测试与计量技术基础(周渭)第1章 概论

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1、第1章概论1.1计量学及其分类1.2计量学的发展1.3计量的特点、作用与意义1.4近年来仪器与测量技术的发展1.5学习方法1.1计量学及其分类计量学是关于计量理论与实践的知识领域，是一门综合性的学科，是现代科学的重要组成部分。计量工作在国民经济的发展中起着技术基础保证的作用，它所涉及的专业知识面相当广泛，所影响的领域也相当普遍。随着现代化生产和科学技术的不断发展，计量所包含的内容早就远远超出古老的“度量衡”的范畴，在科技、生产、研究的各个领域发挥着相当重要的作用。根据国际计量局、国际电工委员会、国际标准化组织及国际法制计量组织制

2、定的《国际通用计量学基本名词》，计量学被定义为“有关计量的知识领域”，它包括“有关计量的所有理论与实践的各个方面，而不论计量的准确度如何以及它在什么科学技术领域内进行”。计量学的具体内容包括：·研究计量单位及其基准、标准的建立、复制、保存和使用。要求对相关的物理现象进行持续和深入的研究，以此为基础探讨计量单位及其基准、标准的建立和精度的进一步提高。·研究计量方法和计量器具的计量特性。·研究计量的不确定度。·研究计量人员进行计量的能力。·研究计量法制和管理。·研究有关计量的一切理论和实际问题。此外，还有如基本物理常数、标准物

3、质及材料特性等的准确测定等，也是现代计量学研究的重要内容。随着生产和科学技术的发展，计量学的内容会更加丰富。计量学所涉及的专业范围及其应用面都是相当广泛的。我国目前按计量专业将计量学划分为几何量、温度、力学、电磁学、电子、时间频率、电离辐射、光学、声学、标准物质等10大类。每一类中又分若干项。根据任务的性质，计量学又分为法制计量学、普通计量学、应用计量学、技术计量学、质量计量学和理论计量学。法制计量学：是研究以立法形式或颁布法制性文件规定计量单位、计量方法和计量不确定度的计量学。应用计量学：是研究计量学在特定领域中应用的部分，如天

4、文计量、工业计量、气象计量、海洋计量、医疗计量等。技术计量学：是涉及工艺过程中测试检验的计量学，常常是指几何量计量。质量计量学：是有关质量检验问题的计量学，如原料、材料、样品器件和整机设备的质量检验，前者统称材料试验，后者属于例行试验范畴。理论计量学：是关于计量理论问题的计量学，如关于量和计量单位的理论、计量误差理论、计量信息论等。国际法制计量组织则根据计量学的应用领域，分为工业计量学、商业计量学、天文计量学、医用计量学等。1.2计量学的发展米制是18世纪末由法国创立的一种计量单位制。它以经过巴黎的地球子午线的四千万分之一

5、作为长度单位，定名为“米突”（米）；以米的十分之一长度为立方作为容量单位，定名为“立特”（升）；以一立方分米的纯水在4℃时的重量（质量）作为重量单位，定名为“千克”（公斤）。这种制度是十进位制，完全以“米”为基础，因此得名为“米制。法国政府根据科学家们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，制成铂基准米尺和铂基准千克，保存在法国巴黎档案局，并从法律上分别赋予这两个基准以“1米”和“1千克”的值。但是不久就发现“档案米”比经过巴黎的子午线弧长的四千万分之一的长度约短0.2毫米，而“档案千克”不是准确等于一立

6、方分米的纯水在4℃时的质量。米制逐渐被许多国家采用。1875年“米制公约”签定，米制成为国际通用的计量单位制。米制虽然有许多优点，但是存在局限性。当时规定的计量单位，只涉及生产和商品交换中的一些常用量的单位。仅仅长度、质量、容量等单位远远满足不了物理学和技术科学研究工作的需要。随着生产和科学技术的发展，米制发生了很大的变化,出现了许多单位制，如厘米·克·秒制、米·千克力·秒制、米·吨·秒制等，还出现了一些不属于任何一种单位制的制外专用单位，如“马力”、“毫米汞柱”、“克拉”等。这样一来，单位制的数量便增加了，特别是许多国家还有本

7、国历史上遗留下来的单位制。由于多种单位制在一个国家内并用，互相之间又缺乏科学联系，因此实际应用时不得不进行复杂的换算。这样不仅造成人力、物力和时间上的巨大浪费，而且也严重妨碍了生产和科学技术的发展以及国际经济技术的交流。因此，进一步改进和统一计量单位制，又成为人们十分关心的问题。于是，在国际计量委员会的组织下，科学家们在原有米制的基础上，建立了更为科学、更为简单、更为适用的一种新的单位制，即1960年第十一届国际计量大会正式通过的国际单位制。1.3计量的特点、作用与意义1.3.1计量的特点概括起来，计量应具有准确性、一致性、溯源性

8、和法制性等基本特点。1.准确性准确性是计量的基本特点，它表征的是计量结果与被计量量的真值的接近程度。2.一致性计量单位的统一是量值统一的重要前提。无论在何时、何地，利用何种方法、器具，以及何人进行计量，只要符合有关计量所