標準計量基準

標準計量基準

計量是實現單位統一、量值準確可靠的活動。計量基準是用以保證測量結果統一和準確的標準物質、標準方法和標準條件,而標準計量基準是指某一特定地域範圍內特定組織(例如國際計量大會)決定承認的測量標準,在指定區域內作為到有關量的其他測量標準定值的依據。

發展階段

從計量的發展歷史看,計量基準經歷了4個發展階段。

自然物為基準

岷山導江的大禹 岷山導江的大禹

第1個階段是以自然物為計量基準 最初始的自然物是人體的器官,即用人自身的手足和手足的動作作為度量的標準。《孔子家語》說:“夫布指知寸,布手知尺,舒肘知尋(八尺),斯不遠之則也。”意思就是說中指中節上一橫紋叫作一寸,拇指同中指一叉相距叫作一尺,兩臂伸長得八尺叫作一尋。

在我國有歷史記載並比較有名的是大禹“以身為度”的故事。相傳,大禹在治理黃河水患時,在疏通水道,引水入海的過程中需要對山川水勢進行測量。規矩準繩就是當時最常用的測量工具。那么如何保證治水工程中規矩準繩計量標準的統一昵?《史記》記載:(禹)“身為度,稱以出”。意思是大禹用自己的身體和體重定出長度和重量的標準,把他複製到木棍、矩尺和準繩上,測量長度、重量時就可以直接讀數和計算了,治水工程即使在不同地區也可以復現和傳遞這個量了。
其實,在很多國家、很多地區,都有“以身為度”的歷史記載。如英國在12世紀初仍以英王亨利一世(1100一1135年)鼻尖至指尖的距離定為一碼,以自己的腳長來確定“英尺”的長度,“英寸”的標準則是英國國王埃德加(959一975年)的拇指關節長度。

以人為物基準

新莽嘉量 新莽嘉量

第2個階段是以人為物為計量基準 隨著社會的發展,科技的進步,以人體等自然物為計量標準就難以滿足經濟社會生活的需要了,於是就開始人為製造一些計量標準物。

我國計量史上以人為物為標準器的經典作品是“新莽嘉量”。在我國歷史中東漢與西漢之間有一個短命王朝“新”,它是東漢權臣王莽創立的,王莽在篡奪東漢政權時,為了滿足其托古改制的政治需要,徵集當時學識淵博通曉天文樂律的一百多名學者,在著名律歷學家劉歌的主持下,完成了中國歷史中規模最大的一次度量衡制度改革。並監製了一批度量衡標準器,其中最著名的就是新莽嘉量。目前,還保存在台北故宮博物院。

新莽嘉量是一個五量合一的標準量器,其主體是解量,另外還有斗、升、禽、合諸量。在嘉量的5個單位量器上,每一個都刻有銘文,詳細記載了該量的形制、規格、容積以及與其他量之間的換算關係。

經典物理基準

標準計量基準 標準計量基準

第3個階段是以經典物理學為基礎建立的巨觀實物為計量基準 隨著科學技術的進步和社會生產力的發展,計量基準已開始擺脫利用人體、自然物體等的原始狀態,進入了以科學為基礎的發展階段。

1685年,英國物理學家牛頓完成了萬有引力定律和機械運動三定律的論證和描述,建立起完整的經典力學體系。經典物理學為近代計量學的創建和測量技術的發展奠定了基礎。在經典物理學的基礎上,人們開始探索建立計量新的基標準。1795年4月7日,法國國民議會頒布新的度量衡制度:米的長度以自北極到赤道段經過巴黎的子午線的一千萬分之一為標準,質量單位以1立方分米溫度為攝氏4度的純水在真空中的質量。並由此鑄出了米和千克原器。此外,如時間:秒,電流:安「培〕,熱力學:溫度開「爾文〕,物質量:摩「爾〕,發光強度:坎「德拉〕等計量標準也在經典物理學理論指導下得到了建立和廣泛套用。

19世紀下半葉到20世紀上半葉,各國根據經典物理學的原理,用某種特別穩定的實物建立起了實物計量基準,使基本單位的量值由實物計量基準復現和保存。

量子物理基準

標準計量基準 標準計量基準

第4個階段是以量子物理學為基礎建立的微觀量子基準 為了解決實物基準不易保存且準確度存在一定局限的問題,20世紀下半葉以來,計量科學研究者與物理學研究者緊密合作,使計量單位的定義逐步拋棄實物基準,更新在以量子物理學為基礎的基本物理常數上。從目前的物理學知識來看,這些基本物理常數不隨時間和地點的變化而變化,原子的量子特性都可以在任何時間、任何地點用原理相同的裝置重複產生,從而完全解決了實物基準存在的問題。

目前,現行國際單位制(SI)的7個計量基本單位中除了千克(kg)還是以實物作為基準外,其他6個:米(m)、秒(s)、安培(A)、開爾文(K)、坎德拉(cd)和摩爾(mol)都已經利用以量子物理學為基礎的基本物理常量和原子的物理特性作了更新。例如1983年10月第17屆國際計量大會通過了米的新定義“米是光在真空中1/299792458秒的時間間隔內所經路程的長度”。

我國計量基準管理

第一條 為了加強計量基準管理,根據《中華人民共和國計量法》、《中華人民共和國計量法實施細則》有關規定,制定本辦法。

第二條 本辦法所稱計量基準是指經國家質量監督檢驗檢疫總局(以下簡稱國家質檢總局)批准,在中華人民共和國境內為了定義、實現、保存、復現量的單位或者一個或多個量值,用作有關量的測量標準定值依據的實物量具、測量儀器、標準物質或者測量系統。

第三條 在中華人民共和國境內,建立、保存、維護、改造、使用以及廢除計量基準,應當遵守本辦法。

第四條 計量基準由國家質檢總局根據社會、經濟發展和科學技術進步的需要,統一規劃,組織建立。 基礎性、通用性的計量基準,建立在國家質檢總局設定或授權的計量技術機構;專業性強、僅為個別行業所需要,或工作條件要求特殊的計量基準,可以建立在有關部門或者單位所屬的計量技術機構。建立計量基準,可以由相應的計量技術機構向國家質檢總局申報。

第五條 計量技術機構申報計量基準,必須按照規定的條件和程式報國家質檢總局批准。

第六條 申報計量基準的計量技術機構應當具備以下條件:

(一)能夠獨立承擔法律責任;

(二)具有從事計量基準研究、保存、維護、使用、改造等項工作的專職技術人員和管理人員;

(三)具有保存、維護和改造計量基準裝置及正常工作所需實驗室環境(包括工作場所、溫度、濕度、防塵、
防震、防腐蝕、抗干擾等)的條件;

(四)具有保證計量基準量值定期復現和保持計量基準長期可靠穩定運行所需的經費和技術保障能力;

(五)具有相應的質量管理體系;

(六)具備參與國際比對、承擔國內比對的主導實驗室和進行量值傳遞工作的技術水平。

第七條 計量技術機構申報計量基準,應當向國家質檢總局提供以下檔案:

(一)申請報告;

(二)研究報告;

(三)省部級以上有關主管部門主持或認可的科學技術鑑定報告和相應證明檔案;

(四)試運行期間的考核報告、復現性和年穩定性運行記錄;

(五)檢定系統表方案;

(六)計量基準操作手冊;

(七)主體設備、附屬設備一覽表及影像資料。

第八條 國家質檢總局可以委託專家組對計量技術機構申報的計量基準進行檔案資料審查和現場評審,並由專家組出具評審報告。檔案資料審查和現場評審的內容應當符合本辦法第六條和第七條規定要求。

第九條 國家質檢總局對專家評審報告進行審核;對審核合格的,批准該項計量基準的建立申報,頒發計量基準證書,並向社會公告。經批准的計量基準,由提出申報的計量技術機構保存和維護,其負責保存和維護計量基準的實驗室為國家計量基準實驗室。

第十條 保存、維護計量基準的計量技術機構,應當保證持續滿足第六條規定的條件。

第十一條 保存、維護計量基準的計量技術機構,應當定期或不定期進行以下活動:

(一)排除各種事故隱患,以免計量基準失準;

(二)參加國際比對,確保計量基準量值的穩定並與國際上量值的等效一致;

(三)定期進行計量基準單位量值的復現。

對於開展前款規定活動的有關情況,計量技術機構應當及時報告國家質檢總局。

第十二條 計量技術機構不得擅自改造、拆遷計量基準;需要改造、拆遷的,應當報國家質檢總局批准。

第十三條 計量基準改造、拆遷完成,並通過穩定性運行實驗後,需要恢復該計量基準的,計量技術機構應當報國家質檢總局批准。前款規定事項的申請、批准,按本辦法第七、八、九條規定執行。

第十四條 對計量基準改值或因相應計量單位改制而改變計量基準的,計量技術機構應當報國家質檢總局批准。

第十五條 計量技術機構應當定期檢查計量基準的技術狀況,保證計量基準正常運行,按規範要求使用計量基準進行量值傳遞。對因有關原因造成計量基準用於量值傳遞中斷的,計量技術機構應當向國家質檢總局報告。

第十六條 國家質檢總局以及保存、維護計量基準的計量技術機構的有關主管部門應當加強對計量基準保存、維護、改造的投入。

第十七條 國家質檢總局應當及時廢除不適應計量工作需要或者技術水平落後的計量基準,撤銷原計量基準證書,並向社會公告。

第十八條 國家質檢總局可以對計量基準進行定期覆核和不定期監督檢查,覆核周期一般為5年。

覆核和監督檢查的內容包括:計量基準的技術狀態、運行狀況、量值傳遞情況、人員狀況、環境條件、質量體系、經費保障和技術保障狀況等。

國家質檢總局可以根據覆核和監督檢查結果,組織或責令有關計量技術機構對有關計量基準進行整改。

第十九條 從事計量基準保存、維護或使用的計量技術機構及其工作人員,不得有下列行為:

(一)利用計量基準進行不正當活動;

(二)未履行計量基準有關報告、批准制度;

(三)故意損壞計量基準設備,致使計量基準量值失準、停用或報廢;

(四)不當操作,未履行或未正確履行相關職責,致使計量基準失準、停用或報廢;

(五)故意篡改、偽造數據、報告、證書或技術檔案等資料;

(六)不當處理、計算、記錄數據,造成報告和證書錯誤。

違反前款規定的,由國家質檢總局責令計量技術機構限期整改;情節嚴重的,撤銷計量基準證書和國家計量基準實驗室稱號,並對有關責任人予以行政處分;構成犯罪的,依法追究刑事責任。

第二十條 從事計量基準管理的國家工作人員濫用職權、玩忽職守、詢私舞弊,情節輕微的,依法予以行政處分;構成犯罪的,依法追究刑事責任。

第二十一條 本辦法由國家質檢總局負責解釋。

第二十二條 本辦法自2007年7月10日起施行。1987年7月10日原國家計量局發布的《計量基準管理辦法》同時廢止。

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