計量論壇

標題: 計量的作用和意義 [打印本頁]

作者: duomeiti 時間: 2007-4-20 23:01
標題: 計量的作用和意義

計量的作用和意義

隨著科技和經濟的發展、社會的進步，計量的作用和意義已日益明顯。下面略舉幾例：
1．計量與科學技術
歷史上三次大的技術革命，都充分地依靠了計量，同時也促進了計量的發展。以蒸汽機的廣泛應用為主軍標志的第一次技術革命，導致以機器為主的工廠取代了以手工為基礎的作坊，使生產力得以迅速提高，進而確立了資本主義的生產方式。當時，經典力學和熱力學是社會科技發展的重要理論基礎。在蒸汽機的研制和應用的過程中，都需要對蒸汽壓力、熱膨脹系數、燃料的燃燒效率、能量的轉換等進行大量的計量測試。力學計量和熱工計量，就是在這種情況下發展起來的。另外，機械工業的興起，使幾何量的計量得到了進一步的發展。
以電的產生和應用為基本標志的第二次技術革命，更加推動了社會的發展。歐姆定律、法拉第電磁感應定律，以及麥克斯韋電磁波理論等，為電磁現象的深入研究和廣泛應用、電磁計量和無線電計量的開展，提供了重要的理論基礎。例如，1821年西貝克發現的熱電效應，為熱電偶的誕生奠定了理論基礎；而各種熱電偶的研制成功，則對溫度計量、電工計量、以及無線電計量等提供了一種重要手段，促進了相應科技的發展。為了實際測量地球運動的相對速率，邁克爾遜等人利用物理學的成就，研制出了邁克爾遜干涉儀，從而為長度計量提供了一個重要方法。1892年，邁克爾遜用鎬光（單色紅光）作為干涉儀的光源，測量了保存于巴黎的鉑銥合金基準米尺的長度，獲得了相當準確的結果（等于1 553 163.5個紅光波長）。直至百余年后的今天，利用各種干涉儀精密測量長度，仍然是幾何量計量的一種重要方法。普朗克關于能量狀態的量子化假說，指出物體在輻射和吸收能量時，其帶電的線性諧振子可以和周圍的電磁場交換能量,以致能從一個能級躍遷到另一個能級狀態，并且能量子的能量為?E＝hυ（式中h——普朗克常數，υ——頻率）。愛因斯坦在普朗克假說的基礎上，提出了光不僅具有波動性，而且還具有粒子性，即光是以速度c運動的粒子（光子）流，其單元（光子）的能量為?E＝hυ，從而說明不同頻率的光子具有不同的能量。上述理論成功地解釋了光電效應，成了熱輻射計量的理論基礎，同時也使計量開始從宏觀進入微觀領域。隨著量子力學、核物理學的創立與發展，電離輻射計量逐漸形成。
核能及化工等的開發與應用，導致了第三次技術革命。在這個時期，科學技術和社會經濟的發展更加迅速。原子能、化工、半導體、電子計算機、超導、激光、遙感、宇航等新技術的廣泛應用，使計量日趨現代化，計量的宏觀實物基準逐步向量子（自然）基準過渡。原子頻標的建立和米的新定義的形成,有著相當重要的意義。頻率和長度的精密測量，促進了現代科技的發展。比如，光速的測定、原子光譜的超精細結構的探測以及航海、航天、遙感、激光、微電子學等許多科技領域，都是以頻率和長度的精密測量為重要基礎的。
2．計量與生產
計量對工業生產的作用和意義是很明顯的。社會化大生產的本身就要求有高度的計量保證。生產的發展，大體上可分為三個階段，即以經驗為主的階段，半經驗、半科學階段和科學階段。計量則是科學生產的技術基礎。從原材料的篩選到定額投料，從工藝流程監控到產品的品質檢驗，都離不開計量。例如，一輛普通的載重汽車有9000多個零件，由上百個工廠生產，若沒有一定的計量保證，就無法裝配成功。某地方中型鋼鐵廠軋鋼板的耗油量，原來是每噸300余公斤，后來由于對廢氣、空氣量、燃燒供熱量以及溫度等進行了計量監控，結果使能耗下降到每噸40公斤。原先，某鋼廠的冶金爐，所用的重油燃料靠人工經驗控制，根本不計量；為了火旺，總是多投料，結果燃燒不徹底，黑煙滾滾，既多耗油，又污染環境，以致連年虧損。后來，安裝了計量儀表，對燃料進行了監控，使加油量保持在最佳值，既節約了油料，又減少了污染，同時還提高了煉鋼效率，結果很快就出現了扭虧為盈的新局面。某瑪鋼廠是我國生產瑪鋼制品的第一大廠。過去，能耗一直居高不下，是當地耗能的重點戶。為摸清原因，該廠對十余種主要設備進行了熱平衡測試，并取得了大量數據，從而計算出設備熱平衡和能耗的基本關系，初步掌握了能源利用的規律，找出了能耗嚴重的主要原因并相應地安裝了監測儀表。例如，退火窯的熱效率原約為8%，監測控制后則提高到12%以上，退火時間由60小時降到35小時，一年就節煤近2 000噸、節電26 000余千瓦小時（度）。結果，一年下來，全廠的用水量下降了21％，節電約600 000千瓦小時，綜合能耗下降了約10％，產值提高了22％。
近年，國外經濟發達國家，把優質的原材料、先進的工藝裝備和現代的計量檢測手段，視為現代化生產的三大支柱。其實，優質原材料的制取與篩選、先進工藝裝備的配備與流程的監控，也都離不開計量測試。例如，國外先進生產線的產品品質高，次、廢品少或幾乎沒有，其中重要的因素就是充分利用了在線測量與監控技術。至于所謂的柔性生產（制造）系統，更需要現代計量檢測手段的技術保證。
至于農業生產，特別是現代化的農業生產，亦必須有計量保證。例如，為了科學種田，就必須通過計量來掌握土壤的酸堿度、鹽分、水分、有機質和氮、磷、鉀的含量以及溫度等。在鹽水選種、溫湯或藥劑浸種、適溫催芽和離心脫水等過程中，亦都要靠一定的計量保證。電離輻射育種，是近年發展起來的一項重要增產措施。我國已用該法培育出了許多農作物新品種，其中魯棉一號可使棉花大面積地成倍增產。利用電離輻射實現農產品和食物的防腐保鮮，亦是新興輻射加工工業的一個重要方面。所有這些，都需要相應的計量保證，否則不僅達不到預期的效果，而且會造成不應有的損失。另外，在田間管理上，也離不開計量。例如紉俠礱苤玻忠渥魈字鄭餼托枰災倉旯夂獻饔玫惱斬鵲冉斜匾募屏俊?
事實充分表明，科學生產和技術革新，都離不開計量測試。
3．計量與貿易
計量與國內貿易，前面已略有涉及并且一般亦有所感受；下面將只談一下計量與國際貿易。
外貿當中需要計量的事例很多。例如，過去我國出口蘋果，只憑觀察外表或直接品嘗，而沒有采取計量手段。有的外商便借以刁難，隨意削價。其實，對蘋果的成熟度的計量很簡單，只要定出與成熟度相應的硬度值，用普通的硬度計測一下就可以了。再如，我國出口原油，過去由于港口缺乏準確可靠的計量設備，往往采取寧可多裝些油而避免索賠的作法，甚至出現多給了油，卻被船主以超重為由提出索賠的憾事。當前我國原油的年產量已突破1.4億噸，每年都有相當數量的原油出口。一般港口對原油的計量精度約為0.5%。若將精度提高，那怕只提高0.1%或更少，一年便可少損失大量的原油，不僅可獲得明顯偽經濟效益，而且也體現了我國的計量水平。
至于我國進口的貨物，數量不足、品質不符的情況，時有發生。例如，前不久，天津從外國進口了價值數百萬美元的硅鋼片，經計量檢測，發現品質不合格，便向外商提出索賠。結果，在準確的計量數據面前，外商不得不認錯，并進行了賠償。最近，我國進口了一批化肥,經計量檢測發現份量明顯不足，甚至比包裝袋上的標稱重量少百分之十幾。
人們越來越認識到，計量是保證產品品質、提高商品在市場上的競爭力的重要措施。對于國際貿易，計量更是消除貿易，計量更是消除貿易技術壁壘的重要手段。
4．計量與國防
計量對國防，特別是尖端技術的重要性，尤為突出。國防尖端系統龐大復雜，涉及的科技領域廣，技術難度高，要求計量的參數多、精度高、量程大、頻帶寬。比如，由于飛行器與地面的距離不斷增大，對通信、跟蹤、測軌、定位等都相應地提出了更高的要求。就衛星來說；軍用通訊同步衛星距地面可達35 800km，而核爆炸檢測衛星距地面則遠達112 280 km，用無線電聯系，就必須有大功率的發射機和高靈敏度的接收機，因而必須對大功率、低噪聲、大衰減和小電壓等主要參數進行相應的計量測試。這不但要研究測試方法和設備，而且要建立相應的計量標準。當前，地面設備的發射平均功率已可達幾十千瓦，接收機的噪聲溫度已能低于15K。為提高對飛行器的控制能力，對跟蹤、定位、測速等的精度要求越來越高，不僅對電子參數，而且對設備加工和伺服控制元件亦提出了更嚴格的要求。在連續波計量系統中，為保證測速精度達到每秒幾厘米，地面頻標的短期穩定度應在10-12以上。在宇航系統中，地面設備之間的聯系、地面對空間飛行器的探測、控制，都要高速的傳輸和處理大量數據。因此，要求傳送信號的頻帶很寬而且精度很高。國際上通訊和廣播衛星將普遍使用11GHz~14GHz、20GHz一40GHz或更高頻段，不斷向毫米波、亞毫米波邁進。這就必須研制新的元器件、部件以至整機，從而對計量測試亦必然提出相府的新的要求。對國防尖端技術系統來說，工作環境比較特殊，往往要在現場進行有效的計量測試，難度較大。例如，飛行器在運輸、發射、運行、回收等過程中，要經歷一系列諸如振動、沖擊、高溫、低溫、高濕、強輻射等惡劣環境。當彈頭進入大氣層時，要經受幾千度以上的超高溫；提高接收機靈敏度的關鍵部件一般要在液氦的超低溫下工作；主發動機推力可達幾十兆牛，而姿態控制發動機的推力則只有幾厘牛。原子彈、氫彈等核武器的研制與爆炸威力實驗，對計量都有特殊要求，必須進行動態壓力、動態溫度、脈沖流量，以及核輻射等一系列計量測試。

[ 本帖最后由 duomeiti 于 2007-4-20 23:06 編輯 ]

作者: dhj0136 時間: 2007-4-23 11:36
看來計量的作用是很大，應該提起重視。

作者: wjfirst 時間: 2007-4-24 11:12
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作者: m40 時間: 2007-4-25 07:18
新手要學習,感謝

作者: zsx119 時間: 2007-5-6 00:10
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作者: sony 時間: 2007-5-8 17:31
可是關系到企業要大筆出錢的時候，老板就另眼相看了，關鍵是計量不會直接產生經濟效益。

作者: jkl0012 時間: 2007-5-9 12:59
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