计量基础知识与企业计量管理

企业计量管理与计量技术基础,计量基础知识与企业计量管理,谢文鸿,计量概述,第一章,计量概述,1.1计量的定义*JJF1001-2011通用计量术语及定义计量是为实现单位统一和量值准确可靠的活动。这个定义明确了计量的目的及基本任务是实现单位统一和量值准确可靠，其内容是为实现这一目的所进行的各项活动。测量通过实验获得并可合理赋于某量一个或多个量值的过程。不适用于不以大小区分的现象、物体或物质的特性。它意味着量的比较并包括实体的计数。测量有先决条件是对测量结果预期用途相适应的量的描述、测量程序以及根据测量程序（包括测量条件）进行操作的经校准的测量系统。在计量学中，测量是核心概念，又是研究对象。有时常把测量也称为计量。如把测量单位称为计量单位，测量标准称为计量标准。,计量学是关于测量及其应用的科学。（涵盖了有关测量的理论及其不论其测量不确定度大小的所有应用领域）。计量学研究的内容1.研究计量单位及单位制，基准标准的建立复制保存和使用2.研究计量方法和计量器具的计量特性3.研究量值传递与量值溯源的方法4.研究计量的不确定度、测量理论和结果处理方法5.研究计量人员进行计量的能力培养与考核方法6.研究计量法制和管理7.研究有关计量的一切理论和实际问题8.基本物理常数标准物质及材料特性等的准确测定等,计量概述,计量概述,计量的被测对象主要是测量仪器和测量标准。从测量和计量的定义上讲，计量也可通俗的称为测量，我们日常所说的计量就是测量的概念，但严格讲，计量严于一般测量，涉及整个测量领域，按法律法规规定，对测量起指导、监督、保证作用，唯有计量部门从事的测量才被称作“计量”。包括检定、校准、定值、定度、比对及（对测量仪器）测试等活动。国外：只有测量与计量学的概念，没有计量的概念，计量就是测量的意思。误区：（企业进了一批原料，计量一下多少？错误说法，正确说法：测量一下），概念不清楚。以下的课程内容中涉及计量概念的，可能是不完全相同概念。有些等同于测量，而些是严于测量。,计量概述,重点讲一下测量测量活动是一个过程，测量过程的三个要素是1、输入，确定被测量及测量要求；2、测量活动；对所需要的测量进行策划，从测量原理、测量方法到测量程序；配备资源，包括选择适宜的具有溯源性的测量设备，具有测量能力的人员，控制环境条件，识别测量过程中影响量的影响，实施操作。3、输出：按输入要求给出测量结果，出具证书报告。,测量告知我们关于物体属性；测量总是用某种仪器来实现；测量结果由“数”+“单位”组成（物理量）。,什么不是测量？,什么是测量？,计量概述,计量概述,1.2计量的分类三个方面科学计量对应于基础性的、探索性的和先行性的计量科学的研究领域。如中国计量科学研究院进行的计量基准的研究，计量方法的研究，量值传递系统的研究等。工程计量各种工程、工业、企业中的实用计量，对应于计量的实际应用，又称工业计量。ISO：10012：2003测量管理体系测量过程和测量设备的要求在企业的应用，中间很多内容涉及工程计量，包括“计量确认”测量设备校准和测量设备验证。法制计量与法定计量检定机构有关的计量，涉及对计量单位、计量器具、测量方法及测量实验室的法定要求。强制检定就是属法制计量范畴。,1.2计量学分类按工作分类：科学计量、工程计量、法制计量,计量概述,按专业分类：几何量、热学、力学、电磁学、电子学、时间频率、电离辐射、声学、光学、化学。,计量概述,计量科技的十一大领域几何量：长度、角度、工程参量等力学：质量、密度、力、功、能、流量、转速、振动热工：热力学温度、热量、热容、热导率电磁：电流、电势、电压、电容、磁通、磁导电子：噪声、功率、调制、脉冲、失真、衰减、阻抗、场强等时间频率：时间、频率、波长、振幅、阻尼系数声学：声压、声速、声功率、声强光学：发光强度、光通量、照度、辐射强度辐射通量辐射照度等化学：标准物质、物质的量、阿伏伽德罗常数摩尔质量渗透压等电离辐射：粒子能量、密度能通量、密度活度、吸收剂量等气象：气温、气压、风速、相对湿度等,计量概述,1.3计量的历史原始阶段：以经验和权力为主，利用人、动物或自然现象作为计量基准。基本内容是“度量衡”。“度”是“尺”，计量长短。“量”是“斗”，计量容积。“衡”是“秤”，称量测量。,计量概述,计量概述,计量概述,经典阶段：一个以宏观现象与人工实验为科学基础的阶段。标志时间1875年米制公约，这一时期建立了千克原器；米原器，时间秒等国际基准。现代阶段：以量子理论为基础，由宏观实物基准过渡到微观量子基准。量子物理量的最基本单位，不可分割的基本个体。按量子理论，米基准、时间单位秒、电压单位伏特、电阻单位欧姆等已进行了重新定义。如米：经典定义：地球子午线1/4长度的一千万分之一；现代1983年定义：光在真空中在1/299792458秒时间间隔内所进行的长度。两个时间点，1975年米制公约签订，标志着各国家计量制度开始趋向统一；1955年国际法制计量组织公约及1960年国际计量大会通过的国际单位制，标志各个国家计量制度基本统一和计量学的基本成熟。计量的发展趋势：两个方向，一、利用最新科技成果不断完善国际单位制及其实验基础，二、全球计量体系的形成，国际间的互认，适应国际贸易及经济全球化进展的需要。,2.计量的内容与特点2.1计量的内容：6个方面一、计量单位与单位制二、计量器具（包括计量标准器、计量基准），人类认识自然和改造自然的有力工具。三、量值传递与溯源（包括检定、校准、检验、检测等）四、物理常量、材料与物质特性的测定。五、不确定度、数据处理与测量理论与其方法。六、计量管理工作（包括计量保证与计量监督）,计量概述,2.2计量的特点,计量,准确性（目的）,一致性（本质的特征）,法制性（保障）,溯源性（量值传递）,计量概述,准确性：测量结果与被测量真值的一致程度。是在一定的不确定度、误差极限或允许误差范围内（应用目的或实际需要）的准确性，离开了这一实际需求，测量的品质（质量）就无从判断，量值也就不具备充分的实用价值。高速铁路两根铁轨之间的标准距离一般为1435毫米，允许的范围为1434-1436毫米，超出这个范围，都可能造成列车运行的不平稳，甚至带来脱轨的安全隐患,准确性,计量概述,计量概述,一致性：在统一的计量单位基础上，无论在何时何地采用何种方法，使用何种计量器具，以用由何人测量、只要符合相关要求，测量结果就应在给定的区间内有其一至性。也就是说，测量结果是可以重复的、可再现的、可比较的。溯源性：任何一个测量结果或测量标准的值，都可以通过一条有规定不确定度的连续比较链，与计量基准联系起来。通过溯源，准确性和一致性得到技术保证。溯源（自下而上）和传递（自上而下）两个方向。法制性：政府起主导作用的法制保障，特别是对国计民生有重要影响，涉及公众利益和可持续发展（环保、节能等）或需要特殊信任的领域（行政执法等）。,体温,航天测控,科学研究,3计量的地位和作用计量是实现准确测量的基本保证，涉及到工农业生产、国防建设、科学试验、国内外贸易、人民生活等各方面，是国民经济的一项重要的技术基础。,计量概述,计量概述,3.1计量与科学进步上世纪八十年代初，聂荣臻元帅说过“科技要发展，计量需先行”。门捷列夫指出“没有测量，就没有科学”。计量是科学的基础，而科学的发展又促进计量科学的不断进步。如：全球定位系统GPS（广泛应用于导航技术），其准确性依靠的是时间频率计量基准原子钟。3.2计量与工业发展计量是提高产品质量的重要手段，要实现我国“质量强国”梦，必须依靠计量这一重要的技术基础。3.3计量与农业发展我国是农业大国，农业向标准化、产业化和市场化发展的进程中，计量的作用是益显现。3.4计量与国际贸易3.5计量与人身健康3.6计量与国防建设,保证生产、科研和生活的正常进行，促进国民经济和国防建设的发展，为社会现代化建设提供计量保证；保护广大消费者免受不准确或不诚实测量所造成的危害；保护人民群众的健康和生命、财产的安全，保护国家的权益不受侵犯。,计量概述,计量检测产品质量,计量检测手段的高低在某种程度上反映了一个企业产品质量的水平，产品标准要靠计量检测才能制定出来，产品是否能达到标准的要求，同样要靠计量检测、检验。在生产过程中，产品在每道工序的质量如何，也要靠计量检测来进行判断。从原材料的检验到产品的检验，都离不开计量。可以说，没有先进、科学的计量检测手段，就没有优质的产品质量。,“5.20世界计量日”的主题上体现计量的重要作用。,计量概述,第一届2001年计量保证质量第二届2002年计量与科技第三届2003年计量与节能、计量在你身边第四届2004年计量与节能第五届2005年计量与能源第六届2006年计量与节约能源第七届2007年能源计量与节能降耗和污染减排第八届2008年计量与能源、计量与体育第九届2009年质量安全第十届2010年计量科学发展第十一届2011年计量检测健康生活第十二届2012年计量与安全第十三届2013年计量与生活,计量概述,计量管理基础,第二章,计量管理基础,2.1计量管理的概念管理：人们在一定组织环境下所从事的一种智力活动。指通过计划、组织、领导、控制及创新等手段，结合人力、物力、财力、信息等资源、以期高效的达到组织目标的实现。是由计划、组织、指挥、协调及控制等职能不要素组成的活动过程。计量管理的概念:在计量方面指挥和控制组织的协调的活动。计量管理的内容：制定方针和目标、计量策划、计量控制、计量保证、改进等活动。计量保证是重要组成部份。计量管理包括：计量技术管理、计量经济管理、计量行政管理、计量法制管理。计量管理上世纪我国经历两个快速发展期，多与当时的时代背景相关，一是上世纪五十年代，二是上世纪八十年代。现代计量管理以法制计量管理为核心。,计量管理基础,计量保证：用于保证计量可靠和适当的测量准确度的全部法规、技术手段及必要的各种运作。计量保证是以计量法规、计量技术为基础，保证计量可靠和适当的测量不确定度的全部必要的活动。计量可靠-测量结果可以溯源，确保量值统一。计量保证按目的分可分为宏观的计量保证和微观的计量保证。宏观计量保证保证在测量统一的前提下，以准确可靠的测量结果满足社会的需要。一般指国家和社会层面的工作。微观计量保证保证在测量统一的前提下，以准确可靠的测量结果满足一个组织（企业）对计量的需要。有具体对象，企事业单位、法人等组织。计量管理的特征:计量管理的特征归纳起来，主要有以下八个方面：1.统一性；2.准确性；3.法制性；4.社会性5.权威性；6.技术性；7.服务性；8.群众性,计量管理基础,2.2法制计量管理是现代计量管理的核心内容法制计量:，计量的一部分，即与法定计量机构所执行工作有关的部分，涉及到对计量单位、测量方法、测量设备和测量实验室的法定要求。通过上述定义可以看到，法制计量是存在利益冲突的领域的计量。什么是利益冲突:自己的利益与公共利益或者其他人利益有冲突或矛盾。因此，在这一领域，对计量结果的可信性有专门的要求。为消除这种利益冲突，必须制定法律来统一使用计量单位、规定对测量仪器的要求、规定测量方法和相应管理方法，并由法定计量机构负责实施。法制计量工作内容:计量立法、计量器具的控制、测量结果的管理。计量立法：包括计量法、各种法规和规章、技术法规（标准、检定规程、校准规范）的制定等。计量器具控制：包括型式批准、首次检定、后续检定、使用中检定等。测量结果的管理包括对计量实验室的法定要求、计量认证（现叫资质认定）、计量标准器考核、定量包装商品量的监督管理等。,中华人民共和国计量法共6章35条立法宗旨：加强计量监督管理，保障国家计量单位制的统一和量值的准确可靠，有利于生产、贸易和科学技术的发展，适应社会主义现代化建设的需要，维护国家、人民的利益。适用范围：中华人民共和国境内，使用计量单位，建立计量基准、计量标准、进行计量检定，制造、修理、销售、使用、进口计量器具，开展计量认证（资质认定），实施仲裁检定和调解计量纠纷，进行计量监督。法定计量单位：我国采用国际单位制。国际单位制计量单位和国家选定的其他计量单位为国家法定计量单位。（案例：教学示范使用、家庭自用的部分的计量器具，量值准确与否对社会经济活动没有太大影响，不属于调整范围）,计量管理基础,计量管理基础,中华人民共和国计量法第八条企业事业单位根据需要可以建立本单位使用的计量标准器具，其各项最高计量标准器具经有关人民政府计量行政部门主持考核合格后使用。计量标准建立的条件：在企业内部建立计量标准，是一项行政许可内容。必须取得质量技术监督部门的行政许可，条件：1、符合要求的计量标准器用配套设备，（复查的要有连续有效的证书，强制检定）2、符合相应条件和要求的使用、维护、管理人员。（检定员证）3、符合条件的场地环境，4、文件集（技术报告，制度，手册，作业指导书等）,计量管理基础,中华人民共和国计量法第九条县级以上人民政府计量行政部门对社会公用计量标准器具，部门和企业事业单位使用的最高计量标准器具，以及用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测方面的列入强制检定目录的工作计量器具，实行强制检定。对前款规定以外其他计量标准器具和工作计量器具，使用单位应当自行定期检定或者送其他计量检定机构检定，县级以上人民政府计量行政部门应当进行监督检查。,中华人民共和国计量法第十条计量检定必须按照国家计量检定系统表进行，计量检定必须执行计量检定规程中华人民共和国计量法第十一条计量检定工作应当按照经济合理的原则就地就近进行。中华人民共和国计量法实施细则第七条计量标准器具的使用必须具备下列条件：1.经计量检定合格2.具有正常工作所需要的环境条件3.具有称职的保存、维护、使用人员4.具有完善的管理制度中华人民共和国计量法实施细则第十三条计量检定工作应当按照经济合理的原则，不受行政区域和部门管辖的限制。（非强制检定计量器具的检定，自主管理不等于不溯源，不检定）,计量管理基础,关于企业使用的非强检计量器具由企业依法自主管理的公告（国家质量技术监督局1999年第6号）为落实国务院办公厅关于印发国家质量技术监督局职能配置内设机构和人员编制规定通知规定(国办发199884号),国家质量技术监督局决定对企业使用的非强制检定计量器具的检定周期和检定对企业依法自方管理的有关事项,公告如下:一、企业使用的非强制检定计量器具,是指除企业最高计量标准器具以及用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测方面的列人强制检定目录以外的其他计量标准器具和工作计量器具，非强制检定计量器具的检定周期由企业根据计量器具的实际使用情况本着科学经济和量值准确的原则自行确定。二、非强制检定计量器具的检定方式由企业根据生产和科研的需要可以自行决定在本单位检定或者送其他计量检定机构检定测试任何单位不得干涉。三、企业使用的最高计量标准器具以及用于贸易结算、安全防护、医疗卫生、环境监测方面列人强制检定目录的工作计量器具应当进行强制检定。未按照规定申请检定或者检定不合格的企业不得使用。特此公告国家质量技术监督局(印)一九九九年三月十九日,计量管理基础,计量管理基础,关于强制检定与非强制检定案例分析：某企业有10台天平，其中2台用于进厂原料分析，4台用于工艺过程检测，2台用于产品出厂检验，2台用于污水站环境监测。企业安排周检时，有三种观点：1、用于原料分析、出厂检验、环境监测的6台天平需要申请强制检定，工艺过程用天平申请周期检定；2、环境监测用的2台天平申请强制检定，原料分析和出厂检验用天平申请周期检定，工艺过程检测用天平可以不检定。3、环境监测用的2台天平申请强制检定，其他天平可以根据实际使用情况，合理确定检定周期，并选择适当方式进行非强制检定？分析：计量法第9条及上述的企业自主管理公告，第三种观点才是正确的，非强制检定计量器具不是说不用检定，而是检定周期和检定方式可以由企业自行确定。,计量管理基础,计量法的基本特征1、实行统一立法，区别管理。指强制检定与非强制检定区别。2、加强工业计量的法律调整。包括采用国际单位制，推行法定计量单位；配备与生产、科研、经营管理相适应的计量检测设施。（如重点用能单位计量能源计量审查规范，对计量器具的配备，准确度等有严格要求）；制定具体的计量管理制度和规章制度；制造计量器具的企业新产品的型式批准，并实行许可证制度；对社会提供公证数据的产品质量检验机构进行资质认定。3、适应改革需要的放权、授权。为避免不必要的行政干预。,计量管理基础,计量法规体系：1、法律，2、法规，3、规章中华人民共和国计量法最高层中华人民共和国计量法实施细则中华人民共和国强制检定的工作计量器具检定管理办法中华人民共和国强制检定的工作计量器具目录计量法规体系分类：1、按层次；2、按作用分类：计量行政法规和计量技术法规。,计量管理基础,2.3计量监督体制计量监督机构：我国的计量监督管理实行按行政区划统一领导、分级负责的体制。国务院计量行政部门对全国计量工作实施统一监督管理。1998年质量技术系统实行省以下垂直管理体制。目前正进行的更深层次的改革。计量技术机构：法定计量检定机构各级质量技术监督部门依法设置或授权建立并经考核合格的计量检定机构。法定计量检定机构的主要职责：1、研究、建立计量基准、社会公用计量标准2、开展量值传递，执行强制检定和法律规定的其他检定任务。3、开展校准4、研究起草计量检定规程、计量技术规范。5、承办有关计量监督中技术性工作。,计量管理基础,计量授权为实现计量法规定的强制检定和其他检定测试任务，除依靠国家法定计量检定机构外，还充分利用社会的计量测试资源和技术力量，通过授权，使这些社会资源为实施计量法服务。授权原则统筹规划、经济合理、就地就近、方便生产、利于管理。授权形式1、授权有关部门或单位的专业性或区域性计量检定机构。（如各类专业计量站）。2、授权建立国家计量基准、社会公用计量标准。3、授权有关部门或单位对其内部使用的强制检定工作计量器具执行强制检定。4、授权有关部门或单位的有关技术机构，承担法律规定的其他检定测试任务。计量认证-资质认定的一种形式，为社会提供公证数据的产品质量检验机构（如产品质量监督检验所、环境监测机构、疾控中心等）必须经省级以上人民政府计量行政部门对其计量检定、测试能力和可靠性考核合格。否则出具的数据不具有法律效力。,计量管理基础,仲裁检定与计量调解因计量准确度所引起的纠纷称之为计量纠纷。处理计量纠纷通常两种方式：1、仲裁检定，2、计量调解仲裁检定用计量基准或社会公用计量标准所进行的以裁决为目的的计量检定活动。受理机关一般为政府计量行政部门或者司法机关、合同管理机关、涉外仲裁机关等，指定有关计量检定机构进行。计量调解政府计量行政部门根据仲裁检定结果，分清责任的基础上，通过说服工作促使双方当事人互相谅解，自愿达成协议的活动。,计量管理基础,商品量的计量监督生产和贸易活动中对商品量的计量结果的监督。是法制计量范畴内的重要组成部分，对象是零售商品和定量包装商品的量。主要依据以下3个计量规章：1、零售商品称重的计量监督零售商品称重计量监督规定1993年发布实施。调整范围：以重量结算的食品、金银饰品。2、定量包装商品的计量监督定量包装商品计量监督规定1995年12月8号发布实施。市场上以重量、体积、长度、面积、计数标注的定量包装商品。内容：1、包装显著位置必须用中文、数字和法定计量单位标注商品的净含量；2、必须保证净含量的准确，单件商品的计量负偏差和批量商品中抽样样品平均偏差均不允许超过规定值（平均实际含量应当大于或等于标注净含量）3、商品量计量违法行为处罚规定商品量计量违法行为处罚规定1999年3月12日；适用于三个方面：生产、销售和收购活动。,计量管理基础,有关电话计费、出租车计费、货物运输等服务活动，暂不适用本规定。商品量计量违法行为处罚规定重点在于不属于前面两个规定调整范围的商品计量误差做出了原则的规定：“国家对计量偏差没有规定的商品，其实际量与贸易结算之差，不应超过国家规定使用的计量器具的极限误差。”计量器具极限误差在相应的技术标准和检定规程中有明确规定。上述三个规定构成了我国完整的商品量计量监督体系。关于定量包装商品量标注的案例：对某超市检查中发现有6种商品的净含量标注如下：A、含量：500克；B、净含量：500g；C、净含量：500Ml；D、净含量：50L；E、净含量：5Kg；F、净含量：100厘米。（1米或者1m，净含量可以不写，检验规则中法定计量单位的选择有明确规定，大于等于100厘米的应用米表示。）分析：定量包装商品计量监督规定第五条：净含量标注由“净含量”（中文）、数字和法定计量单位（或中文表示的计数单位）三部分组成。“净含量”不应用“含量”代替，法定计量单位书写正确。,法定计量单位,第三章,法定计量单位,3.1基本概念3.1.1量、量制与量纲量：现象、物体或物质的可以定性区别和定量确定的一种属性。一般意义的量：如长度、温度、电流。特定的量：如某根木棒的长度、通过某条导线的电流。可相互比较并按大小排序的量称为同种量，若干同种量合在一起可称为同类量如功、热、能。,认识自然、利用和改造自然,法定计量单位,量所表达的对象是现象、物体或物质，是不依赖于人的主体意识的客观存在。定性区别：量的特性上的差别：如几何量、电学量、热学量、力学量等。特性相同的量组合在一起称为同类量，如功、热、能可用同一个单位焦耳（J）表示；厚度、周长、波长可用米（m）表示。定量确定：指确定具体的量，又称特定量，如确定某一零件长度50.03mm，某电路的电流值0.50A等，特定量之间为同种量，可以互相比较。计量学中的量都是指可以测量的量。用数值和计量单位的组合来表示。有些量表面上看没有计量单位，如相对密度，折射率等，其实，它们是以具有相同计量单位的量作为单位，取其比值为“1”作为单位。量的符合执行国家标准量和单位的现行有效版本，通常用单个拉丁字母或希腊字母表示，如面积：A；力：F；波长：。一个给定的符号可以表示不同的量，如符号Q既表示电荷也表示热量。,法定计量单位,在某些情况下，不同量有相同符合或对同一量有不同应用或要表示不同的值时，可以产用下标区分。如电流与发光强度是两个不同的量，电流可以用I表示，发光强度用IV表示，又如三个不同大小的长度，可以分别表示为l1,l2,l3，量的符合下标可以是单个或多个字母，也可以是数字、数学符号、元素符号、化学分子式等。下标字体表示原则：用物理量的符号及用表示变量、坐标和序号的字母为下标时，下标字体用斜体字母，其他情况时下标用正体。如：Cp的下标p是压力量的符号，所以用斜体；Fx的下标x是坐标轴符号，Li,k的下标i和k以用xn,ym的下标n和m是序号的字母符号，都应为斜体。其他下标如：相对不确定度ur的下标r表示相对，半同期T1/2的下标准1/2表示一半，标准重力加速度gn的下标n表示标准，最大电流Imax的下标max表示最大，都应用正体。当下标是阿拉伯数字、数学符号、元素符号、化学分子式时都用正体。,法定计量单位,基本量和导出量计量学中的量可以分为基本量和导出量，基本量“在给定量制中约定选取的一组不能用其他量表示的量”。如国际单位制中的七个基本量：长度、质量、时间、电流、热力学温度、物质的量、发光强度。导出量量制中由基本量定义的量。导出量是由基本量相乘或相除得到的量。如：在长度和质量为基本量的量制中，质量密度是导出量，定义为质量除以体积所得到的商。国际单位制中速度是导出量，定义为长度除以时间。此外，压力、力、能量、电位、电阻、频率等都属于导出量。量值用数和参照对象一起表示的量的大小。量值与量的关系：量表示物质、现象、物体的特性。量值是指量的大小，用一个数和一个参照对象一起表示。表示量值时必须同时说明量的特性。例如：给定工件的长度：5.34m，给定物体质量：0.15kg等。,法定计量单位,量值的正确表达我们在平时工作中，相应文件中应正确表达量值：如：1820或（1820），不能表达成1820180V240V或（180240）V，不能表达为180240V。打印时，在数字与参照对象间应留有空格，例如35.4mm，不应是35.4mm,量制：彼此间由非矛盾方程联系起来的一组量，即在特定科学领域中约定选取的基本量和相应导出量的特定组合。这里的量是一般意义上的量，不是特定量，彼此间存在确定关系指通过一系列的物理方程式联系起来的，任何两个量间直接或间接在存在函数关系。每个学科在伴随着自己学科的建立、发展的同时，也形成了自己的量制，有时也称“量系”、“量的体系”，比如：力学量、热学量、电磁学量、声学量，一个量制可以有不同的单位制。通常以基本量的符号的组合作为特定量制的缩写名称：例如：基本量为长度（l）、质量（m）、时间（t）的力学量制的缩写名称为l、m、t量制。,法定计量单位,法定计量单位,量纲：给定量与量制中各基本量的一种依从关系，它用于基本量相应的因子的幂的乘积去掉数子因子后的部分表示。因子的幂就是按指数增加的因子，每个因子是一个基本量的量纲。量纲的表示：dimQ=LMTINJ（七个基本量的符号）（发音为西它，德尔塔；艾普西龙可西依它）例：在国际量制中基本量的量纲表示长度的量纲diml=L；质量的量纲dimm=M；时间的量纲dimt=T导出量的量纲：速度v=l/t的量纲dimv=diml/dimt=L/T=LT-1，加速度a=v/t的量纲dima=dimvldimt=LT-1lT=LT-2力F=ma的量纲dimF=dimmdima=MLT-2,法定计量单位,压力p=F/l2的量纲dimp=dimF/diml2=MLT-2L-2=L-1MT-2功W=Fl的量纲dimW=dimFdiml=L2MT-2量和量纲的关系：量纲仅表示量的构成，而不表示量的性质。在给定量制中，同类量具有相同的量纲，不同量纲的量通常不是同类量，但具有相同量纲的量不一定是同类量。如功和力矩具有相同的量纲L2MT-2，但它们是完全不同性质的量。量纲的意义：定性的表示量与量之间的关系，尤其是基本量与导出量之间的关系。量纲是一个量的表达式，在实际工作中，任何科技领域中的规律、定律，都可以通过各有关量的函数式来描述。如一个量的表达式正确，则其等号两边的量纲必然相同，通常称为“量纲法则”，利用这一法则可以检查物理公式的正确性。量纲为一的量，又称无量纲量，量纲表达式中与基本量相对应的因子指数均为零的量。这些量不是没有量纲，只是表达式中各指数为零。如：平面角，立体角，折射率，质量分数，摩擦系数，线圈的圈数，给定样本的分子数等。,3.1.2单位和单位制单位：为定量表示同种量的大小而约定地定义和采用的特定量。计量单位：又称测量单位，简称单位，“根据约定定义和采用的标量，任何其他同类量可以与其比较使两个量之比用一个数表示”。用约定赋予的名称和符号表示。同量纲量的计量单位可用相同的名称和符号表示，即使这些量不是同类量。如焦尔每开尔文（J/K）既是热容量的也是熵的单位名称和符号，而它们并非同类量。在某些特定情况下，具有专有名称的计量单位仅限于特定种类的量，如计量单位“秒的负一次方”（s-1）用于频率时称为赫兹（Hz），用于放射性核素的活度时你为贝克（Bq）。量纲为一的计量单位是数。,法定计量单位,法定计量单位,单位一经选定，所有同种量便可用单位与纯数之积表示，并称为该量的量值。5.34m和534cm，显然量的大小和量值的形式无关，量的大小与所选择的单位无关，而量值则因单位不同而形式各异。弄清以下几个术语基本单位对于基本量，约定采用的计量单位。国际单位制中有七个基本单位，每个基本量只有一个基本单位。如：国际单位制（SI）中，米是长度的基本单位，而厘米就不是SI基本单位。导出单位导出量的计量单位。导出单位是由基本单位按一定的物理关系相乘或相除构成的新的计量单位。如：国际单位制（SI）中，米每秒（m/s），牛米（Nm）。,法定计量单位,一贯导出单位由比例因数为1的基本单位幂的乘积表示的导出单位，称为一贯单位。如：在米、秒、摩尔是基本单位的情况下，如果速度是v=dl/dt定义，则米每秒是速度的一贯导出单位，如果物质的量的浓度由c=n/V定义，则摩尔每立方米是物质的量浓度的一贯导出单位。而千米每小时和节都不是该单位制的一贯导出单位。在国际单位制中，全部导出单位都是一贯导出单位。导出单位可以对于一个单位制是一贯的，但对于另一个单位制就不是一贯的。例如：厘米每秒是CGS（厘米克秒制）中速度的一贯导出单位，但在SI中就不是一贯导出单位。单位制：又称计量单位，“对于给定量制的一组基本单位、导出单位、其倍数单位和分数单位及使用这些单位的规则”。为给定量制按给定规则确定的一组基本单位和导出单位,法定计量单位,同一个量可以有不同的单位制，因基本单位选取不同，单位制也就不一样。如力学量制中基本量是长度、质量、时间，而基本单位可选用长度米、质量为千克、时间为秒，则叫它为米千克秒制（MKS制），若长度单位采用厘米、质量用克、时间用秒，则叫它厘米克秒制（CGS制），还有米千克力秒制（MKGFS），米吨秒制（MTS制）等。我们最常用的是国际单位制。制外单位不属于给定单位制的计量单位。如电子伏（约1.60217710-19J）为能的SI制外单位；日、时、分为时间的SI制外单位。倍数单位按约定的比率，由给定单位构成的更大的计量单位。如千米（公里）是米的十进制倍数单位之一。分数单位按约定的比率，由给定单位构成的更小的计量单位。如毫米是米的十进制分数单位之一。,法定计量单位,3.2国际单位制单位一、国际单位制的形成与特点国际单位制（InternationalSystemofUnits）缩写为SI，指国际计量大会（CGPM）批准采用的基于国际量制的单位制，包括单位名称和符号、词头名称和符号及其使用规则。国际计量大会（CGPM）在米制公约下，CGPM是最高权力机构，每四年召开一次大会，由各会员国的政府派代表参加，听取国际计量委员会（CIPM）的工作报告，并讨论国际单位制之改进及推展事项，审查会员国最新研究发展出来的量测标准，第一届国际计量大会召开是1889年。中国第一次参加是1979年第十六届。17、18世纪，各国人们感到计量单位和计量制度比较混乱，影响国际贸易的开展和经济发展及科技的交流，迫切希望科学家们探索研究一种新的、通用的、适合所有国家的计量单位和计量制度。1791年定义了米：地球子午线长的四千万分之一。质量用采水在其密度最大时,法定计量单位,（温度4）下的质量。国为这种计量制度的基础以米为单位，所以把它称为米制，为进一步统一世界计量制度，在米制基础上逐步形成现在的国际单位制。国际单位制是在科学技术的发展中产生的，它也将随科学技术的发展而不断发展和完善。它结构合理、科学简明、方便实用、适用于任何科学技术领域和各行各业。实现了世界范围内计量单位的统一。获得国际上广泛承认和接受，是国际计量领域和科技、经济、文教、卫生等组织的共同语言。国际单位制的特点：统一性、简明性、实用性、合理性、科学性、继承性、世界性。国际单位制的构成：由国际计量大会（CGPM）采纳和推荐的一种一贯单位制。国际通用符号为“SI”是法文（LeSystmeIntemationaldUnits）缩写，本身包括制，故不能说“SI制”其构成见下表：,3.2国际单位制国际单位制是1960年第十一届国际计量大会CGPM通过，并用符号“SI”表示。国际单位制的构成：,法定计量单位,法定计量单位,法定计量单位,各基本单位的定义米米是光在真空中（1/299792458）s时间间隔所经路径的长度。经历了四个发展阶段1、地球子午线全长的四千万分之一；2、国际米原器；3、氪86同位素谱线；4、现代定义。千克国际千克原器的质量，几乎与一升的水等重。千克是唯一一个有国际单位制词头的基本单位，也是唯一一个仍然使用人工制品作定义的国际单位（其他单位都用基础物理特性作定义，以便于在不同的实验室内复制）。秒铯133原子基态的两个超精细能阶间跃迁对应辐射的9,192,631,770个周期的持续时间。安培在真空中相距为1米的两根无限长平行直导线，通以相等的恒定电流，当每米导线上所受作用力为210（-7）N时，各导线上的电流为1安培。,法定计量单位,开尔文水三相点热力学温度的1/273.16。273.16开尔文=0，水的三相点是指水的固态、液态和汽态三相间平衡时所具有的温度。摩尔每1摩尔任何物质含有阿伏加德罗常数（约6.021023）个微粒。使用摩尔时基本微粒应予指明，可以是原子、分子、离子及其他粒子，或这些粒子的特定组合体。坎德拉是一光源在给定方向上的发光强度，该光源发出频率为54010的12次方赫兹的单色辐射，且在此方向上的辐射强度为1/683瓦特每球面度。发光强度单位最初是用蜡烛来定义的，单位为烛光。1948年第九届国际计量大会上决定采用处于铂凝固点温度的黑体作为发光强度的基准，同时定名为坎德拉，曾一度称为新烛光。1967年第十三届国际计量大会又对坎德拉作了更加严密的定义。由于用该定义复现的坎德拉误差较大，1979年第十六届国际计量大会决定采用现行的新定义。,SI导出单位：由以下两部分组成1.包括辅助单位在内的具有专门名称的SI导出单位，2.组合形式的SI导出单位。具有专门名称的SI导出单位共有21个物理量符号单位名称单位符号频率f赫兹Hz力/重力力为F，重力为G牛顿N压力/压强/应力p帕斯卡Pa能量/功/热量能量为E，功为W，热量为Q焦耳J功率/辐射通量P瓦特W电荷量Q库仑C电势/电压/电动势电势为，电压为U，电动势为E伏特V,法定计量单位,法定计量单位,物理量符号单位名称单位符号电阻R欧姆电导G西门子S电容C法拉F磁通量密度/磁感应强度B特斯拉T磁通量韦伯Wb电感L亨-利H摄氏温度t摄氏度平面角弧度rad立体角球面度sr光通量流明lm光照度I勒克斯lx放射性活度A贝克勒Bq吸收剂量D戈瑞Gy剂量当量等效剂量）H希沃特Sv,法定计量单位,国际计量大会曾对19个常用的SI导出单位规定并给出了专门名称，绝大多数以著名科学家的姓氏命名（除弧度、球面度）外。注：1、单位名称来源于人名时，符号的第一个字母大写，第二个小写，均为正体，如N（牛顿），Pa（帕斯卡），不能写成n，pa和n,pa等。2、单位名称整体使用时，不能分开，如温度20应读为20摄氏度，不能读为摄氏20度。除弧度、球面度、流明、勒克斯不是人名（前两个为意译、后两个为音译），其余17个均以科学家的名字命名（音译）。,法定计量单位,组合形式的SI导出单位。除上述具有专门名称的SI导出单位外，还有用SI基本单位间或SI基本单位与具有专门名称的SI导出单位的组合通过相乘或相除构成的但没有专门名称的SI导出单位。如速度单位ms-1,dm面积单位m2，力矩单位Nm。SI单位的倍数单位和分数单位SI单位的倍数单位和分数单位是由SI词头加在SI基本单位或SI导出单位的前面所构成的单位，如千米（km）、毫伏（mV）、纳米（nm）等，但千克除外。,法定计量单位,因数词头名称国际符号中文符合因数词头名称国际符号中文符合1024尧它Y尧它10-1分d分1021泽它Z泽它10-2厘c厘1018艾可萨E艾可萨10-3毫m毫1015拍它P拍它10-6微微1012太拉T太拉10-9纳诺n纳诺109吉咖G吉咖10-12皮可p皮可106兆M兆10-16飞母托f飞母托103千k千10-18阿托a阿托102百h百10-21仄普托z仄普托10十da十10-24幺科托y幺科托注1、4个十进制单位百、十、分、厘，通常用于长度、面积和体积单位前面。2、104称为亿，108称为亿，1012称为万亿，这类数词的使用不受词头名称的影响，但不应与词头混淆。3、红色部份为常用词头，使用时注意词头的大小写，“失之毫厘，谬以千里”，如M与m。P与p。4、SI词头不能单独使用，也不能重叠使用。如不能用10表示10m，1k表示1k，也不能mm表示nm。,法定计量单位,5、质量的SI单位名称“千克”已包含SI词头“千”，所以质量的倍数单位由词头加在“克”前组成，如毫克（mg），而不能用微千克（kg）。6、词头符号与所紧接的单位符号（SI基本单位和SI导出单位）应作为一个整体对待，它们共同组成一个新单位，并具有相同的幂，而且还可以和其他单位构成组成单位。如：1cm31（102m）31106m31s11（106s）11106s11mm2/s=1（103m）2/s1106m2/sm2/s形容某种物体涉及到的空间和时间的比例的一种单位。比如：洪水正在以2/s的速度向居民区靠近。一般/s用以形容蔓延的速度。7、因素在106以上的词头符号为正体大写，其余均为正体小写。,3.3我国的法定计量单位1、什么是法定计量单位法定计量单位是指“由国家法律承认具有法定地位的计量单位”。计量法规定：“国家实行法定计量单位制度”。“国际单位制计量单位和国家选定的其他计量单位为国家法定计量单位”。2、实施法定计量单位的重要意义在一个国家里，如果计量单位不统一，同并用几种量单位制，生产、科技商贸、文化交流会遇到一系列的困难也会给实际工作和人民生活带来种种不便，浪费很多人力、物力、财力和时间，而且容易产生混乱和差错。因此，实行统一的计量单位，有利于发展国民经济、文化教育事业，有利于推动科学技术的进步，同时，采用国际单位制将使我国和绝大多数国家具有共同计量语言，利于推动我国对外贸、科技协作和文化交流的发展。可见，实施法定计量单位是全国人民生活的一件大事，它对我国的经济建设、国际交流等都有重要的意义。3、我国法定计量单位的特点结构简单明了、科学性强、比较完善具体，但留有余在。,法定计量单位,法定计量单位,4、我国法定计量单位的构成我国的法定计量是以国际单位制为基础，根据我国的实际情况，适当地增加了一些其它单位而构成的。选用了16个非国际单位制单位，考虑到我国国情，把公斤和公里作为法定计量单位的名称，可与千克、千米同等使用。具体构成为1、SI基本单位；2、SI中包括辅助单位在内的具有专门名称的导出单位；3、选定的可与SI单位并用的非SI单位；4、以上单位构成的组合形式的单位；5、由词头和以上单位构成的倍数单位。,法定计量单位,量的名称单位名称单位符号与SI单位关系量的名称单位名称单位符号与SI单位关系分min1min=60s旋转速度转每分r/min1r/mn=(1/60)s-1时间（小）时h1h=60imn=3600s长度海里nmile1nmile=1852m天（日）d1d=24h（只用于航程）年a1a=365d速度节kn平面角（角）秒（）1=(/648000)rad1kn=1nmile/h=(1852/3600)m/s（只用于航行）（角）分（）1=60质量吨（原子质量单位）t1t=103kg度（）1=60u1u1.65056510-27kg体积升L(l)1L=1dm3=10-3m3能电子伏eV1eV1.602189210-19J级差分贝dB线密度特（克斯）tex1tex=1g/km面积公顷hm21hm2=104m2,法定计量单位,其中1、升的符号的小写体“l”作为备用符号。2、考虑到我国国情，并借鉴其他主要国家血压计量单位的使用情况，为更有利于医疗诊断工作和国际间交流合作，1998年由国家质监总局和卫生部共同发布通知：在临床病历、体检报告、诊断证明、医疗记录等非出版物及国际间交流合作、国外学术期刊等，可任意选用mmHg或kPa；在出生版物和血压计（表）使用说明书中可使用kPa或mmHg，如果使用mmHg应说明与kPa的换算关系。但在血压计（表）等计量器具铭牌按JJG270血压计与血压表检定规程规定采用“双标尺”，即kPa与mmHg同时存在。,法定计量单位,5、我国法定计量单位的使用规定和要求：1984年中华人民共和国法定计量单位使用方法；1993年GB31001993国际单位制及其应用、GB31011993有关量、单位和符号的一般原则、GB31021993量和单位（1）、法定计量单位名称：有全称和简称之分，方括号内字可省略，省略后为该单位简称。如全称牛顿，简称牛，欧姆简称欧。没有方括号的不能简称，如摄氏度不能简称为度。法定计量单位名称具体使用方法如下：组合单位的中文名称与其符号的顺序一致。符号中的乘号没有对应名称，除号对应名称为每，无论分母中有几个单位，“每”字只能出现一次，如比热容单位的符号J/（kgK）,其中文名称为“焦耳每千克开尔文”，而不是“每千克开尔文焦耳”或“焦耳每千克每开尔文”。,法定计量单位,乘方形式的单位名称，其顺序应为指数名称在前，相应的指数名称由数字加“次方”二字而成。如断面惯性矩的单位m4的名称为“四次方米”。如果长度的2次幂或3次幂分别表示面积和体积时，则相应的指数名称为“平方”和“立方”并置于长度单位前，否则应称为“二次方”和“三次方”。如体积单位dm3的名称是“立方分米”，而断面系数单位m3的名称是“三次方米”。书写单位名称时，不加任何表示乘或除的符号或其他符号。：如电阻率单位m的名称为“欧姆米”而不是“欧姆米”、“欧姆米”、“欧姆米”等。密度单位kg/m3的名称为“千克每立方米”，而不是“千克/立方米”。,法定计量单位,（2）、法定计量单位和词头符号在初中、小学和普通书刊中，有必要时，可将单位的简称（不包括带有词头的单位简称）作为符号使用，这样的符号称为“中文符号”。单位和词头符号，一律正体，不加间隔号。单位符号一般用小写体，若单位名称来源于人名时，则符号的第一个字母用大写体。词头符号的字母当其所表示的因数小于或等于103时，一律用小写体。由两个以上单位相乘构成的组合单位，其符号由下列两种形式：NmNm若组合单位符号中某单位的符号同时又是词头符号，并可能发生混淆时，则尽量将它置于右侧。如力矩单位Nm，不宜写成mN，以免误解成“毫牛”。,法定计量单位,由两个以上单位相乘所构成的组合单位，其中符号内用一种形式，即居中圆点代表乘号。如动力黏度单位“帕斯卡秒”的中文符号“帕秒”而不是“帕秒”、“帕秒”、“帕秒”、“帕秒”、“（帕）（秒）”、“帕斯卡秒”。两个以上单位相除构成的组合单位，其符号可用以下三种形式之一：kg/m3kgm-3kgm-3当可能发生误解时，应尽量用间隔号（居中圆点）或斜线（/）的形式。如：速度单位“米每秒”的符合用ms-1或m/s，而不宜用ms-1以免误解成“每毫秒”。中文符号采用下列两种形式：千克/米3千克米1。在进行运算时，组合单位中的除号可用水平线表示。,法定计量单位,分子无量纲的组合单位即分子为1的组合单位的符号，一般不用分子而用负数幂的形式。如：波数单位的符号是m-1,一般不用1/m。在用斜线表示相除时，单位符号的分子和分母都与斜线处于同一行内，当分母中包含两个以上的单位符号时，整个分母一般应加园括号。在同一个组合单位