動態(tài)世界中的計量

劉媛（中國計量科學(xué)研究院）編譯

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動態(tài)世界中的計量

劉媛（中國計量科學(xué)研究院）編譯

一、2016年世界計量日的主題

2016年世界計量日主題為“動態(tài)世界中的計量”，這個主題不僅指出測量動態(tài)參數(shù)的準(zhǔn)確性存在著諸多挑戰(zhàn)（例如：燃燒室內(nèi)的壓力），而且體現(xiàn)了現(xiàn)今計量科學(xué)飛速發(fā)展的步伐。

在世界各地，國家計量院持續(xù)不斷開拓和驗證滿足更高精密等級的測量技術(shù)并推動計量科學(xué)的發(fā)展。他們同時參與國際計量局組織的比對活動，以確保測量結(jié)果在全球范圍內(nèi)的可信度。與此同時，國際計量局也為其成員國提供了發(fā)表新的測量挑戰(zhàn)的論壇平臺。

許多測量儀器，如連續(xù)稱量機、測量車輛速度的雷達等，這些用來測量物體運動的儀器，均需依照法律規(guī)定或參照規(guī)程規(guī)范（獲得校準(zhǔn)或者檢定）。此外，根據(jù)儀器所開展的測量、儀器測量的參考方法以及新技術(shù)不斷變化更新，測量能源或水的“智能”儀器就是一個例子。 國際法制計量組織（OIML）制定了國際建議，以確保全球同種類型儀器的測量結(jié)果協(xié)調(diào)一致。

二、計量日主題致辭

1.來自國際計量局（BIPM）局長的致辭：動態(tài)世界中的計量

當(dāng)我們回顧21世紀(jì)的迅猛變化時，有一句話是非常能引起共鳴的，那就是“唯一不變的是變化本身”。 計量的需求，以及這些需求如何得到滿足，例如，使動態(tài)的世界受益于一個穩(wěn)定和精準(zhǔn)的測量系統(tǒng)，對于計量來講就是一個挑戰(zhàn)。

Martin Milton Director of the BIPM

新的技術(shù)滿足了諸多社會需求，更重要的是穩(wěn)定和精準(zhǔn)的測量為這些新技術(shù)提供有力的支撐作用。

動態(tài)量的準(zhǔn)確測量對高新技術(shù)的發(fā)展至關(guān)重要，無論是磁盤驅(qū)動器的高速運轉(zhuǎn)、電網(wǎng)為載體的可再生能源的供給和需求的變化，亦或是推動環(huán)境改善和航空航天工業(yè)中燃油效率的提高。動態(tài)量的計量同樣越來越在已有的行業(yè)，如：火車和卡車的動態(tài)稱重、汽車輪胎和發(fā)動機產(chǎn)生的振動和沖擊的監(jiān)測等起著不可替代的作用。

這些對動態(tài)量進行測量的應(yīng)用帶來了特別的挑戰(zhàn)。將高精度長期穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)與日常動態(tài)的現(xiàn)場測量應(yīng)用聯(lián)系起來是很困難的，它本身也需要極大的創(chuàng)新。

使我們的測量能力適應(yīng)這個動態(tài)的世界仍需要其他的舉措。進一步地證明國際單位制（SI）是2018年重新定義計劃的眾多關(guān)鍵措施之一。單位制的重新定義將確保世界測量系統(tǒng)更具普遍性、更易于被接受，并為未來的科技進步提供新機遇。

我們都需要動態(tài)組織中充滿活力的人，去迎接動態(tài)世界中測量的挑戰(zhàn)。

Stephen Patoray Director the BIML

2.來自國際法制計量局（BIML）局長的致辭：動態(tài)世界中的計量

作為一個機械工程師，我腦海里第一個想到的即是動力學(xué)是應(yīng)用物理學(xué)的一個分支，特別是經(jīng)典力學(xué)的領(lǐng)域，它涉及的是力和扭矩及其對運動的影響的研究。動力學(xué)研究有以下兩類：線性（參數(shù)如力、質(zhì)量/慣性、位移、速度、加速度和動量）和旋轉(zhuǎn)（參數(shù)如扭矩、慣性矩/轉(zhuǎn)動慣量、角位移、角速度、角加速度和角動量）。通常，物體同時表現(xiàn)出線性和旋轉(zhuǎn)兩種運動。

我們知道，有眾多儀器用在“動態(tài)”的法制計量工作中，比如：稱量運動中物品的自動衡器；測量電流的電表，測量水、液體和氣體流量的各類儀器以及計價器等。

然而，在英語語言中“動態(tài)”一詞不僅涉及運動也包括改變。體現(xiàn)了這種連續(xù)和極富變化的例子便是太空旅行，這其中包含許多不同的科學(xué)（包括計量）和工程學(xué)。1903年12月17日萊特兄弟制造了第一架受控制、附機載外部動力、持續(xù)滯空不落地的飛機。1957年10月4日，蘇聯(lián)發(fā)射第一顆進入地球軌道的人造衛(wèi)星（譯為史普尼克一號或者旅行者）。1969年7月20日，美國“阿波羅11號”宇宙飛船成功完成第一次載人登月任務(wù)。1998年，國際空間站（ISS）的第一部分，可居住的人造衛(wèi)星，被投入地球的近地軌道。2012年，美國國家航空航天局發(fā)射的“好奇”號探測車登陸火星表面并開展對火星的探索。2014年11月，歐洲空間局羅塞塔彗星探測器釋放“菲萊”著陸器成功登陸彗星，完成首次無人探測器登陸彗星的任務(wù)。

千克的新定義工作也已開展并接近尾聲，這將讓我們看到計量體系由于特定SI單位定義的變化而發(fā)生重大變革。對精確值的研究、定義工作用到的數(shù)據(jù)和儀器的細(xì)化研究及對其他SI單位的驗證研究也還在繼續(xù)。

計量是一門測量的科學(xué)，它同人類文明一樣古老，但它仍在不斷地變革中，繼續(xù)向前加速前進，并持續(xù)動態(tài)變化著。計量工作有很大的吸引力，參與其中是一項非常令人著迷和振奮人心的事情。

三、計量訊息科普

計量在科學(xué)發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新、工業(yè)生產(chǎn)和國際貿(mào)易、提高生活質(zhì)量和保護全球環(huán)境等方面均起著至關(guān)重要的作用。

1.千克的定義

一直以來1kg的定義，就是放置在法國巴黎的高39mm的金屬圓柱，但是科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，隨著時間的推移和科技的進步，這種和實物相聯(lián)系的定義已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代科技的需求了，并且實物是不可能亙古不變的。將國際單位制（SI）和宇宙中恒定不變的量或基本物理常數(shù)聯(lián)系起來，以量子物理為基礎(chǔ)的自然基準(zhǔn)取代實物基準(zhǔn)，就不會受到空間和時間改變的影響。因此在“展望2025——國際計量發(fā)展重大挑戰(zhàn)”國際研討會上，“千克”的定義確定將于2018年改頭換面以新面貌示人。

2.10項國家計量基準(zhǔn)啟用

2016年2月29日，質(zhì)檢總局召開新聞發(fā)布會，正式發(fā)布啟用10項國家計量基準(zhǔn)，這10項基準(zhǔn)全部由中國計量科學(xué)研究院建立、保存和維護。10項國家計量基準(zhǔn)包括振動（中、高、低頻）基準(zhǔn)（副基準(zhǔn)）4項、沖擊加速度基準(zhǔn)2項、容量基準(zhǔn)1項、硬度副基準(zhǔn)2項、聲學(xué)基準(zhǔn)1項。

據(jù)悉，這10項國家計量基準(zhǔn)的啟用，將更加有力地為新材料研發(fā)、裝備制造、航空航天、災(zāi)害預(yù)防、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域提供更加精準(zhǔn)的量傳溯源服務(wù)，保證相關(guān)領(lǐng)域測量結(jié)果準(zhǔn)確可靠，最終服務(wù)于社會大眾。例如，低頻（垂直向/水平向）振動計量基準(zhǔn)解決了交通工具（如飛機和汽車）減振系統(tǒng)的幅值和相位的計量問題，即通過測量振動的幅值和相位，主動施加一個相位相反、幅值相近的振動控制信號，降低這些交通工具的振動幅度，提高乘坐舒適性。