计量学基础第2章

中国计量学院计量测试工程学院,1,计量学基础教学课件,中国计量学院计量测试工程学院计量学基础课程组组织编写机械工业出版社,普通高等教育测控信息技术规划教材,中国计量学院计量测试工程学院,2,第二章物理量和计量单位,在研究计量学的过程中，首先遇到的两个最重要的概念是“量”和“单位”。物理量简称为量，用来表征现象、物体或物质所具有的形式，是现象、物体或物质的可以定性区别和定量确定的一种属性。单位是定量表示同种量大小的特定量。,中国计量学院计量测试工程学院,3,第一节量制和单位制,一、量与量值,1、量的定义量是现象、物体和物质的可以定性区别和定量确定的一种属性。计量学中的量都是有一个数值和一个称为计量单位的特殊约定来组合表示的。量A可以表达为：A=AA式中A量A所选用的计量单位；A以单位A表示时量A的数值。,中国计量学院计量测试工程学院,4,一、量与量值,2、量值量值：一般由一个数和计量单位之积表示的特定量大小。量的大小与量值的形式无关，是客观存在，不取决于所采用的计量单位。例如棒长5.3m、物重12kg和温度200C等。,第一节量制和单位制,中国计量学院计量测试工程学院,5,二、量制与量纲,量制：在科学所有领域或一个领域中，由约定选取的基本量和相应导出量的特定组合。基本量：被约定地认为在函数关系上彼此相互独立的量。导出量：由基本量的函数所定义。,第一节量制和单位制,中国计量学院计量测试工程学院,6,二、量制与量纲,量纲定义为：以给定量制中基本量的幂的乘积表示某量的表达式。量纲表达式的符号用dim。量纲的一般表达式为：dimQ=ABC,第一节量制和单位制,二、量制与量纲,例如，在国际单位制中，规定的七个基本量是：长度、质量、时间、电流、热力学温度、物质的量、发光强度他们它们的量纲分别是：因此，任何一个物理量的量纲为,中国计量学院计量测试工程学院,7,中国计量学院计量测试工程学院,8,三、计量单位,计量单位：为定量表示同种量的大小而约定地定义和采用的特定量。是数值等于1的量。基本单位：在给定量制中基本量的测量单位。导出单位：在给定量制中导出量的测量单位。,第一节量制和单位制,中国计量学院计量测试工程学院,9,四、单位制,单位制：是对给定的量制、由选定的一组基本单位和导出单位所构成的单位体系。因此，单位制是指基本单位与导出单位的组合。基本单位是一个单位制的基础，它可以独立的定义；而导出单位只能通过基本单位的函数或方程式来定义。显然，所选取的基本单位不同，单位制也就不同。,第一节量制和单位制,中国计量学院计量测试工程学院,10,一、国际单位制的形成和发展,1889年第一届国际计量大会决定，选用英国制成的30支铂铱合金米尺中的No.6作为国际米原器，即米的实物基准。1960年第十一届国际计量大会决定将米的定义改为“米的长度，等于氪-86原子的2p10和5d5能级之间跃迁时，在真空中辐射波长的1650763.73倍”，成为最先量子化的国际单位。1983年第十七届国际计量大会再次把米的定义修改为“一米是光在真空中（1299792458）s时间间隔内所经路径的长度”。,第二节国际单位制,中国计量学院计量测试工程学院,11,一、国际单位制的形成和发展,在国际单位制的7个基本量中，目前只有质量单位千克还没有建立起量子基准。,第二节国际单位制,法国规定在4时1立方分米纯水的质量为1千克。后来用铂铱合金制成一个高度和直径都是39毫米的圆柱体,在1819年国际计量大会上批准为国际千克原器。它现今保存在巴黎的国际计量局总部，所有计量的测量都应溯源到该千克原器。,中国计量学院计量测试工程学院,12,一、国际单位制的形成和发展,如何把质量单位从以实物法码定义转变为以不随时间、地点而变的，用某种自然规律或某种物质特性重新定义量子质量单位，成为21世纪计量学的重要课题之一。目前准确度最高的国际单位是秒，可达10-15量级。,中国计量学院计量测试工程学院,13,中国计量学院计量测试工程学院,14,二、国际单位制的优越性,世界大多数国家、绝大多数国际组织和学术机构都采用国际单位制，主要原因是它具有突出的优点和广泛的适用范围。1）通用性；2）实用性；3）简明性；4）准确性。,第二节国际单位制,中国计量学院计量测试工程学院,15,三、国际单位制的构成,第二节国际单位制,中国计量学院计量测试工程学院,16,三、国际单位制的构成,1、SI单位1）SI基本单位：7个SI的基本单位，2）SI导出单位；3）SI单位的倍数单位：先了解SI词头2、国际单位制外的单位1）与SI并用的单位；2）与SI暂时并用的单位。,第二节国际单位制,中国计量学院计量测试工程学院,17,SI基本单位,中国计量学院计量测试工程学院,18,SI辅助单位,中国计量学院计量测试工程学院,19,具有专用名称的SI导出的单位单位换算,中国计量学院计量测试工程学院,20,单位换算,中国计量学院计量测试工程学院,21,中国计量学院计量测试工程学院,22,第三节我国的法定计量单位,一、我国法定计量单位的构成,中华人民共和国计量法第三条规定“国家采用国际单位制”。我国法定计量单位的构成如下:(1)SI的基本单位、SI的导出单位和SI的倍数单位；(2)可与国际单位制单位并用的我国法定计量单位;(3)由以上单位构成的组合形式的单位。,中国计量学院计量测试工程学院,23,二、我国法定