计量的发展历史
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3、汉代
汉承秦制,刘邦令张仓“定度量衡程式”: 度制:1引=10丈,1丈=10尺,1尺=10寸,1寸=10分; 量制:1斛=10斗,1斗=10升,1升=10合; 衡制:1石= 4钧,1钧= 30斤,1斤=16两。 汉代是度量衡发展的兴盛时期,有许多成就: ①发明了活动卡尺,是历史上最早的卡尺,可以测量 外径和凹孔深度。 ②历史上著名的新莽铜嘉量就是西汉末年王莽称帝时 制作的。 (下图)
米制公约
1875年法国政府召开了“米制外交会议”,有20 个国家派了政府代表和科学家出席。5月20日正式 签署了“米制公约”,公认米制为国际通用的计 量单位制。 1889年,国际计量局完成了“米”和“千克”原 器的制造,同年在巴黎召开了第一届国际计量大 会,从所制的米尺和砝码中,选出了作为统一国 际 长 度 和 质 量 单 位 量 值 的 米尺 和 砝码 , 称 为 “国际原器”,由国际计量局保存。大会还批准 将其余的米尺和砝码发给米制公约签字国,作为 各国的最高计量基准。各国的基准器具定期与国 际计量局的国际原器比对,以保证其量值一致。
米制公约
米制单位的扩充。根 据两通电导线之间产 生的作用力而定义的 电流单位安培;根据 地球围绕太阳的转动 周期而确定的时间单 位秒。它们形成了一 种基于所谓自然不变 的米制,并成为国际 单位制的基础 。
米制单位制的延伸。 随着科学技术和工业 的发展,人们在各个 领域又先后制定了一 些以米制为基础的单 位制,例如:物理学 中厘米克秒制;工程 技术的米千克秒制和 米千克力秒制;电磁 学中静电制,高斯制 等。
b) 英国的“码”,是英王亨利一世将其手臂向前平 伸,从其鼻尖到指尖的距离;英尺是查理曼大帝的 脚长;英亩是二牛同扼,一日翻耕土地之面积,等 等。
二、经典阶段
1、社会背景:资产阶级革命和工业革命。
2 、标志: 1875 年“米制公约”的签定,可认为是 经典阶段的开始; 3 、特点:计量基准已开始摆脱利用人体、自然物 体等的原始状态,进入了以科学为基础的发展阶 段。但受到科技水平的限制,这个时期的计量基 准都是在经典理论指导下的宏观器具或现象。 典型案例:
第二章 计量的基础知识
第一节 世界计量的发展阶段
一、古典阶段 二、经典阶段 三、现代阶段
一、古典阶段
1、社会背景:农牧业和手工业时代 2、特点:古典阶段是以权力和经验为主的初级阶段, 没有或者没有充分的科学依据。作为最高依据的计 量基准,多用人体的某一部分、动物的丝毛或某种 能力、植物果实、乐器以及物品等。 案例: a) 我国古代的“布手知尺”、“掬手为升”等;
记里鼓车
记里鼓车是利用车轮带动大小不同的一组齿轮,使车轮走 满一里时,其中一个齿轮刚好转动一圈,该轮轴拨动车上 木人打鼓或击钟,报告行程。
5、隋唐时代 公元 653 年颁布的《唐律疏仪》首次明确了如下:
1)度量衡的国家行政管理部门:大府寺
2) 检定人员不按照规则操作的处罚;
3)私自制作度量衡在市场上使用的处罚;
新莽铜嘉量
新莽铜嘉量包括了五个容量单位,将斛、斗、升、合、龠;上为斛 ,下为斗,左耳为升,右耳上为合,下为龠。一器可以计量五量。 新莽铜嘉量既可作容量标准,也可作衡重标准,还可导出尺度标准 ,度、量、衡三项统一于一器,誉为旷世瑰宝。 现藏台湾省博物馆。
4、三国东汉时代
三国出现了最早使用的提系杆秤,一直使用至今。
三、现代时期
1、统一计量单位制工作取得了很大的成绩
1955年1月国务院设立了国家计量局,负责主管全国的计 量工作; 1959年6月,国务院发布了《关于统一我国计量单位制的 命令》,确定以“米制”为我国的基本计量制度,在全国范 围 内推广米制; 1977年5月,国务院颁布了《中华人民共和国计量管理条 例(试行)》, 逐步采用世界通用的“国际单位制” ; 1984年2月,国务院颁布《关于在我国统一实行法定计量 单位的命令》,正式确定了以国际单位制为基础制订的我 国法定计量单位; 1985年正式颁布的《中华人民共和国计量法》规定了在我
第二节 我国计量的发展阶段
一、古代时期
计量在我国早期称为度量衡,根据我国史 书记载,在古代,人们最初判断长短、大小、轻 重时,是靠自己的眼、手等感觉器官,然后发展 到以身体的某一部分作为标准。
随着手工业与农业的分离,商品生产和交 换的进一步发展,商品的品种和数量越来越多, 质量也发生了很大的变化,人们对交换商品用的 计量器具的准确度越来越高,于是,早期的度量 衡器具就随着人类的需要而产生了。在奴隶社会 和封建社会时期,度量衡有了较快的发展。
米制公约
米制单位的改进。 1892 年,美籍德裔科学家阿 尔伯特 · 迈克尔逊第一次 用镉红外波长以干涉法 测量了国际米原器,它 的精度比法国的档案米 原器的精度提高了一百 倍,干涉仪的使用使长 度 计 量 得 到 了 一 大 突 破, 大大促进了计量科学的 发展,从而结束了国际 间 使 用 了 70 多 年 的 长 度 实物基准。
2、建立完善的全国量值传递体系
法定计量检定机构:目前,全国共有法定计量检 定机构3个、省级的36个、地级的476个、 县级的2245个,政府授权的专业计量站25 92个;
国家计量基、标准器具:目前全国共有计量基准 177项,社会公用计量标准39606项;
积极组织开展国际间比对工作,提高我国技术水 平:目前,我国已与40多个国家和地区开展了 交流与合作,与17个国家或地区签署了合作协 议。
1799年,法国政府根据科学家实地测定敦刻 尔克到巴塞罗那之间的地球子午线的弧长和 给定体积纯水的重量结果,制成了铂基准米 尺和铂基准千克,我们称之为“档案米”和 “档案千克”,保存在法国巴黎档案局。
米制公约
1875年法国政府召开了“米制外交会议”,有20个国 家派了政府代表和科学家出席。 5 月 20 日正式签署了 “米制公约”,公认米制为国际通用的计量单位制。
国际单位制SI形成
1971 年 , 第 十 四 届 国 际 计 量大会将物质的量的单位 摩尔 (mol) 增列为国际单位 制的第七个基本单位。
随后的几次计量大会陆续给 21 个导出单位予专门名称,将十 进倍数词头表示的因素从10-18~ 1018扩展到10-24~1024
国际单位制SI形成
1978年国际标准化组织先后了 与SI有关的国家标准,使得SI 能够在国际上广泛应用。
1、商代时期
最早发现的商代象牙尺
豆
2、春秋战国时期
1 )春秋战国时期,各国的度量衡器具都有发展, 但量值不统一,单位的大小和名称不一致,比如:
秦国的量器名称为升、斗、桶, 齐国叫豆、区、斧、钟等; 秦国的 1 升合今 200 毫升,楚国的 1 升合今 220 毫升 ; 2)单位量值标准器----黄钟律管
4)违章使用度量衡称量国家财物的处罚; 5 )使用未经过官方认可的合格的度量衡的处罚; 6) 度量衡监督人员失职的处罚。
6、宋朝
1 )称量 小 、分 度精 、 称量准确的戥称。 2 )地方 官吏 ( 如宁国 府)开始自置地方量 器有四种,均比国家 规定的标准量器大。 通过使用这些大斛大 斗,一年就多征农民 地 租 粮 食 29.9 万 石 之 多。
3、秦始皇时代 在中国首次实现了统一文字、统一货币、统一度 量衡; 以40字诏书的形式发布了最高法令,是我国计量 管理史上的一件大事,标志着计量管理开始了法 制管理; 首次明确了检定制度 1) 周期: 1年;
2) 环境温度:春分、秋分(温度变化小);
3)规定了误差和等级划分; 4) 违反法令的惩罚措施。
2)制定了一套严格的度量衡管理制 度。
二、近代时期
1840 年鸦片战争后,随着帝国主义入侵中国, 外国度量衡制纷纷传入,如英制、法制、德制等, 各国所附通商章程规定,以本国的度量衡制度为标 准折合中国制,或为互相换算标准,即所谓海关权 度制,是我国的计量事业发展遭受严重的打击。 清朝末年,因祖器丢失,复制营造尺很困难, 清朝政府请国际计量局制造营造尺的原器及副原器 作为国内营造尺最高基准。宣统元年( 1909 年)营 造尺的铂铱合金原器和镍铜合金的副原器由国际计 量局制成,校准后发该证书,并送到我国,这样才 与国际计量局有了正式联系 。
7、明朝
明朝对度量衡器具管理非常严格,所有器具 由中央统一制造,然后由各省、府、州逐级依 样制造,校准合格,印烙后颁发使用。禁止私 人制造度量衡器。
据统计,明朝从洪武元年到嘉靖 15 年近 200 年中,共颁布有关度量衡法令17次。
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8、清朝
1)制作了规范的标准器。
清朝前期,康熙亲自制作了营造尺,又以营造尺 的尺度导出容量标准“漕斛”,营造尺的立方寸金 属个为衡重基准“库平”
米制公约的确立。
1775年,法国创立了一种新的计量单位制,它以地球子 午线长度的四千万分之一作为长度单位,定名为“米 突”;以1立方分米的纯水在4℃时的重量(质量)作为 重量(质量)单位,定名为“千克”;以米的十分之一 长度的立方作为容量的单位,定名为“立特”。这种制 度是十进位制,完全以“米”为基础,因此得名为“米 制”
3 、基本形成了适应市场发展的计量法规体 系
法律法规:已形成一套以《计量法》为核心的法 律、法规体系,主要包括一部《计量法》、 8 个 国家计量法规、22个国家计量规章、23个地 方计量法规和7个地方计量规章;
技术法规: 93 个国家计量检定系统表, 848 个国 家计量检定规程 , 158 个国家计量技术规范 , 1549个部门、地方计量检定规程。
黄钟律管
我国古代未曾把度量衡列为专门的学科,而 多随音律、历算学并存,尤其与音律学互为参证, 成为中国古代度量衡史的一大特点。 根据《汉书 · 律历志上》,黄钟律管如果以大 小适中且相等的黍子进行测量,其长度应该等于 九十粒黍子并列的长度,官内应该正好容纳黍子 一千二百粒。古代度量衡的标准即由此产生 。 度的标准:每粒黍子的长度为一分,十分为一 寸,十寸为一尺,十尺为一丈,十丈为一引。 量的标准:以井水注满黄钟管。井水的容量为 一龠,十龠为一合,十合为一升,十升为一斗, 十斗为一斛。 衡的标准:一千二百粒黍子,其重量规定为十 二铢,二十四铢为一两,十六两为一斤,三十斤 为一钧,四钧为一石。 特点:①用频率进行校准; ②一个实物,可实现长度、容量和质量 3 个量的单位量值。
三、现代阶段 1 、社会背景:二次世界大战后,全球经济快速发 展,技术变化日新月异。 2、标志:由经典理论为基础转为量子理论为基础, 由宏观实物基准转为微观量子基准; 3 、特点:参量之间的互相渗透,检测方法与设备 的光、机、电结合。
4、典型案例
国际单位制的形成。
1948年,第九届国际计量大会责 成国际计量委员会制定一种所有 “米制公约”签署国都能接受的 实用计量单位制。将来安培列入。 1954 年,第十届国际计量大会 根据决定采用米 (m) 、千克 (kg) , 秒 (s) ,安培 (A) ,开尔文 (K) 和 坎德拉 (cd) 六个单位为建立新 单位制的基本单位。 1956年,国际计量委员会把上述 六个基本单位作为基础的单位制 称为“国际单位制”。1960年第 十一届国际计量大会正式定名为 “国际单位制” ,符号为“ SI”。
1889 年,国际计量局完成了“米”和“千克”原器的制 造,同年在巴黎召开了第一届国际计量大会,从所制的 米尺和砝码中,选出了作为统一国际长度和质量单位量 值的米尺和砝码,称为“国际原器”,由国际计量局保 存。大会还批准将其余的米尺和砝码发给米制公约签字 国,作为各国的最高计量基准。各国的基准器具定期与 国际计量局的国际原器比对,以保证其量值一致。
1915年 1 月,中华民国北洋政府大总统公布《权 度法》,同时决定推行“米制”和“营造尺库平两 制”两制,把米制叫做乙制,中文名称用“公”冠 在旧名上。即公尺、公斤、公升等。 1930年10月,南京国民政府成立了全国度量衡局 ( 1947 年改为中央标准局),统一管理全国的度量 衡工作,局内设立了度量衡检定人员养成所和度量 衡制造所。随后又相继公布了《度量衡法》、《度 量衡法实施细则》等三十多个法规。