第一講 測(cè)量與計(jì)量
國家質(zhì)檢總局 金華彰
編者按:計(jì)量戰(zhàn)線的老同志大都已退下來或?qū)⒁讼聛恚?jì)量戰(zhàn)線的新生力量正在不斷壯大、迅速成長。在這新老交替的時(shí)刻,對(duì)有關(guān)計(jì)量的基本概念和知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)探討,具有一定的價(jià)值。這不僅有助于計(jì)量戰(zhàn)線的新同志進(jìn)一步了解有關(guān)計(jì)量工作的內(nèi)容,也可以使他們更深刻地理解計(jì)量的使命和社會(huì)責(zé)任,開創(chuàng)計(jì)量事業(yè)的新天地。為此,本刊將從2008年第1期起,在“學(xué)習(xí)與培訓(xùn)”欄目系統(tǒng)開展計(jì)量管理基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)。每期一篇,一題一文一期,重在對(duì)實(shí)際應(yīng)用提供指導(dǎo),盡量避免深?yuàn)W理論。以下是第2期至第12期的題目(刊出時(shí)可能會(huì)略有調(diào)整):
第2期 量和單位
第3期 計(jì)量法規(guī)
第4期 測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及建立
第5期 計(jì)量檢定及其實(shí)施
第6期 計(jì)量校準(zhǔn)及其實(shí)施
第7期 檢定規(guī)程和校準(zhǔn)規(guī)范
第8期 比對(duì)和能力驗(yàn)證
第9期 期間核查
第10期 型式批準(zhǔn)與型式評(píng)價(jià)
第11期 商品量計(jì)量檢驗(yàn)
第12期 計(jì)量安全防護(hù)、職業(yè)道德
一、測(cè)量
1.什么是測(cè)量
測(cè)量是人類認(rèn)識(shí)和揭示自然界物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律、借以定性區(qū)別和定量描述周圍物質(zhì)世界,從而達(dá)到改造自然和改造世界的一種重要手段??梢哉f,測(cè)量的概念起源于人類對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)。人類在認(rèn)識(shí)自然、改造自然中,隨著生產(chǎn)、勞動(dòng)、生活的需要,將遇到各種現(xiàn)象和物體,并要求能定性地區(qū)別又可定量地確定這些現(xiàn)象和物體的屬性。他們用人體的某一部分或某一實(shí)物,確定距離的遠(yuǎn)近、土地的大小、食物的多少、物體的輕重。隨著人們?cè)谏a(chǎn)勞動(dòng)實(shí)踐中知識(shí)的不斷積累,改造自然的能力逐步提高,人們把“確定的已知量”規(guī)定為某一量的單位量,通過它與一個(gè)未知量進(jìn)行比較,從而確定這一未知量的大小,并將其(量的大小)用數(shù)值和單位的乘積(即量值)表示出來,這就是人們從事的測(cè)量活動(dòng)。可見,一個(gè)量的大小用量值來表示,而如何獲得這一量值是通過測(cè)量來實(shí)現(xiàn)的。隨著人類社會(huì)和科學(xué)技術(shù)的高度發(fā)展,人類認(rèn)識(shí)自然的能力進(jìn)一步深化,測(cè)量對(duì)象不僅限于物理量,同時(shí)還對(duì)化學(xué)量、工程量、生物量等進(jìn)行定性的區(qū)別和定量的確定,從而測(cè)量范圍不斷擴(kuò)大,其應(yīng)用范圍及內(nèi)容更為豐富。
按定義“測(cè)量”就是“以確定量值為目的的一組操作”。它包含了三層內(nèi)涵:(1)測(cè)量是一種“操作”,它既可以是一項(xiàng)復(fù)雜的物理實(shí)驗(yàn)活動(dòng),又可以是一種簡(jiǎn)單的動(dòng)作。這種操作可以手動(dòng)、半自動(dòng),也可以自動(dòng)地進(jìn)行。(2)該組操作的目的(即測(cè)量的目的)在于確定被測(cè)對(duì)象量值的大小,這里沒有限定測(cè)量范圍和測(cè)量不確定度,也沒有規(guī)定獲得量值大小的方法和途徑,所以,它適用于所有可測(cè)的量,各種領(lǐng)域和各個(gè)方面的測(cè)量。(3)它強(qiáng)調(diào)是“一組”操作,說明測(cè)量是一個(gè)過程。通常把“確定量值的一組操作”稱為測(cè)量過程。測(cè)量過程的三個(gè)要素是:輸入,確定被測(cè)的量及對(duì)測(cè)量的要求;活動(dòng),對(duì)所需要的測(cè)量進(jìn)行策劃,選定測(cè)量原理和測(cè)量方法,配備適宜的且具有溯源性的測(cè)量器具,確定測(cè)量程序,選擇和確定具有測(cè)量能力的人員,識(shí)別和控制測(cè)量過程中環(huán)境及影響量的影響,實(shí)施測(cè)量活動(dòng),并通過必要的數(shù)據(jù)計(jì)算和處理;輸出,按輸入的要求,出具測(cè)量結(jié)果或報(bào)告。把測(cè)量活動(dòng)作為測(cè)量過程來看待,有利于理解測(cè)量中的各項(xiàng)要素,識(shí)別測(cè)量的要求,明確測(cè)量的資源、順序、接口、關(guān)系及相互作用,有利于實(shí)施測(cè)量及對(duì)測(cè)量活動(dòng)的管理和監(jiān)控。
2.測(cè)量的作用
測(cè)量是人們認(rèn)識(shí)世界、改造客觀世界的重要手段。測(cè)量是科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ),正如俄國科學(xué)家門捷列夫所說:“沒有測(cè)量,就沒有科學(xué)。”科學(xué)從測(cè)量開始,每一種物質(zhì)和現(xiàn)象只有通過測(cè)量才能真正認(rèn)識(shí),不能測(cè)量的東西,人們就不可能全面地認(rèn)識(shí)它。測(cè)量是發(fā)展生產(chǎn)的重要手段,它可以保證產(chǎn)品質(zhì)量、改進(jìn)和監(jiān)控工藝、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、改善勞動(dòng)條件、加強(qiáng)經(jīng)營管理、實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化和現(xiàn)代化。測(cè)量也是掌握物質(zhì)財(cái)富和動(dòng)力資源的數(shù)量,以及經(jīng)濟(jì)合理地使用這些財(cái)富,減少能源和材料消耗的重要手段。測(cè)量可以維護(hù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)秩序,確保國內(nèi)和國際貿(mào)易活動(dòng)的正常進(jìn)行。此外,通過環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療衛(wèi)生、安全防護(hù)等方面的測(cè)量,可直接維護(hù)人們的健康和安全。測(cè)量是人們生活中不可或缺的重要環(huán)節(jié),人們生活處處離不開測(cè)量。所以,測(cè)量與國民經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展和人民生活有著十分密切的關(guān)系,具有十分重要的地位。
二、計(jì)量
1.什么是計(jì)量
還是要從測(cè)量談起,人們?yōu)榱松婧桶l(fā)展,必須認(rèn)識(shí)自然、改造自然,要進(jìn)行大量的測(cè)量活動(dòng),最初,測(cè)量是十分原始的,單位是可以任選的。隨著生產(chǎn)的發(fā)展和商品交換形成社會(huì)性活動(dòng)時(shí),客觀上要求實(shí)現(xiàn)測(cè)量的統(tǒng)一,即在一定準(zhǔn)確度內(nèi)同一物體在不同地方,用不同測(cè)量手段,測(cè)量所得的結(jié)果應(yīng)實(shí)現(xiàn)一致。因而出現(xiàn)了大家公認(rèn)的、統(tǒng)一的單位及體現(xiàn)單位的實(shí)物標(biāo)準(zhǔn),用公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)來對(duì)測(cè)量儀器進(jìn)行比較,并用法律的形式將其固定下來,從而形成了區(qū)別于測(cè)量的新概念,也就是稱之為“計(jì)量”的概念。
單位的統(tǒng)一是測(cè)量統(tǒng)一的基礎(chǔ),測(cè)量統(tǒng)一應(yīng)反映在量值準(zhǔn)確可靠和一致上。按定義,“計(jì)量”是指“實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準(zhǔn)確可靠的活動(dòng)”。該定義說明:(1)計(jì)量的目的就是為了實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準(zhǔn)確可靠,從而實(shí)現(xiàn)同一物體測(cè)量結(jié)果的可比性、一致性;(2)其內(nèi)容包括為實(shí)現(xiàn)這一目的所進(jìn)行的各項(xiàng)活動(dòng)。這一活動(dòng)具有廣泛性,它涉及科學(xué)技術(shù)、法律法規(guī)、行政管理等活動(dòng),包括國民經(jīng)濟(jì)各部門、人民生活各方面,哪兒有測(cè)量,哪兒就需要單位的統(tǒng)一、量值的準(zhǔn)確可靠,哪兒就需要計(jì)量,計(jì)量為測(cè)量的準(zhǔn)確可靠提供了基本保證。這一定義不僅表達(dá)了計(jì)量的本質(zhì)特征,也明確了從事計(jì)量活動(dòng)的根本目的。通過計(jì)量所獲得的測(cè)量結(jié)果,是人類活動(dòng)中最重要的信息源之一。
可見,計(jì)量不同于一般的測(cè)量,測(cè)量是為了獲得量值的大小,而計(jì)量是為了達(dá)到量值的統(tǒng)一、準(zhǔn)確和一致。測(cè)量是形成計(jì)量、計(jì)量學(xué)的前提和基礎(chǔ),有了測(cè)量,才出現(xiàn)了計(jì)量的概念,從而形成了計(jì)量學(xué)這門科學(xué)。在計(jì)量學(xué)中,測(cè)量既是核心概念,又是研究對(duì)象。實(shí)際上,計(jì)量與測(cè)量兩者密不可分,可以認(rèn)為計(jì)量就是與測(cè)量結(jié)果置信度有關(guān)的、與不確定度聯(lián)系在一起的規(guī)范化的測(cè)量,所以,人們有時(shí)也稱測(cè)量為計(jì)量,例如稱測(cè)量單位為計(jì)量單位,稱測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)等。 |
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