計量學(xué)小論文

1、I | J JF n學(xué)院:信息工程學(xué)院專業(yè):測控技術(shù)與儀器學(xué)號：1 2 0 1 1 9 0 0 1 2姓名：吉鵬飛計量科學(xué)在自然科學(xué)和社會科學(xué)中的作用，計量學(xué)研究對象、 內(nèi)容、基本特點、分類等。計量，一門歷史悠久而又永遠年輕的學(xué)科。從原始社會末期，到秦始皇統(tǒng)一 全國后頒布實施的度量衡，再到當(dāng)今社會的飛速發(fā)展，計量科技的進步已演變和 發(fā)展為力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)、無線電、放射性等多種計量學(xué)科，在工農(nóng)業(yè) 生產(chǎn)、國防建設(shè)、科學(xué)實驗、國內(nèi)貿(mào)易以及人民的生活、健康、安全等各個方面 發(fā)揮著越來越重要的作用。人類歷史進程證明，經(jīng)濟發(fā)展以科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為動 力，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展則又以計量測試技術(shù)的發(fā)展為前提。

2、計量是科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)， 也是社會發(fā)展的基礎(chǔ)。計量不僅關(guān)系到科技的進步,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，計量 既是我國古代文明的重要基石，也是現(xiàn)代社會不可缺少的技術(shù)規(guī)范和行為準則， 對于提高經(jīng)濟發(fā)展質(zhì)量、促進社會和諧都具有重要作用。1、計量學(xué)的研究對象計量學(xué)的對象主要是物理量，但隨著科技的進步、經(jīng)濟和社會的發(fā)展，目前 計量早已突破了物理量的范圍，而逐步擴展到工程量、化學(xué)量、生理量和心理量。 計量學(xué)所涉及的科學(xué)領(lǐng)域，也已從自然科學(xué)擴展到社會科學(xué)。當(dāng)前普遍開展的有 幾何量、熱學(xué)、力學(xué)、電磁學(xué)、無線電子學(xué)、時間頻率、光學(xué)、電離輻射、聲學(xué) 和

3、化學(xué)計量，即所謂的十大計量是傳統(tǒng)的計量對象。同時在一些高新領(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）的計量測試也逐步開展起來。2、計量的內(nèi)容1）計量的單位和單位制2）計量器具（測量儀器）：包括建立、復(fù)現(xiàn)、維護、保存和使用計量基準，計量 基準和工作計量器具。3）量值傳遞和量值溯源：包括檢定、校準、測試、檢驗與檢測。傳遞是從高到 低；而溯源則是從低到高，兩者是路徑相同、方向相反的運動。4）物理常量、材料與物質(zhì)特性的測定。5）測量理論與數(shù)據(jù)處理、不確定度及其方法。6）計量管理、計量保證與計量監(jiān)督。其中計量器具和測量數(shù)據(jù)是對計量的定性分析和定量確認，是進行管理最為常用 的手段。3、計量

4、的基本特點1）計量的技術(shù)特性（1）一致性 一致性是計量工作的本質(zhì)，是指在計量單位統(tǒng)一的基礎(chǔ)上，無論 何時，何地，采用何種方法，使用何種計量器具，以及由何人測量，只要符合有 關(guān)要求，其測量結(jié)果就應(yīng)在允許范圍內(nèi)。也就是說，測量結(jié)果應(yīng)該是可重復(fù)、可 復(fù)現(xiàn)、可比較的。這對現(xiàn)代化生產(chǎn)、國內(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）準確性 準確性是計量工作的核心，是指測量結(jié)果與被測量真值的一致程 度。其實，計量的一致性是建立在計量的準確性的基礎(chǔ)上的。量值的準確可靠， 是計量的目的和歸宿。由于實際上不存在完全無誤的測量，因此在給出測量值的 同時，必須給出測量的不確定度或允許誤差范圍，否則

5、，所進行的測量的品質(zhì)就 無從判斷，量值也就不具備充分的社會實用價值。所謂；量值的準確，是指在一 定的不確定度、誤差極限或允許誤差范圍內(nèi)的準確。（3）溯源性溯源性是準確性和一致性的必要條件，是指任何一個測量結(jié)果或 計量標準的量值，都能通過一條具有規(guī)定不確定度的連續(xù)比較鏈與計量基準聯(lián)系 起來，使所有的同種量值都可以按照這條比較鏈通過校準向、測量的源頭追溯， 最后要溯源到同一源頭一一計量基準（國家基準或國際基準）（4）法制性 法制性是一致性和準確定的保證。為了在全國范圍內(nèi)實現(xiàn)單位的 統(tǒng)一和量值的準確，國家必須對統(tǒng)一使用的計量單位、復(fù)現(xiàn)單位量值的國家計量 標準以及進行；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 守的準則，這就是計量的法制性。我國是通過政府制定的計量法律、法令來規(guī)范 和約束計量活動和行為，各計量主管部門也就可以根據(jù)自身特點和實際情況，制 定相應(yīng)的條例、方法等，與國家法律、法令配套形成自己的法規(guī)體系，保證本行 業(yè)、本部門計量的一致性和準確性的有效實現(xiàn)。法制性一方面體現(xiàn)在計量依法監(jiān) 督管理，即計量的法制管理，另一方面也體現(xiàn)在由法定的計量機構(gòu)出具的證書、 報告、測量結(jié)果均具有法律效力。在所有科學(xué)領(lǐng)域中只有計量學(xué)與法規(guī)、法律和 結(jié)合的如此緊密，這也是計量學(xué)的鮮明特色。（5）社會性 計量學(xué)的社會性是由現(xiàn)代計量學(xué)是一門綜合性的技術(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。計量與國民經(jīng)濟各部門、人民生活 各方面、商貿(mào)活動各領(lǐng)域有著密切的聯(lián)系，對維護社會經(jīng)濟秩序具有重要的作用。 計量的質(zhì)量是各方面產(chǎn)品、活動的質(zhì)量的基礎(chǔ)和保障條件。2）計量的管理特性計量或計量技術(shù)的上述五個特性，也能反映出計量的管理特性，但單從計量 管理的性質(zhì)和特點方面看，計量管理還具有技術(shù)性、服務(wù)性、群眾性、權(quán)威性等 特點。綜上可見，計量是技術(shù)和管理的結(jié)合體，具有雙重性。計量依靠計量依靠計量技 術(shù)作為物質(zhì)基礎(chǔ)，實現(xiàn)單位量值的統(tǒng)一，同時又依靠計量管理的監(jiān)督職能，保證 計量制度的統(tǒng)一黃河量值的準確可靠。計量技術(shù)和計量管理是支撐計量的兩根支 柱，缺一不可。4、計量學(xué)的分類由于計量學(xué)研究的領(lǐng)域和應(yīng)

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

9、量科學(xué)計量是指基礎(chǔ)性、探索性、先行性的計量科學(xué)研究，用最新的科學(xué)技術(shù) 成果精確地定義和實現(xiàn)計量單位，并為科技創(chuàng)新和高科技的發(fā)展提供可靠地測量 技術(shù)基礎(chǔ)?？茖W(xué)計量屬于精確科學(xué)，通常是國家計量研究機構(gòu)的主要任務(wù)，包括 計量單位與單位制的研究、計量基準與標準的研制、物理常量與精密測量技術(shù)的 研究、量值溯源與量值傳遞系統(tǒng)的研究、量值比對方法與測量不確定度的研究等 等。定義單位和建立計量單位體系是科學(xué)計量的核心。2）工程計量工程計量也稱工業(yè)計量，是指各種工程、工業(yè)、交通運輸、能源、信息等行 業(yè)中的應(yīng)用計量。例如：能源和原材料的物流和消耗計量測試，生產(chǎn)工藝流程的 監(jiān)控，產(chǎn)品質(zhì)量與性能的測試等。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)量的測量從單數(shù)測量向多參數(shù)、從靜態(tài)量向動態(tài)量發(fā)展。計量測試技術(shù)和 工藝加工控制技術(shù)相結(jié)合，加速了在線測量和自動控制的綜合應(yīng)用。3）法制計量國際法制計量組織把“法制計量”界定為：“由公眾權(quán)力機構(gòu)或按其要求制 定并實行的一整套法定的、技術(shù)的及行政管理的程序，其目的是用法規(guī)或合同的 方式來規(guī)定并保證與社會管理、貿(mào)易、健康、安全、環(huán)境等，有關(guān)測量工作的質(zhì) 量和可靠性”。法制計量的內(nèi)容主要有二：其一，國家政府機關(guān)通過制定、實施 計量法律、法規(guī)、規(guī)章，對一部分計量單位、測量方法、測量器具、測量數(shù)據(jù)和 測量實驗實行法定監(jiān)督管理。其二，使用計量器具的單位，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、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測、資源控制、社會管理等有關(guān) 量結(jié)果的公正性和可靠性，以取得用戶的信任。二、計量科學(xué)的主要研究方法1、國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表示物質(zhì) 及其運動的多少、大小、強度等。例如，1 m布、2 kg糖、30 s等等。有了米、 千克這樣的計量單位，就能表達這些東西的數(shù)量。但是，由于世界各國、各民族 的文化發(fā)展的不同，往往會形成各自的單位制，如英國的英制、法國的米制等。 因而使得同一個物理量常用不同的單位來表示。例如，壓強的單位有千克/平方 厘米、磅/平方英寸、標準大氣壓、毫米汞柱、巴、托等多種。這樣多的單位在 換算

12、過程中很容易出現(xiàn)差錯，這對于國際科學(xué)技術(shù)的交流和商業(yè)往來是非常不方 便的。因此，就有了實行統(tǒng)一標準的必要。1960年以來，國際計量會議以米、千克、秒制為基礎(chǔ)，制定了國際單位制（簡 稱SI）。國際單位制是在米制基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，于1960年第11屆國際計量大 會通過。目前已有80多個國家宣布采用國際單位制，工業(yè)比較發(fā)達的國家?guī)缀?全部采用了國際單位制。1977年5月，我國國務(wù)院頒布了中華人民共和國計 量管理條例（試行），并在第三條中明確規(guī)定“我國的基本計量制是米制（即公 制），逐步采用國際單位制”。1981年4月，經(jīng)國務(wù)院批準頒發(fā)了中華人民共 和國計量單位名稱與符號方案（試行），要求在全國各地試

13、行。國際單位制中，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，把SI單位分為兩類是有一定程度的任意性，因為從物理學(xué) 的角度來說，并不要求這種分法。然而，國際計量會議考慮到應(yīng)在國際關(guān)系、教 學(xué)和科學(xué)工作中使用一種具有統(tǒng)一性、實用性和世界性優(yōu)點的實用單位制，決定 選取7個具有嚴格定義的，在量綱上彼此獨立的單位作為國際單位制的基礎(chǔ)，這 7個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 專門名稱和符號代替，這些專門名稱和符號本身又可以構(gòu)成其他導(dǎo)出單位的表示 式和符號。按照通常一貫性的含義，這兩類S

14、I單位構(gòu)成了一個一貫單位體系。就是說，按照乘除規(guī)則，相互聯(lián)系的沒有任何數(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)該強調(diào)指出，每個物理量只有一個SI單位，這是極為重要 的，盡管這個單位可以有不同的表示形式。然而反過來講，相同的SI單位也可 以用來表示某些不同的量。2、內(nèi)容國際單位制的基本單位量的名稱單位名稱單位符號長度米m質(zhì)量（重量）千克（公斤）kg時間秒s電流安培A熱力學(xué)溫度開爾文K物質(zhì)的量摩爾mol發(fā)光強度坎德拉cd表2國際單位制中具有專門名稱的導(dǎo)出單位量的名稱單位名稱單位符號其它 表示式例頻率赫茲HzgT力；重力牛頓Nkgm/s2壓力，壓強；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電荷量庫侖CAs電位；電壓；電動勢伏特VW/A電容法拉FC/V電阻歐姆QV/A電導(dǎo)西門子SA/V磁通量韋伯WbVs磁通量密度，磁感應(yīng) 強度特斯拉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：是將計量基準所復(fù)現(xiàn)的單位量值，通過計量檢定（或其他 傳遞方法），傳給下一等級的計量標準，并依次逐級地傳遞到工作計量器具，以 保證被測對象的量值準確一致，這一過程稱之為量值傳遞。特點：傳遞一般是上自上而下，由高等級向低等級傳遞，它體現(xiàn)了一種政府 的意志，有強制性的特點。作用：量值傳遞是統(tǒng)一計量器具量值的重要手段，是保證計量結(jié)果準確可靠 的基礎(chǔ)。量值溯源定義：通過一條具有規(guī)定不確定度的不間斷的比較鏈，使測量結(jié)果 或測量標準的值能夠與規(guī)定的參考標準（通常是國家計量基準或國際計量基準） 聯(lián)系起來的特性，稱為量值溯源。量值溯源與量值傳遞的區(qū)