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计量的作用和意义
随着科技和经济的发展、社会的进步，计量的作用和意义已日益明显。下面略举几例：
1．计量与科学技术
历史上三次大的技术革命，都充分地依靠了计量，同时也促进了计量的发展。以蒸汽机的广泛应用为主军标志的第一次技术革命，导致以机器为主的工厂取代了以手工为基础的作坊，使生产力得以迅速提高，进而确立了资本主义的生产方式。当时，经典力学和热力学是社会科技发展的重要理论基础。在蒸汽机的研制和应用的过程中，都需要对蒸汽压力、热膨胀系数、燃料的燃烧效率、能量的转换等进行大量的计量测试。力学计量和热工计量，就是在这种情况下发展起来的。另外，机械工业的兴起，使几何量的计量得到了进一步的发展。
以电的产生和应用为基本标志的第二次技术革命，更加推动了社会的发展。欧姆定律、法拉第电磁感应定律，以及麦克斯韦电磁波理论等，为电磁现象的深入研究和广泛应用、电磁计量和无线电计量的开展，提供了重要的理论基础。例如，1821年西贝克发现的热电效应，为热电偶的诞生奠定了理论基础；而各种热电偶的研制成功，则对温度计量、电工计量、以及无线电计量等提供了一种重要手段，促进了相应科技的发展。为了实际测量地球运动的相对速率，迈克尔逊等人利用物理学的成就，研制出了迈克尔逊干涉仪，从而为长度计量提供了一个重要方法。1892年，迈克尔逊用镐光（单色红光）作为干涉仪的光源，测量了保存于巴黎的铂铱合金基准米尺的长度，获得了相当准确的结果（等于1 553 163.5个红光波长）。直至百余年后的今天，利用各种干涉仪精密测量长度，仍然是几何量计量的一种重要方法。普朗克关于能量状态的量子化假说，指出物体在辐射和吸收能量时，其带电的线性谐振子可以和周围的电磁场交换能量,以致能从一个能级跃迁到另一个能级状态，并且能量子的能量为?E＝hυ（式中h——普朗克常数，υ——频率）。爱因斯坦在普朗克假说的基础上，提出了光不仅具有波动性，而且还具有粒子性，即光是以速度c运动的粒子（光子）流，其单元（光子）的能量为?E＝hυ，从而说明不同频率的光子具有不同的能量。上述理论成功地解释了光电效应，成了热辐射计量的理论基础，同时也使计量开始从宏观进入微观领域。随着量子力学、核物理学的创立与发展，电离辐射计量逐渐形成。
核能及化工等的开发与应用，导致了第三次技术革命。在这个时期，科学技术和社会经济的发展更加迅速。原子能、化工、半导体、电子计算机、超导、激光、遥感、宇航等新技术的广泛应用，使计量日趋现代化，计量的宏观实物基准逐步向量子（自然）基准过渡。原子频标的建立和米的新定义的形成,有着相当重要的意义。频率和长度的精密测量，促进了现代科技的发展。比如，光速的测定、原子光谱的超精细结构的探测以及航海、航天、遥感、激光、微电子学等许多科技领域，都是以频率和长度的精密测量为重要基础的。
2．计量与生产
计量对工业生产的作用和意义是很明显的。社会化大生产的本身就要求有高度的计量保证。生产的发展，大体上可分为三个阶段，即以经验为主的阶段，半经验、半科学阶段和科学阶段。计量则是科学生产的技术基础。从原材料的筛选到定额投料，从工艺流程监控到产品的品质检验，都离不开计量。例如，一辆普通的载重汽车有9000多个零件，由上百个工厂生产，若没有一定的计量保证，就无法装配成功。某地方中型钢铁厂轧钢板的耗油量，原来是每吨300余公斤，后来由于对废气、空气量、燃烧供热量以及温度等进行了计量监控，结果使能耗下降到每吨40公斤。原先，某钢厂的冶金炉，所用的重油燃料靠人工经验控制，根本不计量；为了火旺，总是多投料，结果燃烧不彻底，黑烟滚滚，既多耗油，又污染环境，以致连年亏损。后来，安装了计量仪表，对燃料进行了监控，使加油量保持在最佳值，既节约了油料，又减少了污染，同时还提高了炼钢效率，结果很快就出现了扭亏为盈的新局面。某玛钢厂是我国生产玛钢制品的第一大厂。过去，能耗一直居高不下，是当地耗能的重点户。为摸清原因，该厂对十余种主要设备进行了热平衡测试，并取得了大量数据，从而计算出设备热平衡和能耗的基本关系，初步掌握了能源利用的规律，找出了能耗严重的主要原因并相应地安装了监测仪表。例如，退火窑的热效率原约为8%，监测控制后则提高到12%以上，退火时间由60小时降到35小时，一年就节煤近2 000吨、节电26 000余千瓦小时（度）。结果，一年下来，全厂的用水量下降了21％，节电约600 000千瓦小时，综合能耗下降了约10％，产值提高了22％。
近年，国外经济发达国家，把优质的原材料、先进的工艺装备和现代的计量检测手段，视为现代化生产的三大支柱。其实，优质原材料的制取与筛选、先进工艺装备的配备与流程的监控，也都离不开计量测试。例如，国外先进生产线的产品品质高，次、废品少或几乎没有，其中重要的因素就是充分利用了在线测量与监控技术。至于所谓的柔性生产（制造）系统，更需要现代计量检测手段的技术保证。
至于农业生产，特别是现代化的农业生产，亦必须有计量保证。例如，为了科学种田，就必须通过计量来掌握土壤的酸碱度、盐分、水分、有机质和氮、磷、钾的含量以及温度等。在盐水选种、温汤或药剂浸种、适温催芽和离心脱水等过程中，亦都要靠一定的计量保证。电离辐射育种，是近年发展起来的一项重要增产措施。我国已用该法培育出了许多农作物新品种，其中鲁棉一号可使棉花大面积地成倍增产。利用电离辐射实现农产品和食物的防腐保鲜，亦是新兴辐射加工工业的一个重要方面。所有这些，都需要相应的计量保证，否则不仅达不到预期的效果，而且会造成不应有的损失。另外，在田间管理上，也离不开计量。例如?纫?侠砻苤玻?忠?渥魈字郑?饩托枰?灾仓旯夂献饔玫恼斩鹊冉?斜匾?募屏俊?
事实充分表明，科学生产和技术革新，都离不开计量测试。
3．计量与贸易
计量与国内贸易，前面已略有涉及并且一般亦有所感受；下面将只谈一下计量与国际贸易。
外贸当中需要计量的事例很多。例如，过去我国出口苹果，只凭观察外表或直接品尝，而没有采取计量手段。有的外商便借以刁难，随意削价。其实，对苹果的成熟度的计量很简单，只要定出与成熟度相应的硬度值，用普通的硬度计测一下就可以了。再如，我国出口原油，过去由于港口缺乏准确可靠的计量设备，往往采取宁可多装些油而避免索赔的作法，甚至出现多给了油，却被船主以超重为由提出索赔的憾事。当前我国原油的年产量已突破1.4亿吨，每年都有相当数量的原油出口。一般港口对原油的计量精度约为0.5%。若将精度提高，那怕只提高0.1%或更少，一年便可少损失大量的原油，不仅可获得明显伪经济效益，而且也体现了我国的计量水平。
至于我国进口的货物，数量不足、品质不符的情况，时有发生。例如，前不久，天津从外国进口了价值数百万美元的硅钢片，经计量检测，发现品质不合格，便向外商提出索赔。结果，在准确的计量数据面前，外商不得不认错，并进行了赔偿。最近，我国进口了一批化肥,经计量检测发现份量明显不足，甚至比包装袋上的标称重量少百分之十几。
人们越来越认识到，计量是保证产品品质、提高商品在市场上的竞争力的重要措施。对于国际贸易，计量更是消除贸易，计量更是消除贸易技术壁垒的重要手段。
4．计量与国防
计量对国防，特别是尖端技术的重要性，尤为突出。国防尖端系统庞大复杂，涉及的科技领域广，技术难度高，要求计量的参数多、精度高、量程大、频带宽。比如，由于飞行器与地面的距离不断增大，对通信、跟踪、测轨、定位等都相应地提出了更高的要求。就卫星来说；军用通讯同步卫星距地面可达35 800km，而核爆炸检测卫星距地面则远达112 280 km，用无线电联系，就必须有大功率的发射机和高灵敏度的接收机，因而必须对大功率、低噪声、大衰减和小电压等主要参数进行相应的计量测试。这不但要研究测试方法和设备，而且要建立相应的计量标准。当前，地面设备的发射平均功率已可达几十千瓦，接收机的噪声温度已能低于15K。为提高对飞行器的控制能力，对跟踪、定位、测速等的精度要求越来越高，不仅对电子参数，而且对设备加工和伺服控制元件亦提出了更严格的要求。在连续波计量系统中，为保证测速精度达到每秒几厘米，地面频标的短期稳定度应在10-12以上。在宇航系统中，地面设备之间的联系、地面对空间飞行器的探测、控制，都要高速的传输和处理大量数据。因此，要求传送信号的频带很宽而且精度很高。国际上通讯和广播卫星将普遍使用11GHz~14GHz、20GHz一40GHz或更高频段，不断向毫米波、亚毫米波迈进。这就必须研制新的元器件、部件以至整机，从而对计量测试亦必然提出相府的新的要求。对国防尖端技术系统来说，工作环境比较特殊，往往要在现场进行有效的计量测试，难度较大。例如，飞行器在运输、发射、运行、回收等过程中，要经历一系列诸如振动、冲击、高温、低温、高湿、强辐射等恶劣环境。当弹头进入大气层时，要经受几千度以上的超高温；提高接收机灵敏度的关键部件一般要在液氦的超低温下工作；主发动机推力可达几十兆牛，而姿态控制发动机的推力则只有几厘牛。原子弹、氢弹等核武器的研制与爆炸威力实验，对计量都有特殊要求，必须进行动态压力、动态温度、脉冲流量，以及核辐射等一系列计量测试。
[ 本帖最后由 duomeiti 于 2007-4-20 23:06 编辑 ] |
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