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二十世紀(jì)計(jì)量學(xué)三大成果及我國(guó)的相應(yīng)舉措
發(fā)布時(shí)間：2017-09-01
20世紀(jì)，在世界范圍內(nèi)科學(xué)技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，貫穿于科學(xué)技術(shù)發(fā)展的計(jì)量科學(xué)也隨之得到很大發(fā)展，特別明顯地是在20世紀(jì)后半葉，計(jì)量學(xué)研究成就碩果累累，從大的方面來(lái)總結(jié)有三大成果:即計(jì)量單位制的統(tǒng)一；通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義的統(tǒng)一；測(cè)量結(jié)果質(zhì)量表達(dá)方法的統(tǒng)一。
一、關(guān)于計(jì)量單位制的統(tǒng)一
經(jīng)歷了從1791年米制單位制在法國(guó)的創(chuàng)立，到1875年5月20日由17個(gè)國(guó)家外交代表共同簽署的“米制公約”的誕生(現(xiàn)在，每年的5月20日定為世界計(jì)量日)，從而公認(rèn)了“米制”為國(guó)際通用的計(jì)量單位制，并決定成立國(guó)際計(jì)量委員會(huì)和國(guó)際計(jì)量局，同時(shí)組織制造鉑銥合金“米”和“千克”原器。目前世界上共有48個(gè)米制公約國(guó)家。
經(jīng)過(guò)大量的實(shí)踐，認(rèn)為米制存在局限性和多種單位制在一個(gè)國(guó)家使用帶來(lái)不便，1948年第九屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)決定:要求國(guó)際計(jì)量委員會(huì)創(chuàng)立一種更簡(jiǎn)單、科學(xué)、實(shí)用的單位制。1954年第十屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)決定采用米、千克、秒、安培、卡爾文和坎德拉作為基本單位。1960年第十一屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)決定將這6個(gè)單位為基本單位的實(shí)用計(jì)量單位制命名為“國(guó)際單位制”，規(guī)定其符號(hào)為“SI”。1974年第十四屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)又決定將“物質(zhì)的量的單位摩爾作為基本單位”，因此，目前國(guó)際單位制(SI)共有7個(gè)基本單位。計(jì)量單位制從1791年在法國(guó)創(chuàng)立，到1974年國(guó)際單位制(SI)的建立，走過(guò)了漫長(zhǎng)的183年時(shí)間。
我國(guó)在計(jì)量單位制統(tǒng)一方面的工作，有過(guò)兩次重大決策:1959年國(guó)務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于統(tǒng)一計(jì)量制度的命令》，確定米制為我國(guó)的基本單位制度，并于1977年5月20日加入米制公約組織；1984年2月27日國(guó)務(wù)院又發(fā)布了《關(guān)于在我國(guó)統(tǒng)一實(shí)行法定計(jì)量單位的命令》。該命令決定我國(guó)在采用先進(jìn)的國(guó)際單位制的基礎(chǔ)上，統(tǒng)一實(shí)行法定計(jì)量單位。在國(guó)際單位制中，采用帕斯卡(Pa)作為壓力計(jì)量單位。
二、關(guān)于通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義的統(tǒng)一
國(guó)際法制計(jì)量組織(OIML)于1978年出版了《法制計(jì)量學(xué)名詞》(簡(jiǎn)稱VML-1978)，OIML又于1995年提出了《法制計(jì)量學(xué)名詞》新草案；4個(gè)國(guó)際組織(國(guó)際計(jì)量局(BIPM)、國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)、國(guó)際法制計(jì)量組織(OIML))又于1984年出版了共同制定的《國(guó)際通用計(jì)量學(xué)基本名詞》(簡(jiǎn)稱VIM-1984)。該版本的發(fā)布，在國(guó)際上獲得廣泛采用，在對(duì)概念的統(tǒng)一理解和名詞的統(tǒng)一應(yīng)用方面發(fā)揮了積極作用。經(jīng)過(guò)幾年的實(shí)踐，感到VIM-1984在計(jì)量名詞方面仍存在廣泛性和協(xié)調(diào)性不足的問(wèn)題，為此，擴(kuò)大了工作組人員，由7個(gè)國(guó)際組織共同修訂，并于1993年出版了《國(guó)際通用計(jì)量學(xué)基本術(shù)語(yǔ)》(簡(jiǎn)稱VIM1993)，共有120條術(shù)語(yǔ)。修訂版與第一版相比，減少了18個(gè)術(shù)語(yǔ)，主要是測(cè)量方法的術(shù)語(yǔ)，并對(duì)大部分術(shù)語(yǔ)定義作了修改，如對(duì)真值、量值、計(jì)量學(xué)、不確定度、隨機(jī)誤差、系統(tǒng)誤差等術(shù)語(yǔ)定義都作了修改，尤其是隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差的定義按誤差定義作了修改，把誤差概念突出出來(lái)，比第一版更簡(jiǎn)練、更確切、更科學(xué)。
我國(guó)在通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)與定義統(tǒng)一方面的工作，有過(guò)4次重大舉措:
1.國(guó)家計(jì)量總局于1982年批準(zhǔn)出版了JJG1001-1982《常用計(jì)量名詞術(shù)語(yǔ)及定義》(試行)。
2.國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局于1991年批準(zhǔn)出版了JJG1001-1991《通用計(jì)量名詞及定義》。
3.國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局于1998年批準(zhǔn)出版了JJF1001-1998《通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義》。JJF1001-1998共收集術(shù)語(yǔ)158條，其中119條術(shù)語(yǔ)取自VIM-1993，27條術(shù)語(yǔ)取自VIM-1995，11條術(shù)語(yǔ)取自《測(cè)量不確定度表示指南》(GUM-1995)和《校準(zhǔn)和檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室能力的通用要求》(ISO/IEC Guide 25:1990)，只有一條計(jì)量術(shù)語(yǔ)是按我國(guó)國(guó)情對(duì)術(shù)語(yǔ)重新定義的(我國(guó)《計(jì)量法》是1985年頒布的，13年后才有“計(jì)量”術(shù)語(yǔ)的定義，可見(jiàn)定義與術(shù)語(yǔ)的制定，是有技術(shù)難度的)。
4.國(guó)家質(zhì)檢總局于2011年批準(zhǔn)出版了JJF1001-2011《通用計(jì)量術(shù)語(yǔ)及定義》。JJF1001-2011是對(duì)JJF1001-1998的修訂，并保持了原來(lái)章節(jié)，共收集術(shù)語(yǔ)215條，增加了47條。
修訂后的規(guī)范的推廣使用，必將促進(jìn)我國(guó)計(jì)量技術(shù)工作在國(guó)內(nèi)、國(guó)際上的交流和合作。
三、關(guān)于測(cè)量結(jié)果質(zhì)量表達(dá)方法的統(tǒng)一
為了評(píng)價(jià)測(cè)量結(jié)果的質(zhì)量，1963年，原美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局(NBS)的數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)家埃森哈特在研究“儀器校準(zhǔn)系統(tǒng)的精密度和準(zhǔn)確度估計(jì)”時(shí)，提出了使用不確定度的概念，當(dāng)時(shí)受到國(guó)際上的普遍關(guān)注。20世紀(jì)70年代，美國(guó)NBS在研究和推廣測(cè)量保證方案(MAP)時(shí)，發(fā)展了測(cè)量不確定度的概念。“不確定度”來(lái)源于英文“uncertainty”，含義為不確定、不穩(wěn)定、疑惑等意思。
為了使測(cè)量不確定度評(píng)定和表示在國(guó)際上統(tǒng)一起來(lái)，國(guó)際計(jì)量委員會(huì)(CIPM)要求國(guó)際計(jì)量局等7個(gè)國(guó)際組織成立專門(mén)工作組，起草測(cè)量不確定度評(píng)定指導(dǎo)性文件。
經(jīng)過(guò)大約7年的工作，終于在誤差理論的基礎(chǔ)上，以7個(gè)國(guó)際組織(ISO、IEC、BIPM、OIML、國(guó)際理論化學(xué)與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IU_PAC)、國(guó)際理論物理與應(yīng)用物理聯(lián)合會(huì)(IUPAP)、國(guó)際臨床化學(xué)聯(lián)合會(huì)(IFCC))的名義聯(lián)合發(fā)布、由ISO于1993年正式出版發(fā)行《測(cè)量不確定度表示指南》(GUM)。從1963年不確定度概念的提出，到1993年《測(cè)量不確定度表示指南》(GUM-1993)的發(fā)布，整整花了30年的時(shí)間，可見(jiàn)工作的艱巨性。
1995年對(duì)GUM-1993版內(nèi)容作了一些更正后成為GUM-1995版，它為在全世界采用統(tǒng)一的測(cè)量結(jié)果的不確定度評(píng)定和表示方法奠定了基礎(chǔ)。
計(jì)量學(xué)指南聯(lián)合委員會(huì)(JCGM)于2008年發(fā)布了ISO/IEC Guide 98-3:2008《測(cè)量不確定度表示指南》(GUM)，即為JJF1059.1-2012《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》制定時(shí)的主要參考文件。ISO/IEC Guide 98-3/Supp 1.1:2008，是Guide98-3的一個(gè)補(bǔ)充件:用蒙特卡洛法傳播分布(簡(jiǎn)稱MCM)，即現(xiàn)在的JJF1059.2-2012《用蒙特卡洛法評(píng)定測(cè)量不確定度》制定時(shí)的參考文件。
我國(guó)在測(cè)量結(jié)果表達(dá)方法統(tǒng)一方面，也有重大舉措:
1999年，國(guó)家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局批準(zhǔn)發(fā)布了JJF1059-1999《測(cè)量不確定度評(píng)定與表示》。本規(guī)范原則上等同采用GUM的基本內(nèi)容，給出了測(cè)量不確定度評(píng)定與表示的原則、方法、簡(jiǎn)要步驟，適用于測(cè)量工作的各領(lǐng)域。它是我國(guó)計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域和管理部門(mén)進(jìn)行測(cè)量不確定度評(píng)定的指導(dǎo)性文件，通過(guò)廣泛應(yīng)用，必將推進(jìn)我國(guó)計(jì)量技術(shù)工作的發(fā)展。本規(guī)范經(jīng)過(guò)10多年的使用和實(shí)踐，在計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的建立、計(jì)量技術(shù)規(guī)范的制定、證書(shū)/報(bào)告的發(fā)布和量值的國(guó)際比對(duì)等方面發(fā)揮了重要的指導(dǎo)和規(guī)范作用。
為了適應(yīng)我國(guó)計(jì)量事業(yè)發(fā)展的需要，國(guó)家質(zhì)檢總局在廣泛征求意見(jiàn)的基礎(chǔ)上對(duì)JJF1059-1999進(jìn)行了修訂。國(guó)家質(zhì)檢總局于2012年發(fā)布了JJF1059.1-2012和JJF1059.2-2012技術(shù)規(guī)范。JJF1059.1-2012是一個(gè)通用規(guī)范，適用于涉及有明確定義的，并可以用唯一值表征的被測(cè)量估計(jì)值的不確定度的評(píng)定與表示。
