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計量檢測的幾個基本概念

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一、計量的基本概念

儀器計量什么是計量,為什么要計量,怎樣計量? 其實, 作為一個動詞性概念,“計量”是1953年被新中國采用,以取代延續(xù)數千年之久的曾作為“經濟統(tǒng)治工具、權力象征”的“;度量衡”;或“權度”的,它于1985年取得了法定地位。可以說,計量起源于人類在生存、生活、生產和社會發(fā)展中對數與量的認識, 形成于古代商品交易、近代工業(yè)化進程與現代科技進步之中,貫穿于產品研制、銷售、使用、維修及服務等全壽命過程,與商貿交易、國際結算、國防建設、醫(yī)療防護、食品化工、環(huán)境監(jiān)測等方面息息相關,具有廣泛性、統(tǒng)一性、準確性、法制性和保障性。

作為一門科學,就其目的而言是為了確保單位統(tǒng)一和量值準確可靠;就其實現手段而言是基于科學技術、行政管理和章程規(guī)范的并由此形成的法制化、權威性和公信力;就其實現方式而言可以是自上而下的量值傳遞(如強制性定期檢定),也可以是自下而上的溯源。作為一項活動、一組操作,它的本質特征是測量(控制和檢驗產品質量以及評價技術水平的手段), 其中包括檢定、校準、檢疫、化驗、定值、定度、標定,也包括測試、試驗、比對以及能力測試等,其發(fā)展方向為基于成像技術、微加工技術、納米級電子元件、高性能傳感器、智能化儀器及柔性制造系統(tǒng)的自動化測量、實時測量、在線測量以及動態(tài)測量。

作為計量校準的關鍵因素, 計量檢定員應當樹立責任心、提高素質和技術水平、增強法制觀念,依法辦事,保證資料完整、維護數據公正,其工作、職責受法律保護,其失職、瀆職受刑事追究;而計量的另一重要因素———實驗室, 其建設必須具備基本的接地照明、通電通風等設施, 滿足適當溫濕度等環(huán)境要求, 除這些硬件條件外, 實驗室運行還需要質量體系文件、履歷登記等“軟件”;條件的支撐,并堅持“要做的事情都寫下來”;、“寫下來的都要做到”、“做了的事要有記錄”, 記錄并形成文件,以實現事前預測、事中修正、事后反饋、持續(xù)改進的現代動態(tài)管理模式。其中,“貼標簽”僅是計量工作的一種形式、一個環(huán)節(jié),其意義和作用如同簽字、蓋章一樣重要、嚴肅。

二、標準的基本概念

說到標準,很容易聯(lián)想到“道德標準”、“行為準則”、“技術規(guī)范”、“實踐是檢驗真理的唯一標準”,顯而易見,標準只有相對,沒有絕對。它的原意為目的,也就是標靶。按照GB/T3935.1-1996,標準定義為: 為在一定的范圍內獲得最佳秩序, 對活動或其結果規(guī)定共同的和重復使用的規(guī)則、導則或特性的文件。該文件經協(xié)商一致制定并經一個公認機構的批準;國際化標準組織ISO卻把標準定義為: 由一個公認的機構制定和批準的文件, 它對活動或活動的結果規(guī)定了規(guī)則、導則或特殊值,供共同和反復使用,以在預定領域內獲得最佳秩序; 在測量學領域, 標準就是根據工作基準復現出不同等級的、便于經常使用的計量標準量具或儀器, 它在時間上保持其特性量值, 在空間上傳遞其量值。總之, 標準宜以科學、技術的綜合成果和經過驗證正確的信息數據為基礎, 以促進最佳的共同效益(經濟效率、經濟效益)為目的;它往往會對應該嚴肅對待的環(huán)節(jié)領域產生深遠影響,比如玩具安全、醫(yī)學設備可靠性和機器效率等。

而標準化是一個制定、發(fā)布、實施標準的過程,它包括:計劃、準備、實施、檢查與監(jiān)督和總結各個階段。在技術范疇,標準化是生產力發(fā)展、社會分工擴大、科技交流密切、商貿普遍頻繁的必然結果,它與模塊化相輔相成,并共同實現了相同模塊的互換性與相關模塊的適配性。試想如果制造炮和炮彈的標準不統(tǒng)一,那么就容易發(fā)生炸膛或近爆的事故。

早在20世紀70年代,錢學森就提出要加強標準、標準化工作及其科學研究以適應現代化、國際化的發(fā)展環(huán)境: 通過標準化工作(并與知識產權相結合), 連同相關技術政策的實施, 可以整合和引導社會資源,激活科技要素,推動自主創(chuàng)新與開放創(chuàng)新, 加速技術積累、科技進步、成果推廣、創(chuàng)新擴散、產業(yè)升級以及經濟、社會、環(huán)境的全面、協(xié)調、可持續(xù)發(fā)展。當前,在一些發(fā)達國家已經把標準體系連同實驗室認可體系、質量體系視為國家經濟發(fā)展的重要“技術基礎設施”。

標準的最初狀態(tài)是天然標準,如古時的"布手知尺,即由人手的大拇指與食指分開的最大長度來定義"一尺;再如夏禹治水時曾使用了“規(guī)矩準繩”作為測量工具。盡管天然標準“手”、"規(guī)矩準繩;有其"因人而異或"因地而異的局限性,但是它也有易于攜帶、方便使用等優(yōu)點。

如今,標準正向著建立在量子效應基礎上的自然標準發(fā)展, 如1967年第13屆國際計量檢測大會CGPM決議1 定義了秒(s) 為銫-133 原子基態(tài)的兩個超細能級之間躍遷所對應的輻射9192631770個周期的持續(xù)時間。標準制定時,各行業(yè)應當做到有利于合理使用國家資源, 促進生產、貿易的發(fā)展;有利于推廣科學技術成果,提高經濟效益、保障安全和人民身體健康; 有利于維護國家和人民的利益,保護環(huán)境;有利于產品的通用互換及標準的協(xié)調配套等。

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三、參數的基本概念

通常所說的產品性能,實際上是指產品的功能和質量兩個方面。其中,功能是構成競爭力的首要要素,定義為實現其所需的某種行為的能力;而質量是指產品能實現其功能的程度及在使用期內功能的保持性,定義為實現功能的強弱和持久性度量,以便于產品在設計中進行賦值和參數化。以計算機為例,它的功能自不必多說,而它的質量則可以通過系統(tǒng)結構、指令系統(tǒng)、硬件組成、軟件配置來刻畫,并且硬件的性能質量又可以通過運算速度、字長、內/外存儲器容量等參數來表征。

作為可測的量, 無論是現象、物體還是物質, 都具有定性區(qū)別和定量確定的屬性; 事物的發(fā)展一般也會經過由量變到質變、由質變到新的量變的過程。我們對量、事物的認識,首要的、第一位的是通過眼、耳等感官實現的,盡管未經理性思考的感性材料居多, 但是法國數學家彭加勒連同多數人都認為, 我們的身體是我們的第一個測量儀器。舉例說明一下, 在我國以經驗常識著稱的傳統(tǒng)中醫(yī)有通過“望、問、聽、切”;來判斷患者癥狀和病因的; 而作為恒溫動物, 其實人們對周圍氣溫的緩慢變化還是比較遲鈍的,只有高燒時, 才覺察到體溫這一參數對身體健康的影響;“日出而作、日落而息;中的“出、落”是對時間的一種定性描述。而現在隨著生活節(jié)奏的加快, 人們對時間的要求越來越苛刻。

在科學上, 參數可以指數學公式的自變量、因變量; 在工程中, 參數可以指方程中的控制量或影響量;在統(tǒng)計學中,參數是用來描述量總體特征的概括性數字度量, 它是研究者想了解的總體的某種特征量; 在GB3101-1993附錄A中,則把一組物理量組合而成的新的量稱作參數。這其中,標準的參數又稱為規(guī)格、尺寸、指標。從感官認識中抽象出參數,便可以估計該參數的大致范圍,并對這一估計進行評價。

四、結束語

通過特征參數,我們可以對現象、物體或物質進行定量描述;同為參數, 而標準的參數在時間上具有穩(wěn)定性, 在空間上具有傳遞性;計量則是實現單位統(tǒng)一、量值準確可靠的一組操作、一項活動、一門科學。無論從事技術行業(yè)還是從事行政行業(yè)都應當了解計量的概念、熟悉標準的作用、掌握參數量化的方法, 樹立科學發(fā)展的理念,堅持主觀上的努力,做到客觀上持續(xù)。

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