动态世界中的计量

刘媛（中国计量科学研究院）编译



动态世界中的计量

刘媛（中国计量科学研究院）编译

一、2016年世界计量日的主题

2016年世界计量日主题为“动态世界中的计量”，这个主题不仅指出测量动态参数的准确性存在着诸多挑战（例如：燃烧室内的压力），而且体现了现今计量科学飞速发展的步伐。

在世界各地，国家计量院持续不断开拓和验证满足更高精密等级的测量技术并推动计量科学的发展。他们同时参与国际计量局组织的比对活动，以确保测量结果在全球范围内的可信度。与此同时，国际计量局也为其成员国提供了发表新的测量挑战的论坛平台。

许多测量仪器，如连续称量机、测量车辆速度的雷达等，这些用来测量物体运动的仪器，均需依照法律规定或参照规程规范（获得校准或者检定）。此外，根据仪器所开展的测量、仪器测量的参考方法以及新技术不断变化更新，测量能源或水的“智能”仪器就是一个例子。 国际法制计量组织（OIML）制定了国际建议，以确保全球同种类型仪器的测量结果协调一致。

二、计量日主题致辞

1.来自国际计量局（BIPM）局长的致辞：动态世界中的计量

当我们回顾21世纪的迅猛变化时，有一句话是非常能引起共鸣的，那就是“唯一不变的是变化本身”。 计量的需求，以及这些需求如何得到满足，例如，使动态的世界受益于一个稳定和精准的测量系统，对于计量来讲就是一个挑战。

Martin Milton Director of the BIPM

新的技术满足了诸多社会需求，更重要的是稳定和精准的测量为这些新技术提供有力的支撑作用。

动态量的准确测量对高新技术的发展至关重要，无论是磁盘驱动器的高速运转、电网为载体的可再生能源的供给和需求的变化，亦或是推动环境改善和航空航天工业中燃油效率的提高。动态量的计量同样越来越在已有的行业，如：火车和卡车的动态称重、汽车轮胎和发动机产生的振动和冲击的监测等起着不可替代的作用。

这些对动态量进行测量的应用带来了特别的挑战。将高精度长期稳定的标准与日常动态的现场测量应用联系起来是很困难的，它本身也需要极大的创新。

使我们的测量能力适应这个动态的世界仍需要其他的举措。进一步地证明国际单位制（SI）是2018年重新定义计划的众多关键措施之一。单位制的重新定义将确保世界测量系统更具普遍性、更易于被接受，并为未来的科技进步提供新机遇。

我们都需要动态组织中充满活力的人，去迎接动态世界中测量的挑战。

Stephen Patoray Director the BIML

2.来自国际法制计量局（BIML）局长的致辞：动态世界中的计量

作为一个机械工程师，我脑海里第一个想到的即是动力学是应用物理学的一个分支，特别是经典力学的领域，它涉及的是力和扭矩及其对运动的影响的研究。动力学研究有以下两类：线性（参数如力、质量/惯性、位移、速度、加速度和动量）和旋转（参数如扭矩、惯性矩/转动惯量、角位移、角速度、角加速度和角动量）。通常，物体同时表现出线性和旋转两种运动。

我们知道，有众多仪器用在“动态”的法制计量工作中，比如：称量运动中物品的自动衡器；测量电流的电表，测量水、液体和气体流量的各类仪器以及计价器等。

然而，在英语语言中“动态”一词不仅涉及运动也包括改变。体现了这种连续和极富变化的例子便是太空旅行，这其中包含许多不同的科学（包括计量）和工程学。1903年12月17日莱特兄弟制造了第一架受控制、附机载外部动力、持续滞空不落地的飞机。1957年10月4日，苏联发射第一颗进入地球轨道的人造卫星（译为史普尼克一号或者旅行者）。1969年7月20日，美国“阿波罗11号”宇宙飞船成功完成第一次载人登月任务。1998年，国际空间站（ISS）的第一部分，可居住的人造卫星，被投入地球的近地轨道。2012年，美国国家航空航天局发射的“好奇”号探测车登陆火星表面并开展对火星的探索。2014年11月，欧洲空间局罗塞塔彗星探测器释放“菲莱”着陆器成功登陆彗星，完成首次无人探测器登陆彗星的任务。

千克的新定义工作也已开展并接近尾声，这将让我们看到计量体系由于特定SI单位定义的变化而发生重大变革。对精确值的研究、定义工作用到的数据和仪器的细化研究及对其他SI单位的验证研究也还在继续。

计量是一门测量的科学，它同人类文明一样古老，但它仍在不断地变革中，继续向前加速前进，并持续动态变化着。计量工作有很大的吸引力，参与其中是一项非常令人着迷和振奋人心的事情。

三、计量讯息科普

计量在科学发现和创新、工业生产和国际贸易、提高生活质量和保护全球环境等方面均起着至关重要的作用。

1.千克的定义

一直以来1kg的定义，就是放置在法国巴黎的高39mm的金属圆柱，但是科学家发现，随着时间的推移和科技的进步，这种和实物相联系的定义已经不能满足现代科技的需求了，并且实物是不可能亘古不变的。将国际单位制（SI）和宇宙中恒定不变的量或基本物理常数联系起来，以量子物理为基础的自然基准取代实物基准，就不会受到空间和时间改变的影响。因此在“展望2025——国际计量发展重大挑战”国际研讨会上，“千克”的定义确定将于2018年改头换面以新面貌示人。

2.10项国家计量基准启用

2016年2月29日，质检总局召开新闻发布会，正式发布启用10项国家计量基准，这10项基准全部由中国计量科学研究院建立、保存和维护。10项国家计量基准包括振动（中、高、低频）基准（副基准）4项、冲击加速度基准2项、容量基准1项、硬度副基准2项、声学基准1项。

据悉，这10项国家计量基准的启用，将更加有力地为新材料研发、装备制造、航空航天、灾害预防、医疗卫生等领域提供更加精准的量传溯源服务，保证相关领域测量结果准确可靠，最终服务于社会大众。例如，低频（垂直向/水平向）振动计量基准解决了交通工具（如飞机和汽车）减振系统的幅值和相位的计量问题，即通过测量振动的幅值和相位，主动施加一个相位相反、幅值相近的振动控制信号，降低这些交通工具的振动幅度，提高乘坐舒适性。