计量的发展历史

第二章计量的基础知识第一节世界计量的发展阶段一、古典阶段二、经典阶段三、现代阶段一、古典阶段1、社会背景：农牧业和手工业时代2、特点：古典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。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。典型案例：米制公约的确立。1775年，法国创立了一种新的计量单位制，它以地球子午线长度的四千万分之一作为长度单位，定名为“米突”；以1立方分米的纯水在4℃时的重量（质量）作为重量（质量）单位，定名为“千克”；以米的十分之一长度的立方作为容量的单位，定名为“立特”。这种制度是十进位制，完全以“米”为基础，因此得名为“米制”1799年，法国政府根据科学家实地测定敦刻尔克到巴塞罗那之间的地球子午线的弧长和给定体积纯水的重量结果，制成了铂基准米尺和铂基准千克，我们称之为“档案米”和“档案千克”，保存在法国巴黎档案局。米制公约1875年法国政府召开了“米制外交会议”，有20个国家派了政府代表和科学家出席。5月20日正式签署了“米制公约”，公认米制为国际通用的计量单位制。1889年，国际计量局完成了“米”和“千克”原器的制造，同年在巴黎召开了第一届国际计量大会，从所制的米尺和砝码中，选出了作为统一国际长度和质量单位量值的米尺和砝码，称为“国际原器”，由国际计量局保存。大会还批准将其余的米尺和砝码发给米制公约签字国，作为各国的最高计量基准。各国的基准器具定期与国际计量局的国际原器比对，以保证其量值一致。米制公约1875年法国政府召开了“米制外交会议”，有20个国家派了政府代表和科学家出席。5月20日正式签署了“米制公约”，公认米制为国际通用的计量单位制。1889年，国际计量局完成了“米”和“千克”原器的制造，同年在巴黎召开了第一届国际计量大会，从所制的米尺和砝码中，选出了作为统一国际长度和质量单位量值的米尺和砝码，称为“国际原器”，由国际计量局保存。大会还批准将其余的米尺和砝码发给米制公约签字国，作为各国的最高计量基准。各国的基准器具定期与国际计量局的国际原器比对，以保证其量值一致。米制公约米制单位的扩充。根据两通电导线之间产生的作用力而定义的电流单位安培；根据地球围绕太阳的转动周期而确定的时间单位秒。它们形成了一种基于所谓自然不变的米制，并成为国际单位制的基础。米制单位的改进。1892年，美籍德裔科学家阿尔伯特·迈克尔逊第一次用镉红外波长以干涉法测量了国际米原器，它的精度比法国的档案米原器的精度提高了一百倍，干涉仪的使用使长度计量得到了一大突破，大大促进了计量科学的发展，从而结束了国际间使用了70多年的长度实物基准。米制单位制的延伸。随着科学技术和工业的发展，人们在各个领域又先后制定了一些以米制为基础的单位制，例如：物理学中厘米克秒制；工程技术的米千克秒制和米千克力秒制；电磁学中静电制，高斯制等。米制公约三、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。1948年，第九届国际计量大会责成国际计量委员会制定一种所有“米制公约”签署国都能接受的实用计量单位制。将来安培列入。1954年，第十届国际计量大会根据决定采用米(m)、千克(kg)，秒(s)，安培(A)，开尔文(K)和坎德拉(cd)六个单位为建立新单位制的基本单位。1956年，国际计量委员会把上述六个基本单位作为基础的单位制称为“国际单位制”。1960年第十一届国际计量大会正式定名为“国际单位制”，符号为“SI”。国际单位制SI形成1971年，第十四届国际计量大会将物质的量的单位摩尔(mol)增列为国际单位制的第七个基本单位。随后的几次计量大会陆续给21个导出单位予专门名称，将十进倍数词头表示的因素从10-18～1018扩展到10-24～10241978年国际标准化组织先后了与SI有关的国家标准，使得SI能够在国际上广泛应用。国际单位制SI形成第二节我国计量的发展阶段一、古代时期计量在我国早期称为度量衡，根据我国史书记载，在古代，人们最初判断长短、大小、轻重时，是靠自己的眼、手等感觉器官，然后发展到以身体的某一部分作为标准。随着手工业与农业的分离，商品生产和交换的进一步发展，商品的品种和数量越来越多，质量也发生了很大的变化，人们对交换商品用的计量器具的准确度越来越高，于是，早期的度量衡器具就随着人类的需要而产生了。在奴隶社会和封建社会时期，度量衡有了较快的发展。最早发现的商代象牙尺豆1、商代时期2、春秋战国时期1）春秋战国时期，各国的度量衡器具都有发展，但量值不统一，单位的大小和名称不一致，比如：秦国的量器名称为升、斗、桶，齐国叫豆、区、斧、钟等；秦国的1升合今200毫升，楚国的1升合今220毫升；2）单位量值标准器----黄钟律管我国古代未曾把度量衡列为专门的学科，而多随音律、历算学并存，尤其与音律学互为参证，成为中国古代度量衡史的一大特点。根据《汉书·律历志上》，黄钟律管如果以大小适中且相等的黍子进行测量，其长度应该等于九十粒黍子并列的长度，官内应该正好容纳黍子一千二百粒。古代度量衡的标准即由此产生。度的标准：每粒黍子的长度为一分，十分为一寸，十寸为一尺，十尺为一丈，十丈为一引。量的标准：以井水注满黄钟管。井水的容量为一龠，十龠为一合，十合为一升，十升为一斗，十斗为一斛。衡的标准：一千二百粒黍子，其重量规定为十二铢，二十四铢为一两，十六两为一斤，三十斤为一钧，四钧为一石。特点：①用频率进行校准；②一个实物，可实现长度、容量和质量3个量的单位量值。黄钟律管3、秦始皇时代在中国首次实现了统一文字、统一货币、统一度量衡；以40字诏书的形式发布了最高法令，是我国计量管理史上的一件大事，标志着计量管理开始了法制管理；首次明确了检定制度1）周期：1年；2）环境温度：春分、秋分（温度变化小）；3）规定了误差和等级划分；4）违反法令的惩罚措施。3、汉代汉承秦制，刘邦令张仓“定度量衡程式”：度制：1引=10丈，1丈=10尺，1尺=10寸，1寸=10分；量制：1斛=10斗，1斗=10升，1升=10合；衡制：1石=4钧，1钧=30斤，1斤=16两。汉代是度量衡发展的兴盛时期，有许多成就：①发明了活动卡尺，是历史上最早的卡尺，可以测量外径和凹孔深度。②历史上著名的新莽铜嘉量就是西汉末年王莽称帝时制作的。（下图）新莽铜嘉量包括了五个容量单位，将斛、斗、升、合、龠；上为斛，下为斗，左耳为升，右耳上为合，下为龠。一器可以计量五量。新莽铜嘉量既可作容量标准，也可作衡重标准，还可导出尺度标准，度、量、衡三项统一于一器，誉为旷世瑰宝。现藏台湾省博物馆。新莽铜嘉量4、三国东汉时代三国出现了最早使用的提系杆秤，一直使用至今。记里鼓车是利用车轮带动大小不同的一组齿轮，使车轮走满一里时，其中一个齿轮刚好转动一圈，该轮轴拨动车上木人打鼓或击钟，报告行程。记里鼓车5、隋唐时代公元653年颁布的《唐律疏仪》首次明确了如下：1）度量衡的国家行政管理部门：大府寺2）检定人员不按照规则操作的处罚；3）私自制作度量衡在市场上使用的处罚；4）违章使用度量衡称量国家财物的处罚；5）使用未经过官方认可的合格的度量衡的处罚；6）度量衡监督人员失职的处罚。6、宋朝1）称量小、分度精、称量准确的戥称。2）地方官吏（如宁国府）开始自置地方量器有四种，均比国家规定的标准量器大。通过使用这些大斛大斗，一年就多征农民地租粮食29.9万石之多。7、明朝明朝对度量衡器具管理非常严格，所有器具由中央统一制造，然后由各省、府、州逐级依样制造，校准合格，印烙后颁发使用。禁止私人制造度量衡器。据统计，明朝从洪武元年到嘉靖15年近200年中，共颁布有关度量衡法令17次。8、清朝1）制作了规范的标准器。清朝前期，康熙亲自制作了营造尺，又以营造尺的尺度导出容量标准“漕斛”，营造尺的立方寸金属个为衡重基准“库平”2）制定了一套严格的度量衡管理制度。二、近代时期1840年鸦片战争后，随着帝国主义入侵中国，外国度量衡制纷纷传入，如英制、法制、德制等，各国所附通商章程规定，以本国的度量衡制度为标准折合中国制，或为互相换算标准，即所谓海关权度制，是我国的计量事业发展遭受严重的打击。清朝末年，因祖器丢失，复制营造尺很困难，清朝政府请国际计量局制造营造尺的原器及副原器作为国内营造尺最高基准。宣统元年（1909年）营造尺的铂铱合金原器和镍铜合金的副原器由国际计量局制成，校准后发该证书，并送到我国，这样才与国际计量局有了正式联系。1915年1月，中华民国北洋政府大总统公布《权度法》，同时决定推行“米制”和“营造尺库平两制”两制，把米制叫做乙制，中文名称用“公”冠在旧名上。即公尺、公斤、公升等。1930年10月，南京国民政府成立了全国度量衡局（1947年改为中央标准局），统一管理全国的度量衡工作，局内设立了度量衡检定人员养成所和度量衡制造所。随后又相继公布了《度量衡法》、《度量衡法实施细则》等三十多个法规。三、现代时期1、统一计量单位制工作取得了很大的成绩1955年1月国务院设立了国家计量局，负责主管全国的计量工作；1959年6月，国务院发布了《关于统一我国计量单位制的命令》，确定以“米制”为我国的基本计量制度，在全国范围内推广米制；1977年5月，国务院颁布了《中华人民共和国计量管理条例（试行）》，逐步采用世界通用的“国际单位制”；1984年2月，国务院颁布《关于在我国统一实行法定计量单位的命令》，正式确定了以国际单位制为基础制订的我国法定计量单位；1985年正式颁布的《中华人民共和国计量法》规定了在我国实行我国法定计量单位。2、建立完善的全国量值传递体系法定计量检定机构：目前，全国共有法定计量检定机构３个、省级的３６个、地级的４７６个、县级的２２４５个，政府授权的专业计量站２５９２个；国家计量基、标准器具：目前全国共有计量基准177项，社会公用计量标准39606项;积极组织开展国际间比对工作，提高我国技术水平：目前，我国已与４０多个国家和地区开展了交流与合作，与１７个国家或地区签署了合作协议。3、基本形成了适应市场发展的计量法规体系法律法规：已形成一套以《计量法》为核心的法律、法规体系，主要包括一部《计量法》、8个国家计量法规、２２个国家计量规章、２３个地方计量法规和7个地方计量规章；技术法规：93个国家计量检定系统表，848个国家计量检定规程，158个国家计量技术规范，1549个部门、地方计量检定规程。4、指导、帮助企业建立计量检测体系在计划经济体制下，国家先后制定下发的《加强企业计量工作的若干意见》和《关于加强中小企业计量工作的意见》，对企业的计量工作提出明确的要求；随着市场经济的不断推进，以企业自愿为原则，为了帮助、引导企业完善计量检测体系，提高产品质量，2003年12月26日，国家质检总局批准了《计量检测体系确认规范》；加强计量器具生产企业的监督、管理。国家先后颁布了《制造、修理计量器具许可证监督管理办法》、《制造、修理计量器具许可证考核规范》、《制造、修理计量器具许可证考评员培训、考核、聘任规定》等；为了保证人民群众的日常消费，２００１年下发的《定量包装商品生产企业计量保证能力评价规定》，决定在三大类１３种定量包装商品中开展推行“Ｃ”标志。