動態世界中的計量

劉媛（中國計量科學研究院）編譯

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動態世界中的計量

劉媛（中國計量科學研究院）編譯

一、2016年世界計量日的主題

2016年世界計量日主題為“動態世界中的計量”，這個主題不僅指出測量動態參數的準確性存在著諸多挑戰（例如：燃燒室內的壓力），而且體現了現今計量科學飛速發展的步伐。

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

許多測量儀器，如連續稱量機、測量車輛速度的雷達等，這些用來測量物體運動的儀器，均需依照法律規定或參照規程規范（獲得校準或者檢定）。此外，根據儀器所開展的測量、儀器測量的參考方法以及新技術不斷變化更新，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果協調一致。

二、計量日主題致辭

1.來自國際計量局（BIPM）局長的致辭：動態世界中的計量

當我們回顧21世紀的迅猛變化時，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，使動態的世界受益于一個穩定和精準的測量系統，對于計量來講就是一個挑戰。

Martin Milton Director of the BIPM

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

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

這些對動態量進行測量的應用帶來了特別的挑戰。將高精度長期穩定的標準與日常動態的現場測量應用聯系起來是很困難的，它本身也需要極大的創新。

使我們的測量能力適應這個動態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鍵措施之一。單位制的重新定義將確保世界測量系統更具普遍性、更易于被接受，并為未來的科技進步提供新機遇。

我們都需要動態組織中充滿活力的人，去迎接動態世界中測量的挑戰。

Stephen Patoray Director the BIML

2.來自國際法制計量局（BIML）局長的致辭：動態世界中的計量

作為一個機械工程師，我腦海里第一個想到的即是動力學是應用物理學的一個分支，特別是經典力學的領域，它涉及的是力和扭矩及其對運動的影響的研究。動力學研究有以下兩類：線性（參數如力、質量/慣性、位移、速度、加速度和動量）和旋轉（參數如扭矩、慣性矩/轉動慣量、角位移、角速度、角加速度和角動量）。通常，物體同時表現出線性和旋轉兩種運動。

我們知道，有眾多儀器用在“動態”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”一詞不僅涉及運動也包括改變。體現了這種連續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（包括計量）和工程學。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、持續滯空不落地的飛機。1957年10月4日，蘇聯發射第一顆進入地球軌道的人造衛星（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。1998年，國際空間站（ISS）的第一部分，可居住的人造衛星，被投入地球的近地軌道。2012年，美國國家航空航天局發射的“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。

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生重大變革。對精確值的研究、定義工作用到的數據和儀器的細化研究及對其他SI單位的驗證研究也還在繼續。

計量是一門測量的科學，它同人類文明一樣古老，但它仍在不斷地變革中，繼續向前加速前進，并持續動態變化著。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

計量在科學發現和創新、工業生產和國際貿易、提高生活質量和保護全球環境等方面均起著至關重要的作用。

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，但是科學家發現，隨著時間的推移和科技的進步，這種和實物相聯系的定義已經不能滿足現代科技的需求了，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聯系起來，以量子物理為基礎的自然基準取代實物基準，就不會受到空間和時間改變的影響。因此在“展望2025——國際計量發展重大挑戰”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項國家計量基準啟用

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

據悉，這10項國家計量基準的啟用，將更加有力地為新材料研發、裝備制造、航空航天、災害預防、醫療衛生等領域提供更加精準的量傳溯源服務，保證相關領域測量結果準確可靠，最終服務于社會大眾。例如，低頻（垂直向/水平向）振動計量基準解決了交通工具（如飛機和汽車）減振系統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。