法定计量单位简介3(新)

法定计量单位简介——省计量协会苏义德一、米制的产生和发展18世纪后半期，欧洲就有上百个不同长度的“尺”，50多种不同的“里”，120多种不同重量的“磅”。

计量单位与社会发展已不相适应，给社会化生产与交换，科学技术发展与交流、日益广泛社会活动与国际交流都造成很大的困难，改革和统一计量制度，对工业发达国家已成为历史必然。

1790年由法国科学家拉普拉斯、拉瓦锡、玻尔达、拉格朗日·蒙日、孔多塞等组成度量衡委员会（计量改革委员会），建议“把通过巴黎地球子午线长度的四千万之一作为长度的基本单位，称之为米”，“以米的十分之一长度为立方分米作为容量单位，称为升”，“以1立方分米纯水在4℃时的重量(质量)作为重量单位,称为千克”。

.还提出“关于十进单位制的设想”，并提交法国国民议会审议批准。

1791年3月25日法国国民议会以法律形式肯定这些单位。

1795年4月27日法国国民议会颁布了米制，从而诞生了米制。

米制单位的建立成为法国大革命的第一个科学成果。

为了复制长度的基准器，法国二位天文学家（德朗布尔、麦长恩）从1792年至1799年组成小组对法国敦克尔克海口至西班牙巴塞罗那之间的地球子午线的长度（弧长）进行精密测量，拉瓦锡等科学家也对给定体积纯水的质量进行精密测量。

根据测得值与上述定义，于1799年6月22日用纯铂金制成米的标准范型（一个端面宽25.3mm、厚4.05mm量具），用纯铂金制成千克（公斤）基准（一个略带园角的铂圆柱体，直径为39mm、高39mm），放在巴黎档案局，分别称为档案米和档案千克。

米制形成后，很快便向世界普及。

1820年荷兰、比利时、卢森堡等首先采用，紧接着西班牙、哥伦比亚、墨西哥、葡萄牙、意大利等许多国家相继采用，1858年米制传入我国，当时主要用于海关。

1864年德国采用，1864年英国允许与英制并用，1866年美国允许米制与英制并用。

1869年法国政府邀请有24个国家参加的国际米制委员会会议，后因普法战争而会议中止。

1872年9月24日至10月12日，有30个国家的代表继续开会，再次肯定上次会议关于参考“档案局原器”制造米和千克新原器，并向与会国提供复制品的决议。

1875年3月1日，法国政府召开“米制外交会议”。

5月20日，17个国家全权代表签署了《米制公约》，建立了各成员国组成的国际计量委员会（CIPM），其常设机构国际计量局（当时叫万国权度局，该局1877年成立并开始工作）还规定每六年召开一次国际计量大会（CGPM）自1876年1月生效。

1878年国际计量委员会向英国伦敦约翰逊·马瑟公司定制了36个铂铱合金（90%铂和10%铱）千克米尺，1884年又向该公司订购了40个铂铱圆柱体千克法码。

米原器由法国工程师特兰斯卡完成新设计，国际计量局向瑞士日内瓦物理仪器公司定做31支铂铱合金米尺。

1880年至1887年完成。

1889年第一届国际计量大会决定将43个砝码，31只米尺，其中编号为NO.9和NO.31的砝码交给国际计量局作为千克原器，KI和NO.1成为两个作证原器，NOs.7.8.29和32留作备用。

编号为NO.6的米尺与档案米尺最为接近，也放国际计量局作为线纹“米原器”。

其他砝码和米尺用抽签方法分发给米制公约成员国。

当时中国清政府虽未参加米制公约，但早在1858年清咸丰八年）订立《天津条约》以后，中国就正式接受英、法、德等国的度量衡单位制，使中国清制和米制建立了换算关系。

1908年清政府农工商部咨询驻法国使臣，商请国际计量局订做营造尺（32厘米）和库平两砝码（37.301克）铂铱合金原器和镍钢合金副原器各一副，1909年（宣统元年）该原器、副原器由国际计量局精密校准给予证书携送来华。

1913年民国政府工商部派员参加国际计量局的会议。

1915年（民国四年）《权度法》规定权度以米制原器为标准。

1928年2月公布的《度量衡法》规定：中华民国度量衡采用米制为标准制：以国际计量局制定的铂铱合金米尺、公斤原器为标准。

1977年5月20日中国正式参加米制公约。

1889年第一届国际计量大会批准的线纹米原器，这时米被定义为：国际计量局保存的国际米原器上，两端刻划的中间刻线的轴线在0℃时的距离。

这个定义实际上是由后来1927年第7届国际计量大会认定的。

可以说这是米定义的第一次变迁。

虽然第二代的X形米原器比档案局米尺前进了一大步，但它毕竟还是用一个实物来体现米的，通常称之为“实物基准”。

依然不具备恒定不变及不可毁灭的性质。

而且刻线本身的弊病，致使难于满足更高的检定准确度的要求。

在20世纪50年代末，出现了一种氪-86同位素光源，它在规定的条件下所辐射在真空中橙黄色谱线的波长值是恒定不变的。

这正可作为理想的“自然基准”。

只要在规定条件下可以任意复制具有相同波长的光源，因此各国均可具有而无需溯源到米原器，所以被1960年第11届国际计量大会所接受并对米定义作了新的更改：即“米等于氪86（86Kr）原子的2P10与5d5能级之间的跃迁所对应的辐射在真空中波长的1 650 763.73个波长的长度”。

也就是：1m = 1 650 763.73λ86Kr（λ86Kr = 0.605 780 21μm ）。

这样米的准确度达到十亿分之四（4×10-9），它意味着在1000公里的长度上误差仅为4毫米。

这是米定义的第二次变迁。

自然基准的建立终于实现了科学家长期以来所追求的目标，它除了具有不可毁灭性外，其复现性及检定的准确度均远好于实物基准。

然而，上述米定义刚被确定不久，一种光的方向性好、亮度高、单色性强的“气体激光”出现了，它比氪-86光源优越许多倍。

随着稳频和伺服技术的发展和应用，又使激光器输出频率的稳定性和复现性提高到百亿分之一（1×10-10）；而后测得的真空中光速值为299 792 458米/秒，其准确度比过去提高了100倍。

在这种背景下，1975年第15届国际计量大会提出，米定义可以通过光速表示，长度可以建立在光速为常数的基础上，通过时间或频率确定。

1979年经“米定义咨询委员会”研究，随后提出了一个米定义的新概念，并得到1983年的第16届国际计量大会的批准。

米的新定义为“米是光在真空中1/299 792 458秒时间间隔内所行进路径的长度”。

这是米定义的第三次变迁。

该定义的优点在于它不固定某一波长的光源，只要已知它的频率，许多不同波长的光源，均可在不同的准确范围内复现米，而不必更改米定义，因而适用范围很广。

所以它被认为是当前最理想的米定义。

两个世纪以来米定义的变迁，反映了从近代计量学发展到现代计量学的历史进程。

二、米制优点缺点米制具有三大优点：第一：米制具有十进制。

第二：米制具有专门词头构成主单位的倍数和分数单位。

第三：米制的基本单位都具有较科学的单位基准器，并可用较高的准确度加以复现。

但是米制也有如下几个缺点：第一：由于当时规定的计量单位，只涉及生产和商品交换中一些常用单位，仅仅长度、质量、容量等单位远远满足不了物理学和技术科学研究工作的需要。

第二：由于米制只有米、千克二个基本单位。

随着科学技术的发展，必然派生出各种单位制，其中包括米制的倍数和分数单位作为基本单位的所有单位制。

如厘米克秒制（cgs），米千克秒制（mk g s），米吨秒制（mts），米千克力秒制（mkgfs）；在电磁学上有绝对静电制（cgse），绝对电磁制（cgsm），绝对对称制，绝对实用制, 乔治制(mks),赫维赛-裴雷单位制,国际实用制, 国际单位制等。

第三：由于多种单位制产生，形成一个物理量有许多单位。

如压力单位就有40多种，千克力每平方厘米，克力每平方厘米，达因每平方厘米，牛顿每平方厘米，大气压，标准大气压，工程大气压，毫米汞柱，毫米水柱、水柱，巴、托等；力学，热学、电学中的功、能、热量这几个量，虽然测量形式不同，但它们本质上是相同的一个单位量，而常用的单位现在就有千克力米，克力米，尔格，千卡，卡，电子伏特，瓦特小时，千瓦小时，磅力英尺，马力小时，英热单位等。

第四：由于米制的局限性，还产生一些不属于任何一种单位制的制外专用单位，如马力（1马力＝735.499瓦），毫米汞柱（1毫米汞柱：1mmHg＝133.322 Pa），克拉(1克拉[k] ＝2×10-4kg ＝0.2g)等，这些单位有的适用范围窄，有的物理概念不清，与事实不符，同时彼此之间缺乏科学联系。

加上许多国家还有本国历史遗留下来的单位制，如市制，英制，俄制等。

以上米制的缺点，使得在测量和计算一些量时，往往必须引进大量不同单位制的单位和很多换算关系，反复地从一种单位换算到另一种单位，同时还不得不制造一些相应单位的量具和计量器具，编制大量换算公式、图表和曲线，这就不仅造成人力、物力和时间上的巨大浪费，而且严重妨碍生产和科学技术发展，给生产、贸易、经济、文化交流带来很大不便。

三、国际单位制的产生和发展由于米制存在的局限性，1948年第九届国际计量大会，由理论物理和应用物理协会与法国政府提出了统一国际计量单位制的建议。

废除力和重力单位为基础的单位制，采用米，千克，秒、安培为基础的实用单位制（乔吉制），供各国科技和教育界征询意见。

1954年第十届国际计量大会决定采用米、千克、秒、安培、开尔文、坎德拉作为国际实用单位的基本单位。

同时国际计量委员会成立了单位制委员会。

该委员会自1954年至1956年，集中国际上的基本设想，草拟了一个经21个国家同意的计量单位制。

1960年第十一届国际计量大会决定把以六个单位为基本单位的实用计量单位制名称命名为“国际单位制”，并规定其符号为“SI”。

以后在各届国际计量大会上，对该单位制构成不断地做了修改，补充，使之逐步完善。

1971年第十四届国际计量大会上，为满足化学领域的需要，又决定再增加一个新的基本量即物质的量，其单位为“摩尔”，因此，目前国际单位制共有七个基本单位。

总之，国际单位制单位就是国际计量大会在1960年讨论通过的一种以米制为基础的单位，它是以长度单位“米”、质量单位“千克”、时间单位“秒”、电流单位“安培”、热力学温度单位“开尔文”、物质的量的单位“摩尔”、发光强度单位“坎德拉”为基本单位，以平面角单位“弧度”、立体角单位“球面度”为辅助单位的一种单位制。

由这七个基本单位和两个辅助单位，就可以构成不同科学技术领域中所需要的全部单位。

国际单位制自1960年创立以来，40多年实践证明，对科技和经济发展起到显著的促进作用。

已有100多个国家采用。

工业较发达国家几乎全部采用。

不久以后，将在全世界通行。

四、国际单位制的优越性国际单位制来源于米制，继承了米制的优点，克服了米制的缺点，是米制的现代形式，它用七个基本单位，比米制增加五个，并把词头扩大到10-24至1024的范围，以适应各学科的需要。