计量基础知识

计量基础知识深圳市计量质量检测研究院于冀平2005年5月第一部分计量学发展概况一.计量的起源与变迁计量发展的历史是与社会的进步联系在一起的，它是人类文明的一个重要组成部分。随着生产力的发展，有了商品交换的需要，从而产生了度（长度）量（容量）衡（重量）。一.计量的起源与变迁我国古代度量衡制度布指知寸，布手知尺，舒肘为寻，迈步定亩。发现并传世的最早的尺——商代象牙尺。尺长15.78cm/15.80cm。每尺刻10寸，每寸刻10分。春秋时期的黄钟律管：集度量衡三个标准于一身。一.计量的起源与变迁我国古代度量衡制度黄钟律管长为90颗黍子，等于九寸。黄钟律管容量为1200颗黍子，等于一龠(yuè)。一龠黍子的重量为12铢。秦始皇统一度量衡（公元前221年）度制：1引=10丈=100尺=1000寸=10000分量制：1斛(hú)=10斗=100升=1000合(gě)=2000龠衡制：1石=40钧，1钧=30斤，1斤=16两，1两=24铢。(两的原意是两个黄钟律管黍子的重量)一.计量的起源与变迁我国古代度量衡制度秦始皇时期的法制计量：诏书铸在度量衡上，发放全国作为标准；每年校正一次，时间为春秋季节；明文规定度量衡允差，超差受罚。欧洲古代度量衡制度英王查理曼大帝的足长为一英尺；英王埃德加姆的拇指关节之间的长的为一英寸。一.计量的起源与变迁欧洲古代度量衡制度1790年法国工业革命推动了社会生产力和自然科学的发展。牛顿力学和热力学理论促进了力学计量和温度计量的发展；机械工业的兴起和发展促使长度计量迅速发展；欧姆定律、法拉第电磁感应定律和麦克斯韦电磁波理论的创立，开始了电磁计量。一.计量的起源与变迁欧洲古代度量衡制度早期米定义和千克定义根据十进计量制度和建立自然物为计量单位的设想，定义地球子午线长度的四千万分之一为一米（法国，1775年）；通过精确测量经过巴黎的子午线自北极到赤道长度，确定取其一千万分之一为一米（法国，1792年）；与此同时，定义在温度4℃时一立方分米的纯水质量为1千克（法国）。一.计量的起源与变迁欧洲古代度量衡制度米原器（档案局米）和千克原器（档案局千克）根据上述定义，用铂铱合金制作了米原器和千克原器，保存在法国巴黎的共和国档案局里（1799年）。米制公约1875年3月法国召开“米制外交会议”，同年5月20日正式签署了“米制公约”，设立了国际计量局用铂铱合金制作了30支米原器，选最接近档案局米尺寸的作为国际米原器。其余分发给签约国作米原器，并定期与国际米原器比对。一.计量的起源与变迁米定义的变迁经过巴黎的地球子午线自北极到赤道这一段弧长的一千万分之一。自然量标准档案米尺米的长度等于在冰点温度下米原器两端刻线间的距离。实物标准国际米原器米的长度等于86Kr原子的2p10和5d5能级之间跃迁所对应的辐射在真空中的波长的1650763.73倍。自然量标准由86Kr同位素光谱灯及专用装置所产生谱线的波长米是光在真空中在1/299792458秒的时间间隔内所行进的路程长度。基本物理常数由五种激光辐射或两类同位素光谱灯辐射所产生谱线的波长一.计量的起源与变迁米制在中国由于米制的构成比较科学，很快就为大部分国家所接受并相继采用。直到19世纪中叶清朝末期，米制正式传入我国，在此之前基本上采用秦制。由于旧中国一直处于各帝国主义的控制之下，各种计量制度混用，无法统一，严重阻碍了米制的推广。我国近代的计量管理仅限于度量衡范围，一直落后于世界先进国家。一.计量的起源与变迁米制在中国新中国的计量工作最早始于50年代初期的军工计量。1954年设立国家计量局，1955年成立国家计量科学研究院。1959年国务院颁布命令，确定米制为我国基本计量制度。1977年5月20日我国正式加入国际米制公约组织。1985年9月6日全国人大六届十二次会议通过了《中华人民共和国计量法》。二.计量学的研究领域计量学定义：计量学是关于测量的科学。计量学分类:科学计量：基础性、探索性、先行性的计量科学研究。提供可靠的计量基础。工程计量：各种工程、工业、企业中的实用计量。国家工业竞争力的重要组成部分。法制计量：由政府或其授权机构进行强制管理的计量。法制、技术和行政管理的需要。二.计量学的研究领域计量学的研究对象:计量是实现单位统一、量值可靠的活动。传统的十大计量：几何量、温度、力学、电磁、无线电、时间频率、电离辐射、光学、声学、化学。计量新领域：生物、医学、环保、信息、航天、软件等。二.计量学的研究领域计量的特点准确性：基本特点，计量技术工作的核心。以误差、不确定度为考核指标，反映计量结果与真值的接近程度。一致性：本质特性，以统一计量单位为基础。在重复性条件下或复现性条件下测量结果在给定区间内一致。溯源性：准确性和一致性的技术保证。任何一个测量结果或计量标准的值，都能通过一条具有规定不确定度的连续比较链，与计量基准联系起来。法制性：来自于计量的社会性。对国计民生有明显影响，涉及公众利益和可持续发展或需要特殊信任的领域，必须由政府主导建立法制保障。二.计量学的研究领域计量的研究内容计量单位与单位制计量器具：计量基、标准和工作计量器具量值传递与量值溯源物理常量、材料与物质特性的测定不确定度、数据处理与测量理论及其方法计量管理三.计量组织机构国际计量机构与组织米制公约组织及其机构国际计量大会(SGPM)：米制公约组织的最高权力机构，每4年在巴黎召开一次会议。国际计量委员会(CIPM)：受国际计量大会领导，至少每两年集会一次。国际计量局(BIPM)：在国际计量委员会的领导与监督下工作，是计量科学研究的国际中心。咨询委员会(CC.)：是国际计量委员会下属机构。共设9个咨询委员会。三.计量组织机构国际法制计量组织(OIML)及其机构1955年10月成立，总部设在巴黎。我国于1985年2月加入。设国际法制计量委员会(CIML)和国际法制计量局(BIML)。BIML设秘书处和18个技术委员会(TC)。主要任务：制定计量器具及其使用的法律、法规和检定规程；确定法制计量的一般原则；规定计量器具应具有的计量特性及质量，并推荐各国采用等。OIML国际建议：真对某种计量器具由国际法制计量大会正式批准公布的推荐性技术法规，其内容包括计量要求、技术要求、法制管理要求，以及检测方法、所用设备和检测报告格式的要求等。成员国有义务执行国际建议。三.计量组织机构国际计量技术联合会(IMEKO)1958年成立，非政府间的国际计量学术组织。主要从事计量技术与仪器制造技术的交流，下设17个技术委员会(TC)。中国计量测试学会1979年加入该组织。亚洲和太平洋地区计量规划组织(APMP)1977年成立，区域性松散民间计量组织。加强本地区各国之间的计量合作。目前参加该组织的共有19个国家（包括中国）和地区的计量机构。三.计量组织机构国内计量管理体系计量行政管理部门国家质量监督检验检疫总局：组织研究、建立和审批计量基、标准；推行国家法定计量单位；组织起草、审批、颁布各项国家计量检定系统表、检定规程及其他计量法规；指导和协调各部门和地区的计量工作，对省、自治区和直辖市的质量技术监督局实行业务领导。省(自治区、直辖市)政府计量行政部门：省质量技术监督局为同级人民政府的工作部门，接受总局的直接领导，对省以下计量行政部门实行垂直管理。负责履行计量法律法规赋予的权利和义务。（规划、地方计量技术法规制定、建标、量传、监督、培训等）三.计量组织机构计量行政管理部门深圳市政府计量行政部门：市质量技术监督局为同级人民政府的工作部门，接受总局和省局的领导，对各区计量行政部门（分局）实行垂直管理。负责履行计量法律法规赋予的权利和义务。（规划、地方计量技术法规制定、建标、量传、监督、培训等）三.计量组织机构法定计量技术机构国家级中国计量科学研究院：1955年成立，国家最高计量科学研究中心和法定计量机构。国家现有的139种190项计量基准和副基准中，计量院研究、保存了120种。中国测试技术研究院：原国家级计量测试机构，前身为中国计量院成都分院。体制改革后划归四川省。有较强的计量检测能力和计量仪器研发能力。三.计量组织机构法定计量技术机构国家计量测试中心：按区域划分，在省级计量院（所）设立了七个国家计量测试中心。分别是东北（沈阳）、西北（西安）、华北（北京）、西南（成都）、中南（武汉）、华东（上海）、华南（广州）。省级计量院（所）深圳市计量质量检测研究院（国家总局深圳计量检定站）：国家总局设立的唯一一个综合计量检定站，唯一一个授权对境外开展计量检定的法定计量机构。三.计量组织机构法定计量技术机构国家专业计量站：国家授权的有关行业和部门建立的专业计量站共17个。地市级计量所县计量所各级计量行政主管部门授权的专业计量站或工厂计量室。三.计量组织机构量值传递与溯源量值传递——通过对计量器具的检定或校准，将国家基准所复现的计量单位量值通过计量标准传递到工作计量器具，以保证对被测对象量值的准确一致。量值溯源——通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链，使测量结果或测量标准的值能够与规定的参考标准，通常是与国家测量标准或国际测量标准联系起来的特性。三.计量组织机构量值溯源的方式用实物标准进行检定或校准发放标准物质实验室之间的比对或能力验证计量保证方案（MAP）国家计量检定系统表（溯源图）将国家基准到工作计量器具间的量值关系用图表的方式反映出来内容包括：测量设备或基、标准的名称；测量范围；准确度等级、测量不确定读或最大允许误差；比较方法或手段。第二部分计量法规及计量常识简介一.计量法规简介《计量法》是国家管理计量工作的基本法律，是实施计量监督管理的最高准则。《计量法》共6章，35条。其它相关计量法规和规章均依据《计量法》制定。立法宗旨加强计量监督管理，保障国家计量单位制的统一和量值的准确可靠，有利于生产、贸易和科学技术的发展，适应社会主义现代化建设的需要，维护国家、人民的利益。一.计量法规简介立法原则统一立法，区别管理。适用范围境内所有机关、团体、军队、单位和个人，凡使用计量单位，建立基、标准，进行计量检定，制造、修理、销售、使用计量器具和进口计量器具，开展计量认证，实行仲裁检定和调解计量纠纷，进行计量监督管理方面所发生的各种法律关系。一.计量法规简介法定计量单位我国采用国际单位制。国际单位制计量单位和国家选定的其它计量单位为国家法定计量单位。计量基准国家计量基准是统一国家量值的最高依据。计量标准县级以上政府计量行政部门，根据本地区需要建立区域内社会公用计量标准。社会公用计量标准是统一本地区量值的依据，其数具有权威性和法律效力。企事业单位根据需要，可以建立本单位使用的计量标准。一.计量法规简介强制检定必须定期定地点由法定计量机构进行检定的计量标准或工作计量器具，其范围：社会公用计量标准器具；部门和企事业单位使用的最高计量器具；用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测等方面的列入强检目录的工作计量器具。国家计量检定系统表和检定规程法定性的计量技术文件。计量检定的法定依据。一.计量法规简介制造、维修计量器具许可证制造和修理计量器具，属许可证管理项目。进口计量器具，须向省级以上政府计量部门申请检定，且由其指定的检定机构检定合格后，方可销售。法定计量检定机构县以上政府计量部门根据需要设立或授权的计量检定机构。执行强检和其他检定、测试任务。被授权的人员须由授权单位考核合格。一.计量法规简介计量纠纷的处理因准确度引起的纠纷，以国家基准器具或社会公用计量标准器检定的数据为准。县以上政府计量部门负责纠纷的调解和仲裁检定。违反计量法应承担的法律责任没收违法所得，并处罚款。一.计量法规简介计量法规和规章制定计量管理法规：国务院和有立法权的地方人大为实施计量法制定颁布的各种条例、规定或办法。计量管理规