国家法定计量单位及其应用(检验员基础资料)

国家法定计量单位

及其应用主要内容法定计量单位与单位制国际单位制我国的法定计量单位一、计量单位与单位制一、计量单位与单位制法定计量单位的概念：

法定计量单位是“由国家承认的、具有法定地位的计量单位”。1、量、量制、量纲（一）量物质世界的运动形式和存在状态是多种多样的，量是阐述运动规律的一个最重要的基本概念。这里所说的量既是可测量又是物理量的通称。国际组织的定义：量是现象、物体或物质的可以定性区别和定量确定的一种属性。可测量简称“量”。研究对象：自然现象或物质本身定性区别：通过比较确定程度、高低、大小定量测定：能给出表示程度的值例如时间、长度、温度、质量等，除了能定性比较外，都可以定量地测出，都是可测量。一、计量单位与单位制1、量、量制、量纲（一）量量的区分：广义的量：长度、时间、温度、重量、压力等特定含义的量：某天的气温、某人的重量等基本量：在一定的量制中，约定的被认为彼此独立的量导出量：由基本量的函数所定义的量量的特点：必须可以定量表达。能建立起单位，能用数学式表达，即：量=数值×单位必须能与其他物理量建立起关系式，即存在于某一量制中；必须通过比较（试验）得出，而不是通过计数得出。计量学中的量一、计量单位与单位制1、量、量制、量纲（二）量制彼此间存在确定关系的一组量，称为量制。通常用基本量符号的组合作为特定量制的缩写名称。例如：工程技术惯用的量制是L、F、t，即长度、力、时间三个基本量。不能适用于科学技术全部领域。国际单位制的量制有7个基本量（其单位也称为SI基本单位），即长度、质量、时间、电流、热力学温度、物质的量和发光强度，能适用于科学技术全部领域。

基本量是指量制中选定的彼此独立的那些量。从基本量可以导出该量制中能用公式表示的其他导出量（其单位也称为导出单位）。一、计量单位与单位制1、量、量制、量纲（三）量纲以给定量制中基本量的幂的乘积表示某量的表达式称作量纲。量纲皆以大写的正体拉丁字母或希腊字母表示。如在国际单位制中，力的量纲为LMT-2。量纲代数式是以量制中基本量对应的因子的幂的乘积表示的该量制的某个量的表达式。而各个不同的基本量的幂指数，称为该物理量的量纲指数。基本量的量纲就是它本身。在基本量选定之后，任何一个物理量均有确定的量纲或量纲式。在任何物理量方程中，等号两边的量纲或量纲式必须相等。量纲式表达导出量与基本量之间的定性关系。不同量制中，同一量的量纲不同，一般指出量纲时，应明确量制。在同一量制中，同一量的量纲必定相同，但量纲相同的量不一定就是同一量。例如功和力矩的量纲相同，但却是两个不同的量。所有基本量量纲指数都等于零的量称为无量纲量。任何科技领域中的规律、定律都是通过各有关量的函数式来描述的，都可以通过一组选定的基本量以及由它们得出的导出量来表示，而所有的量又都具有一定的量纲。所以，量纲可以反映出各有关量之间的关系，从而使它们所描述的科学规律、定律获得统一的表示方法。一、计量单位与单位制2、计量单位与单位制（一）计量单位为了定量表示同种量的大小，必须有一个量作为比较的基础。这种为了定量表示同种量的大小而约定地定义和采用的特定量，则称为计量单位。计量单位是在实践中逐渐形成的，不唯一，有的量有若干个单位。对于一个特定的量，其不同单位之间都有一定的换算关系。计量单位一经选定，所有同类量便可以用单位与纯数之积来表示，并称为该量的量值。量的大小与量值的形式无关。量的大小是客观存在的，不取决于所采用的计量单位。由于计量单位选取的不同，同一个量会体现出不同形式的量值。每个计量单位都有约定的符号。形式：字母和标号。米：m；平面角（°）由于量的种类繁多，每个量又有不同的计量单位，约定选取某些独立定义的基本量单位为基础，并用其及一定比例因数来导出其他相关量的单位。基本单位和导出单位。某些导出单位有专门的符号。一、计量单位与单位制2、计量单位与单位制（二）单位制由选定的一组基本单位和根据定义方程式确定的导出单位，所构成的单位体系，称为单位制。所选取的基本单位不同，单位制就不同。如：厘米克秒制（CGS制）、米千克秒制（MKS制）有了计量单位，测量的结果才有意义。计量单位制也称计量制度，是国家法制的重要内容，是计量工作的基础。我国的法定计量单位的组成可概括为三部分：国际单位制的单位；国家选定的非国际单位制的单位；由以上单位构成的组合形式的单位。二、国际单位制二、国际单位制1、早期的计量单位远古时代靠眼睛、手等感觉器官来进行分辨。如打制石器，选轻重合适的石头；加工木棒，长短相等；分配食物，分成大体相等的堆。用人体的某一部分为标准进行比较。如我国古代有“布手知尺”、“掬手为升”、“迈步为亩”。现在汉字的“尺”，就是从手挎长度的形状演化而来的。随着人类改造自然能力的提高，要求测量更准，度量衡开始走向实物化，但五花八门。如我国商代的象牙尺，就是根据“布手知尺”而来，国外埃及的“腕尺”根据人的胳膊至指尖的距离而定。二、国际单位制1、早期的计量单位人们最初对计量工作的认识，是从度量衡开始的，所谓度量衡，即长度、容器量和重量（质量）度—用尺子测量物理的长短；量—用升、斗测量物体容积的大小；衡—用天平、秤、砝码测量物体的轻重。我国度量衡的发展约有四五千年历史。黄帝：设立度、量、衡、里、亩5个计量单位大禹：规矩和准绳实地测量；用自己的身高和体重分别作为长度和重量的标准秦始皇：统一度量衡——奠定我国古代计量科学技术的基础二、国际单位制1、早期的计量单位英制长度单位“码”定义为“英王享利一世将其手臂向前平伸，以其鼻尖到手指的距离”。“英尺”是英王查理大帝的脚长。“英寸”是英王埃德加拇指关节的长度。后来“英尺”又定义为“百穗之中间部分取大多36粒头尾连接排列之长度。”德国（十六世纪）的“英尺”定义为：“星期日立于教堂门首，礼拜完毕后，令走出教堂之十六个男人，高矮不拘、随遇而定，各出左足前后相接取其长度的十六分之一。”又如质量单位，古代国外的最小单位叫“谷”，用一颗麦粒的质量定义。一磅为七千谷。衡量宝石的最小单位“克拉”，是由“角豆的颗粒”派生而来的。二、国际单位制2、米制的建立与发展早期的计量单位存在以下问题：世界各国所用计量单位之多，混乱状况之严重，名称又复杂，换算又困难。同名称大小都不一样。如美国的容量单位有干量夸特和液量夸特，干>液，而又比英国的小。英制质量单位盎司有：常衡盎司（最小），药衡盎司和金衡盎司，这两个相等。进位制也五花八门。如长度单位：一英里等于八浪，一浪等于十链，一链等于二十二码，一码为三英尺，一英尺为十二英寸（我国一里等于一百五十丈）。质量单位：一吨等于二十英担，一英担为四夸特，一夸特为二英石，一英石为使四磅，一磅为十六盎司，一盎司为十六打兰。我国一斤等于十六两。需要建立统一而合理的计量制度的要求：用作定义的自然物必需永久不变；制作标准器的材料随着时间的变化愈小愈好；进位制简单划一。二、国际单位制2、米制的建立与发展米制即国际公有制或简称公制。米制的基础是米突（meter）来源于希腊字，意为“测量单位”。米制的主单位有：米，千克、升等。这种制度始创于十七世纪的法国。其背景是法国资产阶级的社会革命和工业革命。当时提出“让单位制以自然界取得的不变原器为基础”。法国议会于1795年4月7日颁布了米制条例，当时因长度单位的米的测量工作未完成，假定了一个临时的米长度，并规定：

采用十进制；米长度是经过巴黎的子午线自北极到赤道这段弧长的一千万分之一。升的容量是一个十分之一的米长度的立方体的容器。克的重量：等于一个百分之一米长度的立方体的纯水在真空中称得的重量，纯水的温度围为4℃，一升纯水的重量为一千克。二、国际单位制2、米制的建立与发展

1799年6月。米的测量工作完成，它比原来的假定长0.3毫米，因此，依据米的新值，制造了纯铂质的米原器和千克原器各一个，作为法国的国家原器。米制出现后，采用的国家逐渐增多。

1870～1872，有二十多个国家组成米制委员会。

1877年成立了国际计量局。

1889年国际计量局生产了31支铂依米原器。铂9%，铱10%。40个铂依千克原器。选定了一份为国际原器，一份为国际副原器。并于该年召开第一届国际计量大会。3、国际单位制（SI）国际单位制是在米制基础上发展起来的单位，国际简称SI。国际单位制组成由：SI单位、SI词头、SI单位的十进倍数。

1954年，第十届国际计量大会决定采用米(m)、千克(kg)、秒(s)、安培(A)、开氏度(K)和坎德拉等六个单位为实用单位制的基本单位；1956年，国际计量委员会建议将其命名为“国际单位制”。后来又把“物质的量”摩尔(mol)也定为基本单位，使基本单位增至七个。

1960年，第十一届国际计量大会通过上述建议，并将此单位制的国际符号定为“SI”这两个字母，它源于法语的“国际单位制”。大会同时还通过了2个辅助单位、27个导出单位、12个词头，并规定了使用方法。国际单位制至此已从立法上、内容上形成。国际单位制具有科学、合理、精确、实用、简明等优点。其具体优越性是：统一性简明性实用性合理性科学性准确性继承性国际通用性80余个国家和地区以法律形式规定使用SI，20余个组织推荐使用二、国际单位制三、我国的法定计量单位（一）法定计量单位的概念

《中华人民共和国计量法》第一章第三条规定：国家采用国际单位制。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。非国家法定计量单位应当废除。

《中华人民共和国计量法实施细则》第一章第二条规定：国家实行法定计量单位制度。三、我国的法定计量单位法定计量单位就是国家以法令的形式规定允许使用的计量单位。（二）法定计量单位的构成

按照国务院《关于在我国统一实行法定计量单位的命令》规定，我国的法定计量单位包括三部分内容：国际单位制单位国家选定的非国际单位制单位由以上两种单位构成的一些单位

1国际单位制构成

国际单位制（国际简称SI）是在1960年11届国际计量大会上通过的。

国际单位制是我国法定计量单位的基础，一切属于国际单位制的单位都是我国的法定计量单位。

国际单位制（SI）由SI基本单位、SI导出单位和SI的倍数单位构成。国际单位制的构成

1.1SI基本单位

量的名称单位名称单位符号定义长度米m米是光在真空中(1/299792458)s时间间隔内所经路径的长度。质量千克(公斤)kg千克等于国际千克原器的质量。时间秒s秒是铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9192631770个周期的持续时间。电流安[培]A安培是在真空中，截面积可忽略的两根相距1m的无限长平行圆直导线内通以等量恒定电流时，若导线间相互作用力在每米长度上为2×10-7N，则每根导线中的电流为1A。热力学温度开[尔文]K开尔文是水三相点热力学温度的1/273.16。物质的量摩[尔]mol摩尔是一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元数与0.012kg碳-12的原子数目相等。发光强度坎[德拉]cd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540×1012Hz的单色辐射，且在此方向上的辐射强度为(1/683)W/sr。注：1.圆括号中的名称，是它前面的名称的同义词。2.无方括号的量的名称与单位名称均为全称。方括号中的字，在不致引起混淆、误解的情况下，可以省略。去掉方括号中的字即为其名称的简称。1.2SI辅助单位

量的名称单位名称单位符号平面角弧度rad立体角球面度sr1.3SI导出单位导出单位是用基本单位以代数形式表示的单位。2国家选定的非国际单位制单位3SI词头SI单位的倍数单位包括SI单位的十进倍数和分数倍数。SI词头用于构成倍数单位，但不得单独使用。

所表示的因数词头中文名称词头符号吉/纳G/（n）兆/微M/（μ）千/毫k/（m）百/厘h/（c）十/分da/（d）

部分常用SI词头GB3100-93国际单位制及其应用GB3101-93有关量、单位和符号的一般原则GB3102.1-93空间和时间的量和单位GB3102.2-93周期及其有关现象的量和单位GB3102.3-93力学的量和单位GB3102.4-93热学的量和单位GB3102.5-93电学和磁学的量和单位GB3102.6-93光及有关电磁辐射的量和单位4我国法定计量单位相关标准GB3102.7-93声学的量和单位GB3102.8-93物理化学和分子物理学的量和单位GB3102.9-93原子物理学和核物理学的量和单位GB3102.10-93核反应和电离辐射的量和单位GB3102.11-93物理科学和技术中使用的数学符号GB3102.12-93特征数GB3102.13-93固体物理学的量和单位。4我国法定计量单位相关标准5石油行业相关标准SY/T6580-2004石油天然气勘探开发常用量和单位根据GB3100～3200对石油勘探开发中重要常用的量的名称、量的符号、单位名称和符号，按油气勘探、油气藏工程、钻井工程和采油气工程四个专业做了规定，是石油工业一项重要的基础标准。（三）法定计量单位的使用方法1法定计量单位和词头名称1.1法定计量单位的名称单位的中文名称。分全称和简称两种。例如，力的单位全称是“牛顿”，简称为“牛”。温度的导出单位“摄氏度”，不带方括号，简称也是“摄氏度”。在实际使用法定计量单位时，还大量应用到组合单位，组合单位名称的读写掌握以下两条：读写的顺序原则上与该单位的国际符号表示的顺序一致。但乘方形式的单位名称，要要把指数名称读在指数所表示的单位名称之间。例如：密度单位kg/m3，其中文名称为“千克每立方米”。单位的国际符号中的数字符号（“·”、“/”、“×”）的读写，乘号（“·”）无对应名称，即不再读写；除号“/”对应读写“每”字，无论分母中有几个单位，“每”字只出现一次。“次方”、“平方”、“立方”（三）法定计量单位的使用方法1法定计量单位和词头名称1.2法定计量单位和词头的符号法定计量单位和词头的符号，无论拉丁字母或希腊字母，一律用正体，不附省略点，且无复数形式。单位符号的字母一般用小写体，若单位名称来源于人名，则其符号的第一个字母用大写体。例如：时间单位“秒”的符号是s。压力、压强的单位“帕斯卡”的符号是Pa。由两个以上单位相乘构成的组合单位，如力矩单位“牛顿米”其中文符号有下例两种形式：N·m和Nm；“牛顿米”的符号应写成Nm，而不宜写成Mn.由两个以上单位相乘构成的组合单位，其中文符号只用一种形式，即用中文圆点代表乘号。例如：动力粘度单位“帕斯卡秒”的中文符号是“帕·秒”，而不是“帕秒”、“帕斯卡·秒”等。（三）法定计量单位的使用方法1法定计量单位和词头名称1.2法定计量单位和词头的符号由两个以上单位相除构成的组合单位，以压力为例，其符号可用下列三种形式之一表示：kg/m3、kg·m-3和kgm-3。当可能发生误解时，尽量用圆点或斜线的形式。例如：速度单位，“米每秒”的符号用m·s-1或m/s，而不宜用ms-1。由两个以上单位相除构成的组合单位，例如：密度单位“千克每立方米”的中文符号是千克/米3和千克米-3.另外在进行运算时，组合单位中的除号可用水平横线表示。例如：速度单位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单位符号时，整个分母一般应加圆括号。例如：热导率单位的符号是W/(m·K)，而不是W/m·K。（三）法定计量单位的使用方法2计量单位和词头的使用规则单位与词头的名称，一般只宜在叙述性文字中使用。单位和词头的符号，在公式、数据表、曲线图、刻度盘和产品铭牌等需要简单明了的地方使用，也用于叙述性文字中。单位的名称和符号必须作为一个整体使用，不得拆开。例如，摄氏温度单位摄氏度表示的量值应写成并读成“20摄氏度”，不得写成读成“摄氏20度”。选用的SI单位的倍数单位和分数单位，一般应使量的数值处于0.1~1000范围内。例如：0.00394m可以写成3.94mm；11401Pa可以写成11.401kPa。某些场合习惯使用的单位可以不受上述限制。例如：机械制图使用的单位可以用毫米，导线横截面积使用的单位可以用平方毫米。（三）法定计量单位的使用方法2计量单位和词头的使用规则不得使用重叠的SI词头。例如：应该用nm，不应该用mμm；am，μμμm，nnm。亿、万等我国习惯用的数词，仍可使用，但不是词头，不得与SI单位构成倍数单位或分数单位。只是通过相乘构成的组合单位在加词头时，词头一般都应加在整个单位之前。例如：力矩的单位kN·m，不宜写成N·km。只是通过相除构成的组合单位或通过乘或除构成的组合单位在加词头时，词头一般都应加在整个单位之前，分母中不用词头，但质量单位kg在分母中时例外。例如：摩尔内能单位kJ/mol，不宜写成J/mmol；又如：比能单位可以是J/kg。当组合单位分母是长度、面积和体积单位时，分母中可以选择使用一些词头构成倍数单位或分数单位。例如：密度的单位可以选用g/cm3.（三）法定计量单位的使用方法2计量单位和词头的使用规则一般不在组合单位的分子分母中同时采用词头，但质量单位kg例外。例如：电场强度单位不宜用kV/mm，而用MV/m，质量摩尔浓度可以用mmol/kg。在计算中，所有量值都应该用SI单位表示，词头应以相应的10的乘方代替。kg中的k不作为词头对待。将SI词头的中文名称置于单位名称的简称之前构成中文符号时，应注意避免引起混淆，必要时使用圆括号。例如，旋转频率的量值不得写为3千秒-1。如表示三每千秒，则应写成3（千秒）-1（此处千为词头）；如表示三千每秒，则应写成3千（秒）-1（此处千为数词）。体积的量值不得写为2千米3。如表示二立方千米，则应写成2（千米）3（此处千为词头）；如表示二千立方米，则应写成2千（米）3（此处千为数词）。

（三）法定计量单位的使用方法2计量单位和词头的使用规则SI词头的国际符号字母，当它所表示的因数在103及以下时，一律用小写字体，其余用大写体。如G、M、k。不要将单位的符号和名称混在一起使用。例如，写作“千米每小时”或“km/h”,而不写做“千米/小时”等。不要将信息与单位符号相混。例如，写作“含水量20mL/kg”而不写作“2020mLH2O/kg”或“2020mL水/kg”（三）法定计量单位的使用方法2计量单位和词头的使用规则

尺寸和公差应以无歧义的方式表示。例如：写作“10mm×20mm×30mm”而不能写成“10×20×30mm”；写作“10mm±2mm”或“（10±2）mm”而不能写成“10±2mm”；写作“0kPa-12kPa”或“（0-12）kPa”而不能写成“0-12kPa”；写作“63%-67%”或“（65±2）%”而不能写成“65±2%”。不应使用诸如“ppm”、“pphm”和“ppb”之类的缩略语。这些缩略语在不同的语种中含义不同，可能会产生混淆。例如：写作“质量分数为4.2μg/g”或“质量分数为4.2×10-6”，而不写作“质量分数为4.2ppm”。质量1吨(t)=1000千克(kg)=2205磅(lb)=1千克(kg)=2.205磅(lb)1短吨(sh.ton)=0.907吨(t)=2000磅(1b)1.102短吨(sh.ton)=0.934长吨(long.ton)1长吨(long.ton)=1.016吨(t)1磅(lb)=0.454千克(kg)1盎司(oz)=28.350克(g)长度1千米(km)=0.621英里(mile)1米(m)=3.281英尺(ft)=1.094码(yd)1厘米(cm)=0.394英寸(in)1英里(mile)=1.609千米(km)1英尺(ft)=0.3048米(m)1英寸(in)=2.54厘米(cm)1海里(nmile)=1.852千米(km)1码(yd)=0.9144米(m)1英尺(ft)=12英寸(in)1码(yd)=3英尺(ft)1英里(mile)=5280英尺(ft)1海里(nmile)=1.1516英里(mile)力1牛顿(N)=0.225磅力(1bf)=0.102千克力(kgf)1千克力(kgf)=9.81牛顿(N)

1磅力(1bf)=4.45牛顿(N)1达因(dyn)=10-5牛顿(N)

温度K(开尔文度)=5/9(℉+459.67)K=℃+273.15n℉=[(n-32)*5/9]℃n℃(摄氏度)=(5/9·n+32)℉1℉(华氏度)=5/9℃(温度差)

摄氏度=(华氏度-32)÷1.8华氏度=32+摄氏度×1.8压力1兆帕(MPa)=145磅/英寸2(psi)1磅/英寸2(psi)=0.006895兆帕(MPa)1巴(bar)=0.1兆帕(MPa)=14.503磅/英寸2(psi)=1.0197千克/厘米2(kg/cm2)=10.2千克/厘米2(kg/cm2)=10巴(bar)=9.8大气压(atm)=0.0703千克/厘米2(kg/cm2)==0.987大气压(atm)

0.0689巴(bar)=0.068大气压(atm)

1大气压(atm)=0.101325兆帕(MPa)=14.696磅/英寸2(psi)

=1.0333千克/厘米2(kg/cm2)=1.0133巴(bar)面积1平方公里(km2)=100公顷(ha)=247.11