第一讲 测量与计量
国家质检总局 金华彰
编者按:计量战线的老同志大都已退下来或将要退下来,计量战线的新生力量正在不断壮大、迅速成长。在这新老交替的时刻,对有关计量的基本概念和知识进行系统探讨,具有一定的价值。这不仅有助于计量战线的新同志进一步了解有关计量工作的内容,也可以使他们更深刻地理解计量的使命和社会责任,开创计量事业的新天地。为此,本刊将从2008年第1期起,在“学习与培训”栏目系统开展计量管理基础知识培训。每期一篇,一题一文一期,重在对实际应用提供指导,尽量避免深奥理论。以下是第2期至第12期的题目(刊出时可能会略有调整):
第2期 量和单位
第3期 计量法规
第4期 测量标准及建立
第5期 计量检定及其实施
第6期 计量校准及其实施
第7期 检定规程和校准规范
第8期 比对和能力验证
第9期 期间核查
第10期 型式批准与型式评价
第11期 商品量计量检验
第12期 计量安全防护、职业道德
一、测量
1.什么是测量
测量是人类认识和揭示自然界物质运动的规律、借以定性区别和定量描述周围物质世界,从而达到改造自然和改造世界的一种重要手段。可以说,测量的概念起源于人类对物质世界的认识。人类在认识自然、改造自然中,随着生产、劳动、生活的需要,将遇到各种现象和物体,并要求能定性地区别又可定量地确定这些现象和物体的属性。他们用人体的某一部分或某一实物,确定距离的远近、土地的大小、食物的多少、物体的轻重。随着人们在生产劳动实践中知识的不断积累,改造自然的能力逐步提高,人们把“确定的已知量”规定为某一量的单位量,通过它与一个未知量进行比较,从而确定这一未知量的大小,并将其(量的大小)用数值和单位的乘积(即量值)表示出来,这就是人们从事的测量活动。可见,一个量的大小用量值来表示,而如何获得这一量值是通过测量来实现的。随着人类社会和科学技术的高度发展,人类认识自然的能力进一步深化,测量对象不仅限于物理量,同时还对化学量、工程量、生物量等进行定性的区别和定量的确定,从而测量范围不断扩大,其应用范围及内容更为丰富。
按定义“测量”就是“以确定量值为目的的一组操作”。它包含了三层内涵:(1)测量是一种“操作”,它既可以是一项复杂的物理实验活动,又可以是一种简单的动作。这种操作可以手动、半自动,也可以自动地进行。(2)该组操作的目的(即测量的目的)在于确定被测对象量值的大小,这里没有限定测量范围和测量不确定度,也没有规定获得量值大小的方法和途径,所以,它适用于所有可测的量,各种领域和各个方面的测量。(3)它强调是“一组”操作,说明测量是一个过程。通常把“确定量值的一组操作”称为测量过程。测量过程的三个要素是:输入,确定被测的量及对测量的要求;活动,对所需要的测量进行策划,选定测量原理和测量方法,配备适宜的且具有溯源性的测量器具,确定测量程序,选择和确定具有测量能力的人员,识别和控制测量过程中环境及影响量的影响,实施测量活动,并通过必要的数据计算和处理;输出,按输入的要求,出具测量结果或报告。把测量活动作为测量过程来看待,有利于理解测量中的各项要素,识别测量的要求,明确测量的资源、顺序、接口、关系及相互作用,有利于实施测量及对测量活动的管理和监控。
2.测量的作用
测量是人们认识世界、改造客观世界的重要手段。测量是科学技术的基础,正如俄国科学家门捷列夫所说:“没有测量,就没有科学。”科学从测量开始,每一种物质和现象只有通过测量才能真正认识,不能测量的东西,人们就不可能全面地认识它。测量是发展生产的重要手段,它可以保证产品质量、改进和监控工艺、提高劳动生产率、改善劳动条件、加强经营管理、实现生产的自动化和现代化。测量也是掌握物质财富和动力资源的数量,以及经济合理地使用这些财富,减少能源和材料消耗的重要手段。测量可以维护社会经济秩序,确保国内和国际贸易活动的正常进行。此外,通过环境监测、医疗卫生、安全防护等方面的测量,可直接维护人们的健康和安全。测量是人们生活中不可或缺的重要环节,人们生活处处离不开测量。所以,测量与国民经济、社会发展和人民生活有着十分密切的关系,具有十分重要的地位。
二、计量
1.什么是计量
还是要从测量谈起,人们为了生存和发展,必须认识自然、改造自然,要进行大量的测量活动,最初,测量是十分原始的,单位是可以任选的。随着生产的发展和商品交换形成社会性活动时,客观上要求实现测量的统一,即在一定准确度内同一物体在不同地方,用不同测量手段,测量所得的结果应实现一致。因而出现了大家公认的、统一的单位及体现单位的实物标准,用公认的标准来对测量仪器进行比较,并用法律的形式将其固定下来,从而形成了区别于测量的新概念,也就是称之为“计量”的概念。
单位的统一是测量统一的基础,测量统一应反映在量值准确可靠和一致上。按定义,“计量”是指“实现单位统一、量值准确可靠的活动”。该定义说明:(1)计量的目的就是为了实现单位统一、量值准确可靠,从而实现同一物体测量结果的可比性、一致性;(2)其内容包括为实现这一目的所进行的各项活动。这一活动具有广泛性,它涉及科学技术、法律法规、行政管理等活动,包括国民经济各部门、人民生活各方面,哪儿有测量,哪儿就需要单位的统一、量值的准确可靠,哪儿就需要计量,计量为测量的准确可靠提供了基本保证。这一定义不仅表达了计量的本质特征,也明确了从事计量活动的根本目的。通过计量所获得的测量结果,是人类活动中最重要的信息源之一。
可见,计量不同于一般的测量,测量是为了获得量值的大小,而计量是为了达到量值的统一、准确和一致。测量是形成计量、计量学的前提和基础,有了测量,才出现了计量的概念,从而形成了计量学这门科学。在计量学中,测量既是核心概念,又是研究对象。实际上,计量与测量两者密不可分,可以认为计量就是与测量结果置信度有关的、与不确定度联系在一起的规范化的测量,所以,人们有时也称测量为计量,例如称测量单位为计量单位,称测量标准为计量标准等。 |
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