第二章 计量的基础知识第一节第一节 世界计量的发展阶段世界计量的发展阶段一、古典阶段一、古典阶段二、经典阶段二、经典阶段三、现代阶段三、现代阶段一、古典阶段一、古典阶段1、社会背景：农牧业和手工业时代、社会背景：农牧业和手工业时代2、特特点点：古古典典阶阶段段是是以以权权力力和和经经验验为为主主的的初初级级阶阶段段，没没有有或或者者没没有有充充分分的的科科学学依依据据。作作为为最最高高依依据据的的计计量量基基准准，多多用用人人体体的的某某一一部部分分、动动物物的的丝丝毛毛或或某某种种能力、植物果实、乐器以及物品等能力、植物果实、乐器以及物品等。案例：案例： a) 我国古代的我国古代的“布手知尺布手知尺”、“掬手为升掬手为升”等；等； b)英英国国的的“码码”，是是英英王王亨亨利利一一世世将将其其手手臂臂向向前前平平伸伸，从从其其鼻鼻尖尖到到指指尖尖的的距距离离；英英尺尺是是查查理理曼曼大大帝帝的的脚脚长长；英亩是二牛同扼，一日翻耕土地之面积，等等。英亩是二牛同扼，一日翻耕土地之面积，等等。二、经典阶段二、经典阶段1、社会背景：资产阶级革命和工业革命。、社会背景：资产阶级革命和工业革命。2、标标志志：1875年年“米米制制公公约约”的的签签定定，可可认认为为是是经典阶段的开始；经典阶段的开始；3、特特点点：计计量量基基准准已已开开始始摆摆脱脱利利用用人人体体、自自然然物物体体等等的的原原始始状状态态，进进入入了了以以科科学学为为基基础础的的发发展展阶阶段段。但但受受到到科科技技水水平平的的限限制制，这这个个时时期期的的计计量量基基准都是在经典理论指导下的宏观器具或现象。准都是在经典理论指导下的宏观器具或现象。典型案例：典型案例： 米制公约的确立。米制公约的确立。1775年年，法法国国创创立立了了一一种种新新的的计计量量单单位位制制，它它以以地地球球子子午午线线长长度度的的四四千千万万分分之之一一作作为为长长度度单单位位，定定名名为为“米米突突”；以以1立立方方分分米米的的纯纯水水在在4时时的的重重量量（质质量量）作作为为重重量量（质质量量）单单位位，定定名名为为“千千克克”；以以米米的的十十分分之之一一长长度度的的立立方方作作为为容容量量的的单单位位，定定名名为为“立立特特”。这这种种制制度度是是十十进进位位制制，完完全全以以“米米”为为基基础础，因因此此得得名名为为“米米制制” 1799年年，法法国国政政府府根根据据科科学学家家实实地地测测定定敦敦刻刻尔尔克克到到巴巴塞塞罗罗那那之之间间的的地地球球子子午午线线的的弧弧长长和和给给定定体体积积纯纯水水的的重重量量结结果果，制制成成了了铂铂基基准准米米尺尺和和铂铂基基准准千千克克，我我们们称称之之为为“档档案案米米”和和“档案千克档案千克”，保存在法国巴黎档案局。，保存在法国巴黎档案局。 米制公约米制公约1875年年法法国国政政府府召召开开了了“米米制制外外交交会会议议”，有有20个个国国家家派派了了政政府府代代表表和和科科学学家家出出席席。5月月20日日正正式式签签署署了了“米制公约米制公约”，公认，公认米制为国际通用的计量单位制米制为国际通用的计量单位制。1889年年，国国际际计计量量局局完完成成了了“米米”和和“千千克克”原原器器的的制制造造，同同年年在在巴巴黎黎召召开开了了第第一一届届国国际际计计量量大大会会，从从所所制制的的米米尺尺和和砝砝码码中中，选选出出了了作作为为统统一一国国际际长长度度和和质质量量单单位位量量值值的的米米尺尺和和砝砝码码，称称为为“国国际际原原器器”，由由国国际际计计量量局局保保存存。大大会会还还批批准准将将其其余余的的米米尺尺和和砝砝码码发发给给米米制制公公约约签签字字国国，作作为为各各国国的的最最高高计计量量基基准准。各各国国的的基基准准器器具具定定期期与与国国际际计计量量局局的的国国际原器比对，以保证其量值一致。际原器比对，以保证其量值一致。 米制公约米制公约1875年年法法国国政政府府召召开开了了“米米制制外外交交会会议议”，有有20个个国国家家派派了了政政府府代代表表和和科科学学家家出出席席。5月月20日日正正式式签签署署了了“米米制制公公约约”，公公认认米米制制为为国国际际通通用用的的计计量单位制量单位制。1889年年，国国际际计计量量局局完完成成了了“米米”和和“千千克克”原原器器的的制制造造，同同年年在在巴巴黎黎召召开开了了第第一一届届国国际际计计量量大大会会，从从所所制制的的米米尺尺和和砝砝码码中中，选选出出了了作作为为统统一一国国际际长长度度和和质质量量单单位位量量值值的的米米尺尺和和砝砝码码，称称为为“国国际际原原器器”，由由国国际际计计量量局局保保存存。大大会会还还批批准准将将其其余余的的米米尺尺和和砝砝码码发发给给米米制制公公约约签签字字国国，作作为为各各国国的的最最高高计计量量基基准准。各各国国的的基基准准器器具具定定期期与与国国际际计量局的国际原器比对，以保证其量值一致。计量局的国际原器比对，以保证其量值一致。 米制公约米制公约米米制制单单位位的的扩扩充充。根根据据两两通通电电导导线线之之间间产产生生的的作作用用力力而而定定义义的的电电流流单单位位安安培培；根根据据地地球球围围绕绕太太阳阳的的转转动动周周期期而而确确定定的的时时间间单单位位秒秒。它它们们形形成成了了一一种种基基于于所所谓谓自自然然不不变变的的米米制制，并并成成为为国国际际单位制的基础单位制的基础 。米米制制单单位位的的改改进进。 1892年年，美美籍籍德德裔裔科科学学家家阿阿尔尔伯伯特特迈迈克克尔尔逊逊第第一一次次用用镉镉红红外外波波长长以以干干涉涉法法测测量量了了国国际际米米原原器器，它它的的精精度度比比法法国国的的档档案案米米原原器器的的精精度度提提高高了了一一百百倍倍，干干涉涉仪仪的的使使用用使使长长度度计计量量得得到到了了一一大大突突破破，大大大大促促进进了了计计量量科科学学的的发发展展，从从而而结结束束了了国国际际间间使使用用了了70多多年年的的长度实物基准长度实物基准。 米米制制单单位位制制的的延延伸伸。随随着着科科学学技技术术和和工工业业的的发发展展，人人们们在在各各个个领领域域又又先先后后制制定定了了一一些些以以米米制制为为基基础础的的单单位位制制，例例如如：物物理理学学中中厘厘米米克克秒秒制制；工工程程技技术术的的米米千千克克秒秒制制和和米米千千克克力力秒秒制制；电电磁磁学学中中静静电电制制，高高斯斯制制等。等。 米制公约米制公约三、现代阶段三、现代阶段1、社社会会背背景景：二二次次世世界界大大战战后后，全全球球经经济济快快速速发发展，技术变化日新月异。展，技术变化日新月异。2、标标志志：由由经经典典理理论论为为基基础础转转为为量量子子理理论论为为基基础础，由宏观实物基准转为微观量子基准；由宏观实物基准转为微观量子基准；3、特特点点：参参量量之之间间的的互互相相渗渗透透，检检测测方方法法与与设设备备的光、机、电结合。的光、机、电结合。 4、典型案例、典型案例 国际单位制的形成。国际单位制的形成。1948年年，第第九九届届国国际际计计量量大大会会责责成成国国际际计计量量委委员员会会制制定定一一种种所所有有“米米制制公公约约”签签署署国国都都能能接接受受的的实用计量单位制。将来安培列入。实用计量单位制。将来安培列入。 1954年年，第第十十届届国国际际计计量量大大会会根根据据决决定定采采用用米米(m)、千千克克(kg)，秒秒(s)，安安培培(A)，开开尔尔文文(K)和和坎坎德德拉拉(cd)六六个个单单位位为为建建立立新新单位制的基本单位。单位制的基本单位。 1956年年，国国际际计计量量委委员员会会把把上上述述六六个个基基本本单单位位作作为为基基础础的的单单位位制制称称为为“国国际际单单位位制制”。1960年年第第十十一一届届国国际际计计量量大大会会正正式式定定名名为为“国际单位制国际单位制” ，符号为，符号为“SI”。 国际单位制国际单位制SI形成形成1971年年，第第十十四四届届国国际际计计量量大大会会将将物物质质的的量量的的单单位位摩摩尔尔(mol)增增列列为为国国际际单单位位制的第七个基本单位。制的第七个基本单位。 随随后后的的几几次次计计量量大大会会陆陆续续给给21个个导导出出单单位位予予专专门门名名称称，将将十十进进倍倍数数词词头头表表示示的的因因素素从从10-181018扩展到扩展到10-241024 1978年年国国际际标标准准化化组组织织先先后后了了与与SI有有关关的的国国家家标标准准，使使得得SI能够在国际上广泛应用。能够在国际上广泛应用。 国际单位制国际单位制国际单位制国际单位制SISI形成形成形成形成第二节第二节 我国计量的发展阶段我国计量的发展阶段一、古代时期一、古代时期 计计量量在在我我国国早早期期称称为为度度量量衡衡，根根据据我我国国史史书书记记载载，在在古古代代，人人们们最最初初判判断断长长短短、大大小小、轻轻重重时时，是是靠靠自自己己的的眼眼、手手等等感感觉觉器器官官，然然后后发发展展到以身体的某一部分作为标准。到以身体的某一部分作为标准。 随随着着手手工工业业与与农农业业的的分分离离，商商品品生生产产和和交交换换的的进进一一步步发发展展，商商品品的的品品种种和和数数量量越越来来越越多多，质质量量也也发发生生了了很很大大的的变变化化，人人们们对对交交换换商商品品用用的的计计量量器器具具的的准准确确度度越越来来越越高高，于于是是，早早期期的的度度量量衡衡器器具具就就随随着着人人类类的的需需要要而而产产生生了了。在在奴奴隶隶社社会会和封建社会时期，度量衡有了较快的发展。和封建社会时期，度量衡有了较快的发展。最早发现的商代象牙尺最早发现的商代象牙尺 豆豆 1、商代时期、商代时期2、春秋战国时期、春秋战国时期 1）春春秋秋战战国国时时期期，各各国国的的度度量量衡衡器器具具都都有有发发展展，但量值不统一，单位的大小和名称不一致，比如：但量值不统一，单位的大小和名称不一致，比如：u秦国的量器名称为升、斗、桶，秦国的量器名称为升、斗、桶，u齐国叫豆、区、斧、钟等；齐国叫豆、区、斧、钟等； u秦秦国国的的1升升合合今今200毫毫升升，楚楚国国的的1升升合合今今220毫升毫升 ；2）单位量值标准器）单位量值标准器-黄钟律管黄钟律管 我我国国古古代代未未曾曾把把度度量量衡衡列列为为专专门门的的学学科科，而而多多随随音音律律、历历算算学学并并存存，尤尤其其与与音音律律学学互互为为参参证证，成为中国古代度量衡史的一大特点。成为中国古代度量衡史的一大特点。 根根据据汉汉书书律律历历志志上上，黄黄钟钟律律管管如如果果以以大大小小适适中中且且相相等等的的黍黍子子进进行行测测量量，其其长长度度应应该该等等于于九九十十粒粒黍黍子子并并列列的的长长度度，官官内内应应该该正正好好容容纳纳黍黍子子一一千千二二百百粒粒。古古代代度度量量衡衡的的标标准准即即由由此此产产生生。 度度的的标标准准：每每粒粒黍黍子子的的长长度度为为一一分分，十十分分为为一一寸寸，十十寸寸为为一一尺尺，十十尺尺为为一一丈丈，十十丈丈为为一一引引。 量量的的标标准准：以以井井水水注注满满黄黄钟钟管管。井井水水的的容容量量为为一一龠龠，十十龠龠为为一一合合，十十合合为为一一升升，十十升升为为一一斗斗，十斗为一斛。十斗为一斛。 衡衡的的标标准准：一一千千二二百百粒粒黍黍子子，其其重重量量规规定定为为十十二二铢铢，二二十十四四铢铢为为一一两两，十十六六两两为为一一斤斤，三三十十斤斤为一钧，四钧为一石。为一钧，四钧为一石。 特点：特点：用频率进行校准；用频率进行校准； 一一个个实实物物，可可实实现现长长度度、容容量量和和质质量量3个个量的单位量值。量的单位量值。黄钟律管黄钟律管3、秦始皇时代、秦始皇时代 u在在中中国国首首次次实实现现了了统统一一文文字字、统统一一货货币币、统统一一度度量衡；量衡；u以以40字字诏诏书书的的形形式式发发布布了了最最高高法法令令，是是我我国国计计量量管管理理史史上上的的一一件件大大事事，标标志志着着计计量量管管理理开开始始了了法法制管理；制管理；u首次明确了检定制度首次明确了检定制度 1） 周期：周期： 1年；年； 2） 环境温度：春分、秋分（温度变化小）；环境温度：春分、秋分（温度变化小）； 3）规定了误差和等级划分；）规定了误差和等级划分； 4） 违反法令的惩罚措施。违反法令的惩罚措施。3、汉代、汉代 汉承秦制，刘邦令张仓汉承秦制，刘邦令张仓“定度量衡程式定度量衡程式”：度制：度制：1引引=10丈，丈，1丈丈=10尺，尺，1尺尺=10寸，寸，1寸寸=10分；分；量制：量制：1斛斛=10斗，斗，1斗斗=10升，升，1升升=10合；合；衡制：衡制：1石石= 4钧，钧，1钧钧= 30斤，斤，1斤斤=16两。两。 汉代是度量衡发展的兴盛时期，有许多成就：汉代是度量衡发展的兴盛时期，有许多成就： 发发明明了了活活动动卡卡尺尺，是是历历史史上上最最早早的的卡卡尺尺，可可以以测测量量外径和凹孔深度。外径和凹孔深度。 历历史史上上著著名名的的新新莽莽铜铜嘉嘉量量就就是是西西汉汉末末年年王王莽莽称称帝帝时时制作的。制作的。 （下图）（下图）新莽铜嘉量包括了五个容量单位，将斛、斗、升、合、龠；上为斛，新莽铜嘉量包括了五个容量单位，将斛、斗、升、合、龠；上为斛，下为斗，左耳为升，右耳上为合，下为龠。一器可以计量五量。下为斗，左耳为升，右耳上为合，下为龠。一器可以计量五量。新莽铜嘉量既可作容量标准，也可作衡重标准，还可导出尺度标准，新莽铜嘉量既可作容量标准，也可作衡重标准，还可导出尺度标准，度、量、衡三项统一于一器，誉为旷世瑰宝。度、量、衡三项统一于一器，誉为旷世瑰宝。现藏台湾省博物馆。现藏台湾省博物馆。新莽铜嘉量新莽铜嘉量4、三国东汉时代、三国东汉时代 u三国出现了最早使用的提系杆秤，一直使用至今。三国出现了最早使用的提系杆秤，一直使用至今。记里鼓车是利用车轮带动大小不同的一组齿轮，使车轮走记里鼓车是利用车轮带动大小不同的一组齿轮，使车轮走满一里时，其中一个齿轮刚好转动一圈，该轮轴拨动车上满一里时，其中一个齿轮刚好转动一圈，该轮轴拨动车上木人打鼓或击钟，报告行程。木人打鼓或击钟，报告行程。记里鼓车记里鼓车 5、隋唐时代、隋唐时代 公元公元653年颁布的年颁布的唐律疏仪唐律疏仪首次明确了如下：首次明确了如下： 1）度量衡的）度量衡的国家行政管理部门：大府寺国家行政管理部门：大府寺 2） 检定人员不按照规则操作的处罚；检定人员不按照规则操作的处罚； 3）私自制作度量衡在市场上使用的处罚；）私自制作度量衡在市场上使用的处罚； 4）违章使用度量衡称量国家财物的处罚；）违章使用度量衡称量国家财物的处罚； 5）使用未经过官方认可的合格的度量衡的处罚；）使用未经过官方认可的合格的度量衡的处罚； 6） 度量衡监督人员失职的处罚。度量衡监督人员失职的处罚。6、宋朝、宋朝 1）称称量量小小、分分度度精精、称量准确的称量准确的戥称戥称。 2）地地方方官官吏吏（如如宁宁国国府府）开开始始自自置置地地方方量量器器有有四四种种，均均比比国国家家规规定定的的标标准准量量器器大大。通通过过使使用用这这些些大大斛斛大大斗斗，一一年年就就多多征征农农民民地地租租粮粮食食29.9万万石石之之多。多。 7、明朝、明朝 明明朝朝对对度度量量衡衡器器具具管管理理非非常常严严格格，所所有有器器具具由由中中央央统统一一制制造造，然然后后由由各各省省、府府、州州逐逐级级依依样样制制造造，校校准准合合格格，印印烙烙后后颁颁发发使使用用。禁禁止止私私人人制制造度量衡器。造度量衡器。 据据统统计计，明明朝朝从从洪洪武武元元年年到到嘉嘉靖靖15年年近近200年中，共颁布有关度量衡法令年中，共颁布有关度量衡法令17次。次。8、清朝、清朝1）制作了规范的标准器。制作了规范的标准器。 清清朝朝前前期期，康康熙熙亲亲自自制制作作了了营营造造尺尺，又又以以营营造造尺尺的的尺尺度度导导出出容容量量标标准准“漕漕斛斛”，营营造造尺尺的的立立方方寸寸金金属个为衡重基准属个为衡重基准“库平库平” 2）制制定定了了一一套套严严格格的的度度量量衡衡管管理理制制度。度。二、近代时期二、近代时期 1840年年鸦鸦片片战战争争后后，随随着着帝帝国国主主义义入入侵侵中中国国，外外国国度度量量衡衡制制纷纷纷纷传传入入，如如英英制制、法法制制、德德制制等等，各各国国所所附附通通商商章章程程规规定定，以以本本国国的的度度量量衡衡制制度度为为标标准准折折合合中中国国制制，或或为为互互相相换换算算标标准准，即即所所谓谓海海关关权权度制，是我国的计量事业发展遭受严重的打击。度制，是我国的计量事业发展遭受严重的打击。 清清朝朝末末年年，因因祖祖器器丢丢失失，复复制制营营造造尺尺很很困困难难，清清朝朝政政府府请请国国际际计计量量局局制制造造营营造造尺尺的的原原器器及及副副原原器器作作为为国国内内营营造造尺尺最最高高基基准准。宣宣统统元元年年（1909年年）营营造造尺尺的的铂铂铱铱合合金金原原器器和和镍镍铜铜合合金金的的副副原原器器由由国国际际计计量量局局制制成成，校校准准后后发发该该证证书书，并并送送到到我我国国，这这样样才才与国际计量局有了正式联系与国际计量局有了正式联系 。 1915年年1月月，中中华华民民国国北北洋洋政政府府大大总总统统公公布布权权度度法法，同同时时决决定定推推行行“米米制制”和和“营营造造尺尺库库平平两两制制”两两制制，把把米米制制叫叫做做乙乙制制，中中文文名名称称用用“公公”冠冠在旧名上。即公尺、公斤、公升等。在旧名上。即公尺、公斤、公升等。 1930年年10月月，南南京京国国民民政政府府成成立立了了全全国国度度量量衡衡局局（1947年年改改为为中中央央标标准准局局），统统一一管管理理全全国国的的度度量量衡衡工工作作，局局内内设设立立了了度度量量衡衡检检定定人人员员养养成成所所和和度度量量衡衡制制造造所所。随随后后又又相相继继公公布布了了度度量量衡衡法法、度度量衡法实施细则量衡法实施细则等三十多个法规。等三十多个法规。 三、现代时期三、现代时期1、统一计量单位制工作取得了很大的成绩、统一计量单位制工作取得了很大的成绩1955年年1月国务院设立了国家计量局，负责主管全国的计月国务院设立了国家计量局，负责主管全国的计量工作；量工作；1959年年6月，国务院发布了月，国务院发布了关于统一我国计量单位制的关于统一我国计量单位制的命命令令，确确定定以以“米米制制”为为我我国国的的基基本本计计量量制制度度，在在全全国国范范围围内推广米制；内推广米制；1977年年5月，国务院颁布了月，国务院颁布了中华人民共和国计量管理条中华人民共和国计量管理条例（试行）例（试行）， 逐步采用世界通用的逐步采用世界通用的“国际单位制国际单位制” ；1984年年2月，国务院颁布月，国务院颁布关于在我国统一实行法定计量关于在我国统一实行法定计量单位的命令单位的命令，正式确定了以国际单位制为基础制订的我，正式确定了以国际单位制为基础制订的我国法定计量单位；国法定计量单位；1985年正式颁布的年正式颁布的中华人民共和国计量法中华人民共和国计量法规定了在我规定了在我国实行我国法定计量单位。国实行我国法定计量单位。2、建立完善的全国量值传递体系、建立完善的全国量值传递体系法法定定计计量量检检定定机机构构：目目前前，全全国国共共有有法法定定计计量量检检定定机机构构个个、省省级级的的个个、地地级级的的个个、县县级级的的个个，政政府府授授权权的的专专业业计计量量站站个；个；国国家家计计量量基基、标标准准器器具具：目目前前全全国国共共有有计计量量基基准准177项，社会公用计量标准项，社会公用计量标准39606项项;积积极极组组织织开开展展国国际际间间比比对对工工作作，提提高高我我国国技技术术水水平平：目目前前，我我国国已已与与多多个个国国家家和和地地区区开开展展了了交交流流与与合合作作，与与个个国国家家或或地地区区签签署署了了合合作作协协议。议。 3、基基本本形形成成了了适适应应市市场场发发展展的的计计量量法法规规体体系系法法律律法法规规：已已形形成成一一套套以以计计量量法法为为核核心心的的法法律律、法法规规体体系系，主主要要包包括括一一部部计计量量法法、8个个国国家家计计量量法法规规、个个国国家家计计量量规规章章、个个地地方计量法规和方计量法规和7个地方计量规章；个地方计量规章； 技技术术法法规规：93个个国国家家计计量量检检定定系系统统表表，848个个国国家家计计量量检检定定规规程程，158个个国国家家计计量量技技术术规规范范，1549个部门、地方计量检定规程。个部门、地方计量检定规程。 4、指导、帮助企业建立计量检测体系、指导、帮助企业建立计量检测体系 在在计计划划经经济济体体制制下下，国国家家先先后后制制定定下下发发的的加加强强企企业业计计量量工工作作的的若若干干意意见见和和关关于于加加强强中中小小企企业业计计量量工工作作的的意意见见，对对企企业业的的计计量量工工作作提提出出明明确的要求确的要求 ；随随着着市市场场经经济济的的不不断断推推进进，以以企企业业自自愿愿为为原原则则，为为了了帮帮助助、引引导导企企业业完完善善计计量量检检测测体体系系，提提高高产产品品质质量量，2003年年12月月26日日，国国家家质质检检总总局局批批准准了了计量检测体系确认规范计量检测体系确认规范；加加强强计计量量器器具具生生产产企企业业的的监监督督、管管理理。国国家家先先后后颁颁布布了了制制造造、修修理理计计量量器器具具许许可可证证监监督督管管理理办办法法、制制造造、修修理理计计量量器器具具许许可可证证考考核核规规范范、制制造造、修修理理计计量量器器具具许许可可证证考考评评员员培培训训、考考核核、聘任规定聘任规定等；等； 为为了了保保证证人人民民群群众众的的日日常常消消费费，年年下下发发的的定定量量包包装装商商品品生生产产企企业业计计量量保保证证能能力力评评价价规规定定，决决定定在在三三大大类类种种定定量量包包装装商商品品中中开开展展推行推行“”标志。标志。