計(jì)量基礎(chǔ)知識(shí)
一、計(jì)量學(xué)及其分類(lèi) ?。ㄒ唬┯?jì)量學(xué)的定義及研究的內(nèi)容
根據(jù) JJG1001-91通用計(jì)量名詞及定義，計(jì)量學(xué)是有關(guān)測(cè)量知識(shí)領(lǐng)域的一門(mén)學(xué)科。然而它又不同于其它學(xué)科，具有雙重屬性，既屬于自然科學(xué)，又屬于社會(huì)科學(xué)。作為自然屬性，它屬于生產(chǎn)力的范疇，不是某種社會(huì)制度的產(chǎn)物???也不因某種社會(huì)制度的消亡而消亡；而作為社會(huì)屬性，它又屬于上層建筑，伴隨著經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的發(fā)展而發(fā)展，與社會(huì)制度緊緊相連，不能脫離社會(huì)制度而單獨(dú)存在。
計(jì)量學(xué)研究的內(nèi)容包括：
（l）計(jì)量單位及其基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)的建立、復(fù)制、保存和使用；
?。?）量值傳遞、計(jì)量原理、計(jì)量方法、計(jì)量不確定度以及計(jì)量器具的計(jì)量特性；
（3）計(jì)量人員進(jìn)行計(jì)量的能力；
?。?）計(jì)量法制和管理；
?。?）有關(guān)計(jì)量的一切理論和實(shí)際問(wèn)題。
此外，計(jì)量學(xué)也研究物理常量、常數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、材料特性的準(zhǔn)確測(cè)定?？梢灶A(yù)料，隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)量學(xué)的內(nèi)容還會(huì)更加豐富。
?。ǘ┯?jì)量學(xué)的分類(lèi)
計(jì)量學(xué)包括的專(zhuān)業(yè)很多，應(yīng)用十分廣泛。
目前我國(guó)按專(zhuān)業(yè)把計(jì)量學(xué)劃分為幾何量、溫度、力學(xué)、電磁學(xué)、電子、時(shí)間頻率、電離輻射、光學(xué)、聲學(xué)、化學(xué)（含標(biāo)準(zhǔn)物'質(zhì)）等10大類(lèi)。
就學(xué)科而言，根據(jù)任務(wù)性質(zhì)，計(jì)量學(xué)又可分為法制計(jì)量學(xué)、普通計(jì)量學(xué)、技術(shù)計(jì)量學(xué)、質(zhì)量計(jì)量學(xué)、理論計(jì)量學(xué)等。
國(guó)際法制計(jì)量組織（OIML）根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒂?jì)量學(xué)分為工業(yè)計(jì)量學(xué)、商業(yè)計(jì)量學(xué)、天文計(jì)量學(xué)、醫(yī)用計(jì)量學(xué)等。
當(dāng)然，上述劃分并不是**的。在實(shí)際研究和具體計(jì)量中，往往并不、也沒(méi)有必要去嚴(yán)格區(qū)分。
二、計(jì)量的發(fā)展及特點(diǎn)
?。ㄒ唬┯?jì)量的定義
根據(jù)JJG1001-91通用計(jì)量名詞及定義，計(jì)量是實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠的測(cè)量。從定義中可以看出，它屬于測(cè)量，源于測(cè)量，而又嚴(yán)于一般測(cè)量，是測(cè)量的一種特定形式。
計(jì)量與其它測(cè)量一樣，是人們理論聯(lián)系實(shí)際，認(rèn)識(shí)自然、改造自然的方法和手段。它是科技、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中必不可少的一項(xiàng)重要的技術(shù)基礎(chǔ)。
計(jì)量與測(cè)試是含義完全不同的兩個(gè)概念。測(cè)試是具有試驗(yàn)性質(zhì)的測(cè)量，也可理解為測(cè)量和試驗(yàn)的綜合。它具有探索、分析、研究和試驗(yàn)的特征。
計(jì)量的對(duì)象，在相當(dāng)長(zhǎng)的歷史時(shí)期內(nèi)，主要是各種物理量。隨著科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)、社會(huì)的發(fā)展，計(jì)量的對(duì)象已突破了傳統(tǒng)物理量的范疇，不僅擴(kuò)展到化學(xué)量、工程量，而且擴(kuò)展到生物方面的生理、心理量，甚至一些微觀領(lǐng)域的統(tǒng)計(jì)計(jì)數(shù)量，如質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、血球個(gè)數(shù)等計(jì)數(shù)量也可通過(guò)一定的物理技術(shù)手段轉(zhuǎn)換成物理量來(lái)計(jì)量。因此，可以說(shuō)，一切可測(cè)量的量，皆屬于計(jì)量的對(duì)象。
計(jì)量根據(jù)其對(duì)象主要可分為物理計(jì)量、化學(xué)計(jì)量、工程計(jì)量、生物計(jì)量等。
?。ǘ┯?jì)量的發(fā)展
計(jì)量的歷史淵遠(yuǎn)流長(zhǎng)。計(jì)量的發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步聯(lián)系在一起，它是人類(lèi)文明的重要組成部分。
計(jì)量的發(fā)展大體可分為3個(gè)階段。
1．古典階段
計(jì)量起源于量的概念。量的概念在人類(lèi)產(chǎn)生的過(guò)程中就開(kāi)始形成。人類(lèi)從利用工具到制造工具，包含著對(duì)事物大小、多少、長(zhǎng)短、輕重、軟硬等的思維過(guò)程，逐漸產(chǎn)生了形與量的概念。在同自然界漫長(zhǎng)的斗爭(zhēng)中，人們首先學(xué)會(huì)了用感覺(jué)器官耳聽(tīng)、眼觀、手量來(lái)進(jìn)行計(jì)量。作為*高依據(jù)的"計(jì)量基準(zhǔn)"，也多用人體的某一部分，或其它天然物如動(dòng)物絲毛、植物果實(shí)或樂(lè)器等。例如，我國(guó)古代的"布手知尺"、"掬手為?quot;、"取權(quán)定重"、"邁步定畝"、"滴水計(jì)時(shí)"；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(zhǎng)為標(biāo)準(zhǔn)，把它定為"英尺"等。可見(jiàn)，計(jì)量的古典階段是以經(jīng)驗(yàn)為主的初級(jí)階段。
我國(guó)計(jì)量工作具有悠久的歷史，在計(jì)量古典階段中為人類(lèi)作出了突出的貢獻(xiàn)。早在公元前26世紀(jì)，傳說(shuō)黃帝就設(shè)置了"衡、量、度、畝、數(shù)"五量。尤其在秦朝，秦始皇不僅統(tǒng)一了六國(guó)，主張車(chē)同軌、書(shū)同文，而且發(fā)了詔書(shū)，統(tǒng)一了國(guó)內(nèi)度量衡，為我國(guó)古代計(jì)量史寫(xiě)下光輝的一頁(yè)。
2.經(jīng)典階段（近代階段）
從世界范圍看，1875年"米制公?quot;的簽訂，標(biāo)志著計(jì)量經(jīng)典階段的開(kāi)始。這階段的主要特征是計(jì)量擺脫了利用人體、自然物體作為"計(jì)量基準(zhǔn)"的原始狀態(tài)，進(jìn)入以科學(xué)為基礎(chǔ)的發(fā)展時(shí)期。由于科技水平的限制，這個(gè)時(shí)期的計(jì)量基準(zhǔn)大都是經(jīng)典理論指導(dǎo)下的宏觀實(shí)物基準(zhǔn)。例如，根據(jù)地球子午線(xiàn)四分之一的一千萬(wàn)分之一長(zhǎng)度制成長(zhǎng)度基準(zhǔn)米原器；根據(jù)1立方分米的純水在密度*大時(shí)的質(zhì)量制成了質(zhì)量基準(zhǔn)千克原器等。
這類(lèi)實(shí)物基準(zhǔn)，隨著時(shí)間的推移，由于腐蝕、磨損，量值難免發(fā)生微小變化；由于原理和技術(shù)的限制，準(zhǔn)確度也難以大幅度提高，以致不能適應(yīng)日益發(fā)展的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的需要。于是不可避免地提出了建立更準(zhǔn)確、更穩(wěn)定的新型計(jì)量基準(zhǔn)的要求。
3. 現(xiàn)代階段
現(xiàn)代計(jì)量的標(biāo)志是由以經(jīng)典理論為基礎(chǔ)，轉(zhuǎn)為以量子理論為基礎(chǔ)，由宏觀實(shí)物基準(zhǔn)轉(zhuǎn)為微觀自然基準(zhǔn)。也就是說(shuō)，現(xiàn)代計(jì)量以當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的*高水平，使基本單位計(jì)量基準(zhǔn)建立在微觀自然現(xiàn)象或物理效應(yīng)的基礎(chǔ)之上。迄今為止，國(guó)際單位制中7個(gè)SI基本單位，已有5個(gè)實(shí)現(xiàn)了微觀自然基準(zhǔn)，即量子基準(zhǔn)。量子基準(zhǔn)的穩(wěn)定性和統(tǒng)一性為現(xiàn)代計(jì)量的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
?。ㄈ┯?jì)量的特點(diǎn)
計(jì)量不管處于那一階段，均與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門(mén)，人民生活的各個(gè)方面有著密切的關(guān)系。隨著社會(huì)的進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，加上計(jì)量的廣泛性、社會(huì)性，必然對(duì)單位統(tǒng)一、量值準(zhǔn)確可靠提出愈來(lái)愈高的要求。因此，計(jì)量必須具備以下4個(gè)特點(diǎn)。
1．準(zhǔn)確性
準(zhǔn)確性是計(jì)量的基本特點(diǎn)，是計(jì)量科學(xué)的命脈，計(jì)量技術(shù)工作的核心。它表征計(jì)量結(jié)果與被測(cè)量真值的接近程度。只有量值，而無(wú)準(zhǔn)確程度的結(jié)果，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)不是計(jì)量結(jié)果。準(zhǔn)確的量值才具有社會(huì)實(shí)用價(jià)值。所謂量值統(tǒng)一，說(shuō)到底是指在一定準(zhǔn)確程度上的統(tǒng)一。
2．一致性
一致性是計(jì)量學(xué)*本質(zhì)的特性，計(jì)量單位統(tǒng)一和量值統(tǒng)一是計(jì)量，致性的兩個(gè)方面。然而，單位統(tǒng)一是量值統(tǒng)一的重要前提。量值的一致是指在給定誤差范圍內(nèi)的一致。計(jì)量的一致性，不**于國(guó)內(nèi)，也適用于國(guó)際。
3．溯源性
為了使計(jì)量結(jié)果準(zhǔn)確一致，任何量值都必須由同一個(gè)基準(zhǔn)（國(guó)家基準(zhǔn)或國(guó)際基準(zhǔn)）傳遞而來(lái)。換句話(huà)說(shuō)，都必須能通過(guò)連續(xù)的比較鏈與計(jì)量基準(zhǔn)聯(lián)系起來(lái)，這就是溯源性。因此，"溯源性"和"準(zhǔn)確性"和"一致性"的技術(shù)歸宗。盡管任何準(zhǔn)確、一致是相對(duì)的，它與科技水平，與人的認(rèn)識(shí)能力有關(guān)。但是，"溯源性"畢竟使計(jì)量科技與人們的認(rèn)識(shí)相一致，使計(jì)量的"準(zhǔn)確"與"一致"得到基本保證。否則，量值出于多源，不僅無(wú)準(zhǔn)確一致可言，而且勢(shì)必造成技術(shù)和應(yīng)用上的混亂。
4．法制性
計(jì)量的社會(huì)性本身就要求有一定的法制來(lái)保障。不論是單位制的統(tǒng)一，還是基標(biāo)準(zhǔn)的建立，量值傳遞網(wǎng)的形成，檢定的實(shí)施等各個(gè)環(huán)節(jié)，不僅要有技術(shù)手段，還要有嚴(yán)格的法制監(jiān)督管理。也就是說(shuō)都必須以法律法規(guī)的形式作出相應(yīng)的規(guī)定。尤其是那些重要的或關(guān)系到國(guó)計(jì)民生的計(jì)量，更必須有法制保障。否則，計(jì)量的準(zhǔn)確性、一致性就無(wú)法實(shí)現(xiàn)，其作用也無(wú)法發(fā)揮。