān)督管理。其二，使用計(jì)量器具的單位，依據(jù)法規(guī)或合同規(guī)定

11、， 保證與貿(mào)易結(jié)算、安全防護(hù)、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測(cè)、資源控制、社會(huì)管理等有關(guān) 量結(jié)果的公正性和可靠性，以取得用戶的信任。二、計(jì)量科學(xué)的主要研究方法1、國(guó)際單位制在日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中，經(jīng)常要使用一些物理量來(lái)表示物質(zhì) 及其運(yùn)動(dòng)的多少、大小、強(qiáng)度等。例如，1 m布、2 kg糖、30 s等等。有了米、 千克這樣的計(jì)量單位，就能表達(dá)這些東西的數(shù)量。但是，由于世界各國(guó)、各民族 的文化發(fā)展的不同，往往會(huì)形成各自的單位制，如英國(guó)的英制、法國(guó)的米制等。 因而使得同一個(gè)物理量常用不同的單位來(lái)表示。例如，壓強(qiáng)的單位有千克/平方 厘米、磅/平方英寸、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、毫米汞柱、巴、托等多種。這樣多的單位在 換算

12、過(guò)程中很容易出現(xiàn)差錯(cuò)，這對(duì)于國(guó)際科學(xué)技術(shù)的交流和商業(yè)往來(lái)是非常不方 便的。因此，就有了實(shí)行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的必要。1960年以來(lái)，國(guó)際計(jì)量會(huì)議以米、千克、秒制為基礎(chǔ)，制定了國(guó)際單位制（簡(jiǎn) 稱SI）。國(guó)際單位制是在米制基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，于1960年第11屆國(guó)際計(jì)量大 會(huì)通過(guò)。目前已有80多個(gè)國(guó)家宣布采用國(guó)際單位制，工業(yè)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家?guī)缀?全部采用了國(guó)際單位制。1977年5月，我國(guó)國(guó)務(wù)院頒布了中華人民共和國(guó)計(jì) 量管理?xiàng)l例（試行），并在第三條中明確規(guī)定“我國(guó)的基本計(jì)量制是米制（即公 制），逐步采用國(guó)際單位制”。1981年4月，經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)頒發(fā)了中華人民共 和國(guó)計(jì)量單位名稱與符號(hào)方案（試行），要求在全國(guó)各地試

13、行。國(guó)際單位制中，SI單位分為如下兩類：基本單位導(dǎo)出單位依照科學(xué)的觀點(diǎn)，把SI單位分為兩類是有一定程度的任意性，因?yàn)閺奈锢韺W(xué) 的角度來(lái)說(shuō)，并不要求這種分法。然而，國(guó)際計(jì)量會(huì)議考慮到應(yīng)在國(guó)際關(guān)系、教 學(xué)和科學(xué)工作中使用一種具有統(tǒng)一性、實(shí)用性和世界性優(yōu)點(diǎn)的實(shí)用單位制，決定 選取7個(gè)具有嚴(yán)格定義的，在量綱上彼此獨(dú)立的單位作為國(guó)際單位制的基礎(chǔ)，這 7個(gè)SI單位稱為基本單位。SI單位的第二類是導(dǎo)出單位，即可以按照選定的代 數(shù)式由基本單位組合起來(lái)構(gòu)成的單位。由基本單位構(gòu)成的這些單位，有一些可用 專門(mén)名稱和符號(hào)代替，這些專門(mén)名稱和符號(hào)本身又可以構(gòu)成其他導(dǎo)出單位的表示 式和符號(hào)。按照通常一貫性的含義，這兩類S

14、I單位構(gòu)成了一個(gè)一貫單位體系。就是說(shuō)，按照乘除規(guī)則，相互聯(lián)系的沒(méi)有任何數(shù)字系數(shù)的單位制。這種一貫單位體系中的 單位稱為SI單位。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)指出，每個(gè)物理量只有一個(gè)SI單位，這是極為重要 的，盡管這個(gè)單位可以有不同的表示形式。然而反過(guò)來(lái)講，相同的SI單位也可 以用來(lái)表示某些不同的量。2、內(nèi)容國(guó)際單位制的基本單位量的名稱單位名稱單位符號(hào)長(zhǎng)度米m質(zhì)量（重量）千克（公斤）kg時(shí)間秒s電流安培A熱力學(xué)溫度開(kāi)爾文K物質(zhì)的量摩爾mol發(fā)光強(qiáng)度坎德拉cd表2國(guó)際單位制中具有專門(mén)名稱的導(dǎo)出單位量的名稱單位名稱單位符號(hào)其它 表示式例頻率赫茲HzgT力；重力牛頓Nkgm/s2壓力，壓強(qiáng)；應(yīng)力帕斯卡PaN/m2能量；功

15、；熱焦耳JN.m功率；輻射通量瓦特WJ/s電荷量庫(kù)侖CAs電位；電壓；電動(dòng)勢(shì)伏特VW/A電容法拉FC/V電阻歐姆QV/A電導(dǎo)西門(mén)子SA/V磁通量韋伯WbVs磁通量密度，磁感應(yīng) 強(qiáng)度特斯拉TWb/m2電感亨利HWb/A攝氏溫度攝氏度C光通量流明lmcdsr光照度勒克斯lxlm/m2放射性活度貝可勒爾Bqs-1吸收劑量戈瑞GyJ/kg劑量當(dāng)量希沃特Svj/kg2、量值傳遞與溯源量值傳遞定義：是將計(jì)量基準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的單位量值，通過(guò)計(jì)量檢定（或其他 傳遞方法），傳給下一等級(jí)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)，并依次逐級(jí)地傳遞到工作計(jì)量器具，以 保證被測(cè)對(duì)象的量值準(zhǔn)確一致，這一過(guò)程稱之為量值傳遞。特點(diǎn)：傳遞一般是上自上而下，由高等級(jí)向低等級(jí)傳遞，它體現(xiàn)了一種政府 的意志，有強(qiáng)制性的特點(diǎn)。作用：量值傳遞是統(tǒng)一計(jì)量器具量值的重要手段，是保證計(jì)量結(jié)果準(zhǔn)確可靠 的基礎(chǔ)。量值溯源定義：通過(guò)一條具有規(guī)定不確定度的不間斷的比較鏈，使測(cè)量結(jié)果 或測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的值能夠與規(guī)定的參考標(biāo)準(zhǔn)（通常是國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)或國(guó)際計(jì)量基準(zhǔn)） 聯(lián)系起來(lái)的特性，稱為量值溯源。量值溯源與量值傳遞的區(qū)