第2节 测量基准
测量基准是复现和保存计量单位并具有规定计量特性的计量器具。
对于测量基准的要求是稳定不变、便于保存和易于复制复现。
1 长度单位定义和基准
在几何量计量领域内,测量基准(计量基准)可分为长度基准和角度基准两类。
长度基准的建立和变革的过程,是与人类对自然界认识的深化和科学技术发展的历史密切相关的。在古代,各国多以人体的一部分作为长度基准,如我国的“布手为尺”(我国两柞为1尺)、英国的“码”和“英尺”(英女皇足长为1英尺)等。1875年国际“米制公约”的签订,开始了以科学为基础的经典阶段。1889年第一次国际计量大会决定,以地球子午线长度的四千万分之一定义为1米,并用铂铱合金制成基准米尺——国际米原器,其复现不确定度为1.1x10-7。1960年第十一届国际计量大会决定,将米定义更改为“1米的长度等于Kr86在2p10和5d5能级之间跃迁时所产生的辐射在真空中的波长的1650763.73倍”。从此,长度基准的建立进入了现代阶段。随着激光技术的发展,1983年第十七届国际计量大会根据国际计量委员会的报告,批准了米的新定义,即“1米是光在真空中在1/299
792 458秒时间间隔内的行程长度”。这实际上已将长度单位转化为时间单位和光速值的导出值。它是一个开放性的定义。
只要能获得高频率稳定度的辐射,并能对其频率进行精确的测定,就能够建立精确的长度基准。我国自1985年3月起正式使用碘分子饱和吸收稳频的0.612μm氦氖激光辐射作为国家长度基准,其频率稳定度可达10-9。国际上少数国家已将频率稳定度提高到10-14。我国于20世纪90年代初采用单粒子存储技术,已将辐射频率稳定度提高到10-17的水平。
由此可见,长度基准的建立经历了一个由自然基准、实物基准到物理常数的发展阶段。
国家基准是根据定义复现和保存计量单位、具有最高计量特性、经国家检定、批准作为统一全国量值最高依据的计量器具。
副基准是通过与国家基准比对或校准来确定其量值、经国家检定、批准的计量器具。
工作基准是通过与国家基准或副基准比对或校准、用以检定计量标准的计量器具。设立工作基准主要是为了避免国家基准和副基准因频繁使用而丧失精度或受到损坏。
计量标准是具有计量检定系统表规定的准确度、用于检定工作计量器具的计量器具,简称标准。
角度量与长度量不同。由于常用角度单位(度)是由圆周角定义的,即圆周角等于360°,而弧度与度、分、秒又有确定的换算关系,因此无需建立角度的自然基准。
|