装备计量基础知识讲座

装备计量基础知识讲座一、计量的起源及其发展历程（一）计量的起源人类为了生存和发展，必须认识自然、利用自然、改造自然，而自然界的一切事物都是由一定的“量”组成的，并且是通过“量”来体现的。

或者说，“量”是一切现象、物体或物质可定性区别与定量确定的一种属性。

因此，要认识五光十色的大千世界，为人类造福，就必须对各种“量”进行分析和确认，既要分清“量”的性质，又要确定其具体量值。

通过长期的实践，人们采用了比较的方法来定量地确定客观事物现象或特性的大小，这就是测量的起源。

随着生产力的发展，人们在进行商品交换及建筑、水利、农耕等改造自然的活动中，不仅发展了“测量器具”，而且要求对同一物体在不同地点或由不同的人进行测量能得到一致的测量结果，也就是要求建立统一规定的“标准”，来实现测量的统一。

这就是“计量”的起源。

计量，过去在我国称为“度量衡”，其原始含义是关于长度、容积和质量的测量，主要器具为尺、斗和秤，其主要的作用是商品交换。

尽管随着时代的前进，为了适应科技、经济和社会发展的需要，从50年代开始，便逐渐以“计量”取代了“度量衡”。

可以说，“计量”是“度量衡”的发展，也有人称“计量”为“现代度量衡”。

相传春秋战国时期，由于诸候割据，各行其是，导致量值不统一，阻碍了商品的等价交换和流通。

秦始皇兼并六国后，为了发展经济，颁布了统一度量衡的诏书，并监制了大量的度量衡标准器，在我国开始了计量的法制管理，为中国几千年的文明史做出了重大的贡献。

（二）计量的发展历程根据计量的发展，大体上可分为3个阶段：第一阶段：古典计量阶段—是以权力和经验为主的初级阶段，没有科学依据或者没有充分的科学依据的阶段。

具体表现在以下四个方面：1.以人体的某一部分作为基准比如：英国的“码”，是英国国王亨利一世将其手臂向前平伸，从其鼻尖到指尖的距离；英尺是英王查理曼大帝的脚长；英寸是英王埃德加的手拇指关节的长度。

2.以动物的丝毛或某些能力为基准比如：我国史书中关于“蚕所吐丝为忽”、“十忽为秒，十秒为豪，十豪为厘，十厘为分”以及“十马尾为一分”的记载，都说明当时确曾以动物的丝毛等物作为计量基准。

3.以植物果实为基准比如：衡量宝石的质量单位“克拉”，是以生长在地中海岸的一种名叫“角豆树”的籽的质量为依据的。

4.以乐器、物品为基准比如:相传在西晋初年，所出现的黄钟律（黄钟音是我国古乐的标准音相当于今天五线谱中的C调基本音）第二阶段：经典计量阶段—是以宏观实物为基准的阶段。

1875年“米制公约”的签订后各类标准实物原器的相继出台就是一个标志，例：根据地球子午线的长度的四分之一的一千万分之一，用铂铱合金制造的米原器；根据1dm3的水在密度最大时有温度下的质量；用铂铱合金制造的千克原器。

第三阶段：现代计量阶段—由经典理论转向量子理论，由宏观实物基准转向微观量子基准作为具体标志的阶段。

我们可以从对米定义的发展中，体会到经典计量阶段到现代计量阶段的发展变化。

在经典计量阶段米的定义：根据地球子午线的长度的四分之一的一千万分之一，为1米；在现代计量阶段，米的定义：光在真空中与1/299792458秒的时间间隔内所经路径的长度，为1米。

（三）计量的定义刚才，简要讲述了计量的起源及其发展历程，如何给计量一个正确的定义呢？从广义上说：计量就是对“量”的定性分析和定量确认的过程。

当然，计量的目的是为了保证“测量统一”，所以从狭义上说计量就是实现单位统一、量值准确可靠的活动。

简单的说，计量就是通过统一测量单位、测量方法、测量手段、测量标准等措施，使无论何时、何地、何人进行测量所得到的结果达到准确一致的目的。

二、计量的研究对象与内容及计量的特点、作用（一）计量研究的对象与内容在相当长的历史时期内，计量研究的对象主要是物理量。

随着科技、经济和社会的发展，计量的对象涉及非常广泛的科技、生产、商贸和生活领域，已经突破了传统的物理测量的范畴，逐渐扩展到工程量、化学量、生理量，甚至心理量的测量。

与此同时，其内容也在不断充实，通常可概括为六个方面：1.计量单位与单位制；2.计量器具（或测量器具），包括实现或复现计量单位的计量基准、计量标准与工作用计量器具；3.量值传递与溯源，包括检定、校准、测试、检验与检测；4.物理常量、材料与物质特性的测定；5.测量不确定度、数据处理与测量理论及其方法；6.计量管理，包括计量保证与计量监督等。

计量涉及社会的各个领域。

根据作用与地位，可分为科学计量、工程计量、法制计量，分别代表计量的基础性、应用性和公益性。

（二）计量的特点计量与其他学科相比，有自身的特点。

计量的特点可以归纳为准确性、一致性、溯源性及法制性四个方面。

1.准确性准确性是指测得值与被测量的真值的接近程度。

只有量值，而没有测量误差范围的结果，不是计量结果。

准确性是指测量结果与被测真值的一致程度（真值是得不到的，就象我们哲学中所说的真理一样，它是受人们的认识社会等诸多因素影响，具有相对性和局限的绝对性）。

当然因为实际上不存在完全准确无误的测量，因此在给出量值的同时，必须给出适应实际需要的不确定度或误差范围。

所谓量值的准确性就是在一定的测量不确定度或误差范围内，测量结果的准确性2.一致性是指在统一计量单位的基础上，无论在任何时间、任何地点采用任何方法，使用任何器具以及任何人进行计量，只要符合有关计量的要求，所得结果应在误差范围内一致。

即测量结果是可重复、可再现（复现）、可比较的3.溯源性是指任何一个计量结果或测量标准的值，都能通过一条具有不确定度的不间断的连续的比较链，与测量基准联系起来的特性。

这种特性使所有的同种量值，都可以按这条比较链通过校准/检定向测量的源头追溯，溯源到同一个测量基准（国家基准或国际基准），使准确性和一致性得到保证。

4.法制性是指计量必需的法制保障方面的特性。

计量本身的社会性就要求有一定的法制保障。

也就是说，量值的精确一致，不仅要有一定的技术手段，而且还要有相应的法律、法规和行政管理，特别是对于国计民生有影响的计量。

（例：国家强制检定项目的实施）（三）计量的作用与意义随着科学技术和经济的不断发展和社会的进步，计量的作用与意义已日益明显，主要体现在以下几方面：1．计量与科学技术众所周知，科学技术是人类生存和发展的一个重要基础。

而计量本身也是科学技术的一个重要组成部分，因为任何科学技术，都是为了探讨、分析、研究、掌握和利用事物的客观规律；而所有事物都是由一定的“量”组成，并通过“量”来体现。

为了认识“量”并确切获得其量值，只有通过计量。

比如，哥白尼关于天体远行的学说，是在反复观察的基础上提出的，并在伽俐略用天文望远镜进行了深入观测之后确立的。

计量正是这一过程的重要技术基础。

历史上的三次大的技术革命，都充分地依靠了计量，同时也促进了计量的发展。

以蒸汽机的广泛应用为主要标志的第一次技术革命，以电的生产和应用为基本标志的第二次技术革命。

核能及化工等的开发与应用的第三次技术革命。

2．计量与生产计量对工业生产的作用和意义是很明显的。

社会化生产的本身就要求有高度的计量保证。

生产的发展，大体上可以分为三个阶段，即以经验为主阶段，半经验阶段、半科学阶段和科学阶段。

计量是科学生产的技术基础。

从原材料的筛选到定额投料，从工艺流程监视和控制到产品的质量检验，都离不开计量。

比如，一辆载重汽车有9000多个零件，由上百个工厂生产，若没有一定的计量保证，就无法装配成功。

3．计量与国防计量对国防，特别是尖端技术的重要性，尤为突出。

国防尖端系统庞大复杂，涉及的科学技术领域广、技术难度高，要求计量的参数多、精度高、量程大，且所处的工作环境比较特殊，所以必须提高对相应参数的计量手段，同时也只有通过计量才能得到所需的数据，从而可以保证国防装备的各个部件、分系统和整个系统的可靠性。

在1991年的海湾战争中，“爱国者”导弹之所以能够成功地拦截“飞毛腿”导弹，精确的计量测试是重要的技术保证。

又例如：我们的军用通信装备、军用机载或舰载电子装备，如果发生量值失准，就可能中断指挥联络、延误战机、削弱甚至丧失战斗力。

现代战争是各种武器高度配合下的立体战争，如果量值不一致，就不可能协同作战，因此军事计量必须常备不懈地做好武器装备的计量保障工作。

可见，在国防建设中，计量是极其重要的技术基础，具有明显的技术保障作用，不仅可以节约资金、争取时间，而且还能为指挥员的判断与决策提供可靠的依据。

4．计量与人民生活计量对人民生活的意义是相当明显的。

可以说，人的一切活动都与计量有关，只不过自觉或不自觉罢了。

商品生产和交换，是当代社会的一个特点，而人们对交换则更加敏感。

比如，日常买卖中的计量器具是否准确，家用电表、煤气表和水表等是否合格，以及公共交通的时刻是否准确，都直接关系到人们的切身利益。

（口述引入上班时间）5、计量与贸易计量是保证产品质量、提高商品在市场上竞争力的重要手段，对于国际贸易，计量更是消除贸易技术壁垒的重要手段。

总之，计量是科学技术进步、经济和社会发展的重要技术基础。

另一方面，随着形势的发展，对计量的要求也越来越高，从而激励了计量本身的发展。

如今，可以豪不夸张地说，任何科学、任何部门、任何行业乃至任何活动，都直接或间接地、有意或无意地需要计量。

计量水平的高低，已成为衡量一个国家的科技、经济和社会发展程度的重要标志。

三、计量单位与单位制（一）计量单位的定义及单位制的形成与发展在测量中，我们总是用数值和计量单位的乘积来表示被测量的量值。

所谓计量单位就是用于表示与其相比较的同种量大小的约定定义和约定采用的特定量。

既约定地赋予计量单位以名称和符号。

所谓计量单位制就是给定量值按给定规则确定的一组基本单位和导出单位。

计量单位是一个特定的个体，比如，以光在真空中于1/299792458秒的时间间隔中所经路径的长度，所有的含义中的这些都是人为给定的，这个所谓的米就是一个计量单位，因为已经通过了标准化，既相关的国家都承认和采用了这个定义，这个过程中使用方法及使用规则等的约定就是一个计量单位制，假如，我国的综合国力非常强，我国一直延用的计量单位尺，有很多相关国家都采用，都愿意承认和遵守这个“尺”的定义，那么，这个“尺”就是计量单位，国家化标准后，很多国家采用时有统一的规则，这就是计量单位制。

换句话说，如果没有计量单位，就没有计量单位制。

他们是相辅相成的关系。

计量单位制的形成和发展，与科技的进步、经济和社会的发展密切相关。

国际单位制是1960年第十一届国际计量大会通过，并在以后的实践中逐步发展和日趋完善的，是目前世界上最先进、最科学、最实用的单位制。

由于国际单位制是在米制的基础上发展起来的，所以在此我们先来了解一下米制的起源与发展：米制是国际上最早公认的单位制。

早在十七、八世纪，人们就越来越感到计量单位及计量制度的混乱，影响了科技和经济的发展，特别是在国际贸易和科技交流上的反映更加明显。