計量基礎知識-概述

計量在我國已有近5千年的歷史。過去，計量在我國稱為"度量衡"，其原義是關于長度、容量和質量的測量，其主要的計量器具是尺、斗、秤。隨著社會的發展和科學技術的進步，它的概念和內容也在不斷擴展和充實，遠遠超出"度量衡"的范疇。計量原本是物理學的一部分，或者說是物理學的一個分支，現已發展形成一門研究測量理論和實踐的綜合性學科--計量學。
　　 一、計量學及其分類
　　（一）計量學的定義及研究的內容
　　根據 JJG 1001-91通用計量名詞及定義，計量學是有關測量知識領域的一門學科。然而它又不同于其它學科，具有雙重屬性，既屬于自然科學，又屬于社會科學。作為自然屬性，它屬于生產力的范疇，不是某種社會制度的產物，也不因某種社會制度的消亡而消亡；而作為社會屬性，它又屬于上層建筑，伴隨著經濟基礎的發展而發展，與社會制度緊緊相連，不能脫離社會制度而單獨存在。
　　計量學研究的內容包括：
　　（l）計量單位及其基準、標準的建立、復制、保存和使用；
　　（2）量值傳遞、計量原理、計量方法、計量不確定度以及計量器具的計量特性；
　　（3）計量人員進行計量的能力；
　　（4）計量法制和管理；
　　（5）有關計量的一切理論和實際問題。
　　此外，計量學也研究物理常量、常數和標準物質、材料特性的準確測定。可以預料，隨著生產和科學技術的發展，計量學的內容還會更加豐富。
　　（二）計量學的分類
　　計量學包括的專業很多，應用十分廣泛。
　　目前我國按專業把計量學劃分為幾何量、溫度、力學、電磁學、電子、時間頻率、電離輻射、光學、聲學、化學（含標準物'質）等10大類。
　　就學科而言，根據任務性質，計量學又可分為法制計量學、普通計量學、技術計量學、質量計量學、理論計量學等。
　　國際法制計量組織（OIML）根據應用領域將計量學分為工業計量學、商業計量學、天文計量學、醫用計量學等。
　　當然，上述劃分并不是絕對的。在實際研究和具體計量中，往往并不、也沒有必要去嚴格區分。

　　二、計量的發展及特點
　　 （一）計量的定義
　　根據JJG 1001-91通用計量名詞及定義，計量是實現單位統一和量值準確可靠的測量。從定義中可以看出，它屬于測量，源于測量，而又嚴于一般測量，是測量的一種特定形式。
　　計量與其它測量一樣，是人們理論聯系實際，認識自然、改造自然的方法和手段。它是科技、經濟和社會發展中必不可少的一項重要的技術基礎。
　　計量與測試是含義完全不同的兩個概念。測試是具有試驗性質的測量，也可理解為測量和試驗的綜合。它具有探索、分析、研究和試驗的特征。
　　計量的對象，在相當長的歷史時期內，主要是各種物理量。隨著科技的進步和經濟、社會的發展，計量的對象已突破了傳統物理量的范疇，不僅擴展到化學量、工程量，而且擴展到生物方面的生理、心理量，甚至一些微觀領域的統計計數量，如質子數、中子數、血球個數等計數量也可通過一定的物理技術手段轉換成物理量來計量。因此，可以說，一切可測量的量，皆屬于計量的對象。
　　計量根據其對象主要可分為物理計量、化學計量、工程計量、生物計量等。
　　（二）計量的發展
　　計量的歷史淵遠流長。計量的發展與社會進步聯系在一起，它是人類文明的重要組成部分。
　　計量的發展大體可分為3個階段。
　　 1．古典階段
　　計量起源于量的概念。量的概念在人類產生的過程中就開始形成。人類從利用工具到制造工具，包含著對事物大小、多少、長短、輕重、軟硬等的思維過程，逐漸產生了形與量的概念。在同自然界漫長的斗爭中，人們首先學會了用感覺器官耳聽、眼觀、手量來進行計量。作為最高依據的 "計量基準"，也多用人體的某一部分，或其它天然物如動物絲毛、植物果實或樂器等。例如，我國古代的"布手知尺"、"掬手為?quot;、"取權定重"、"邁步定畝"、"滴水計時"；英王亨利一世將其手臂向前平伸，從其鼻尖到指尖的距離定為"碼"；英王查理曼大帝以自己的腳長為標準，把它定為"英尺"等。可見，計量的古典階段是以經驗為主的初級階段。
　　我國計量工作具有悠久的歷史，在計量古典階段中為人類作出了突出的貢獻。早在公元前26世紀，傳說黃帝就設置了 "衡、量、度、畝、數"五量。尤其在秦朝，秦始皇不僅統一了六國，主張車同軌、書同文，而且發了詔書，統一了全國度量衡，為我國古代計量史寫下光輝的一頁。
　　 2.經典階段（近代階段）
　　從世界范圍看，1875年 "米制公?quot;的簽訂，標志著計量經典階段的開始。這階段的主要特征是計量擺脫了利用人體、自然物體作為"計量基準"的原始狀態，進入以科學為基礎的發展時期。由于科技水平的限制，這個時期的計量基準大都是經典理論指導下的宏觀實物基準。例如，根據地球子午線四分之一的一千萬分之一長度制成長度基準米原器；根據1立方分米的純水在密度最大時的質量制成了質量基準千克原器等。
　　這類實物基準，隨著時間的推移，由于腐蝕、磨損，量值難免發生微小變化；由于原理和技術的限制，準確度也難以大幅度提高，以致不能適應日益發展的社會、經濟的需要。于是不可避免地提出了建立更準確、更穩定的新型計量基準的要求。
　　 3. 現代階段
　　現代計量的標志是由以經典理論為基礎，轉為以量子理論為基礎，由宏觀實物基準轉為微觀自然基準。也就是說，現代計量以當今科學技術的最高水平，使基本單位計量基準建立在微觀自然現象或物理效應的基礎之上。迄今為止，國際單位制中7個SI基本單位，已有5個實現了微觀自然基準，即量子基準。量子基準的穩定性和統一性為現代計量的發展奠定了堅實的基礎。
　　（三）計量的特點
　　計量不管處于那一階段，均與社會經濟的各個部門，人民生活的各個方面有著密切的關系。隨著社會的進步，經濟的發展，加上計量的廣泛性、社會性，必然對單位統一、量值準確可靠提出愈來愈高的要求。因此，計量必須具備以下4個特點。
　　 1．準確性
　　準確性是計量的基本特點，是計量科學的命脈，計量技術工作的核心。它表征計量結果與被測量真值的接近程度。只有量值，而無準確程度的結果，嚴格來說不是計量結果。準確的量值才具有社會實用價值。所謂量值統一，說到底是指在一定準確程度上的統一。
　　 2．一致性
　　一致性是計量學最本質的特性，計量單位統一和量值統一是計量，致性的兩個方面。然而，單位統一是量值統一的重要前提。量值的一致是指在給定誤差范圍內的一致。計量的一致性，不僅限于國內，也適用于國際。
　　 3．溯源性
　　為了使計量結果準確一致，任何量值都必須由同一個基準（國家基準或國際基準）傳遞而來。換句話說，都必須能通過連續的比較鏈與計量基準聯系起來，這就是溯源性。因此， "溯源性"和"準確性"和"一致性"的技術歸宗。盡管任何準確、一致是相對的，它與科技水平，與人的認識能力有關。但是，"溯源性"畢竟使計量科技與人們的認識相一致，使計量的"準確"與"一致"得到基本保證。否則，量值出于多源，不僅無準確一致可言，而且勢必造成技術和應用上的混亂。
　　 4．法制性
　　計量的社會性本身就要求有一定的法制來保障。不論是單位制的統一，還是基標準的建立，量值傳遞網的形成，檢定的實施等各個環節，不僅要有技術手段，還要有嚴格的法制監督管理。也就是說都必須以法律法規的形式作出相應的規定。尤其是那些重要的或關系到國計民生的計量，更必須有法制保障。否則，計量的準確性、一致性就無法實現，其作用也無法發揮。