计量学基础课程课件2

SI中组合单位构成(一)
“每, 一条斜线”原则: 米/秒²读作“米每秒平 方” 分母含有两个以上单位符号时,整个字母 一般要用括号括起来;每(斜线)只能用一条. 导热率：W/(m· k)[瓦特每米开尔文]
错：W/m/k(每米开尔文瓦特,瓦特每米每开尔文)
“分母不用词头”原则,用MV/m,不用KV/mm. 两种例外:质量单位kg为分母时;组合单位 分母是长度,面积,体积时,如A/mm² “词头提前”规则:N· km kNm
国际单位的组成
SI单位
基本单位
用基本单位 表示的
国际单位制 [SI]
导出单位
具有专业名 称的
SI词头
辅助单位
用专门名称 表示的
SI单位的十进倍数与十进分数单 位由SI词头加SI单位构成
SI 词 头
词头名称
因数
原文 （法） 中文
符 号
Y Z
词头名称
因数
原文 （法） 中文
符号
dé ci centi 分 厘 d c
与SI并用的单位(二)
表观功率(视在功率) :伏安(VA) 声压级:分贝(db) 响度级:方 ——原则上与SI长期并存,但”只有在一些 限定的情况下才允许其与SI 单位构成组合单位, 特别是”千瓦小时”最后予以废除, 换成焦耳(1千 瓦小时=3.6兆焦耳)
SI中组合单位构成(一)
“每, 一条斜线”原则: 米/秒²读作“米每秒平 方” 分母含有两个以上单位符号时,整个字母 一般要用括号括起来;每(斜线)只能用一条. 导热率：W/(m· k)[瓦特每米开尔文]
单位的写法与读法
单位的写法：单位符号、单位名称
中文符号：即单位名称的简称。只在有必要时用于中、小学教材和普通书刊中。 除了°C外，必须用中文。 中文符号不得与单位符号混用，km/小时 1、单位符号一律用正体：除了来源于人名的单位符号首字母要大写外，其余均 为小写。
2、单位符号在全部数值之后，与数值间留适当的空隙，例外：角度单位的符号与 数值间不留空隙，30°，15'，20''。
N•m J/（kg • K） Pa • S N/m W/m2 J/K J/Kg W/(m • K)
用专门名称表示的 SI导出单位示例（二）
SIwenku.baidu.com
量
能[量]密度 电场强度
单 位
符号
J/m3 V/m
名称
焦耳每立方米 伏特每米
用SI基本单位表示 的表示式
m-1 • kg • s-2 m• Kg • s-3 • A-1
• 美国火星气候探测器（1998年）：
1999年9月23日：1998年12月美国发射的火星气候探测器与地面失去联系。
火星大气层的最小安全距离：约85 公里～100 公里预定的140 公里～150 公 里 实际上，探测器距火星表面最近仅57 公里。 探测器有可能在火星的大气中被“火葬”， 低级错误 甚至坠毁在火星表面上 1999年9月30日的调查报告： 造成飞行高度太低的原因竟然是公制和英制的转换问题。 洛克希德· 马丁公司：公制单位（牛· 秒） 美国航宇局（NASA）喷推实验室：英制单位（磅· 秒）？ 这样计算出的冲量值只是实际值的22%。 推力器校定表的作用是把遥测到的推力器点火工作次数转换成提供给探测 器的冲量，以消除因推力器点火工作造成的弹道计算中的剩余误差。
• 英国gallon与美国gallon：
U.K. gallon = 4.546 09 L U.S. gallon = 3.785 41 L Boeing 757－300 43 400 L = 9 547 gallon (U.K.) = 11 466 gallon (U.S.A.)
litre, liter (US) metre, meter (US) gram, gramme (UK)
故事：计量单位
器具与现象－计量学的开始
经典阶段：实物
米 metre：1875年5月20日“国际米制公约” 1790年：巴黎会议约定：通过巴黎的子午线的四千万分之一。（米原器） 1889年：0 ℃ 时巴黎国际计量局的截面为X形的铂铱合金尺两端刻线记号 间的距离。1960年：86Kr在真空中发射出的橙黄色光波长的1650763.73倍。 1983年：光在真空中1/299792458 s的时间间隔内的行程。”（俗称光波米） 千克 kilogram：铂铱合金制造的千克原器 根据1立方分米的水在其密度最大时的温度下的质量。 安培 ampere： 根据两通电导线之间产生的作用力而定义的电流单位。 秒 second： 根据地球围绕太阳的转动周期而确定的时间单位。
P T G M k h da
10 －3
10 －6 10 －9 10 －12 10 －15 10 －18 10 －21 10 －24
milli
micro nano pico femto atto zepto yocto
毫
微 纳[诺] 皮[可] 飞[母托] 阿[托] 仄[普托] 幺[科托]
m
µ n P f a z y
量的符号：必须用斜体，下标用正体，物理量符号的下标用斜体
量A 表达式：
A={A} [A]
计量单位
古典阶段：身体 英寸 inch （in＝2.54 cm）（荷兰语中inch 为大拇指） 10世纪：英王埃德加大拇指的第一个指节的长度。 14世纪：爱德华二世：三个大麦粒的总长度。 英尺 foot（ft＝12 inch＝0.3048 m） 9世纪：英国查理曼大帝的脚板的长度。 16世纪：德国：16个人的左脚板的平均长度。 码 yard（yd＝3 ft＝91.44 cm） 12世纪：英国亨利一世的鼻尖到前伸手臂时中指尖的距离。 丈 ＝ 古代成年男子的身高，大丈夫。 尺 ＝ ……
量制 System of SI基本单位：7个 基本量 quantities SI辅助单位：2个 Base quantity 具有专门名称的SI导出单位：19个
国家选定的非SI单位：16个
SI单位的十进倍数和分数单位的词头：20个 基本量 量 SI 基本 单位 名称 符号 长度 米 m 质量 千克 kg 时间 秒 s 热力学温度 开尔文 K 电流 安培 A 物质的量 摩尔 mol 发光强度 坎德拉 cd
用SI辅助单位表示的SI导出单位 示例
量 名称 符号 角速度 弧度每秒 rad/s 角加速度 弧度每二次方秒 rad/s2 辐[射]强度 瓦[特]每球面度 W/sr 辐[射]亮度 瓦[特]每平方米球面度 W/（m2 •sr）
与SI并用的单位(一)
时间:分(min), [小]时(h), 日[天](d) 平面角:度( º 分( ’), 秒( ”) ), 体积、容积: 升(l , L) 质量:吨(t), 原子质量单位(u≈ 1.660 565 5 x 10－ 27 g) 长度:天文单位距离(A),秒差距(pc) 能: 电子伏特(eV)
电位，电压，电 动势，电势 电容
库仑
伏特 法拉
C
V F
光照度
发射性活度,(放 射强度) 吸收剂量
勒克斯
贝可勒 尔 戈瑞
lx
Bq Gy
电阻
电导
欧姆
西门子
Ω
S
剂量当量
希沃特
Sv
用专门名称表示的 SI导出单位示例（一）
SI
量
力矩 比热容、比熵 [动力]黏度 表面张力 热流密度， 辐[射]照度 热容，熵 比能 热导率 (导热系数）
具有专门名称的SI导出单位
量 SI单位 名称 符号 量 SI单位 名称 符号
频率
力
赫兹
牛顿
Hz
N Pa J W
磁通[量]
磁感应强度,磁通 密度 电感 摄氏温度 光通量
韦伯
特斯拉 亨利 摄氏度 流明
Wb
T H ℃ lm
压强，（压力）， 帕斯卡 应力 能,功,热量 功率，辐射通量 焦耳 瓦特
电量，电荷
电荷体密度
电位移 电容率 （介电常数） 电导率 摩尔能[量] 摩尔熵， 摩尔热容
库仑每立方米
库仑每平方米 法拉每米 亨特每米 焦耳每摩尔 焦耳每摩尔开尔文
C/m3
C/m2 F/m H/m J/mol J/(mol • K)
m-3• s • A
m-2• s • A m-3• Kg-1 • s4 • A2 m• Kg • s-2 • A-2 m2 • Kg • s-2 • mol-1 m2 • Kg • s-2 • K-1 • mol-1
暂时与SI并用的单位
不是”必须采用”,而是”尽量避免” 长度: 海哩,公里,费密,埃 面积: 公亩(a),公顷(ha) 质量:米制克拉 力: 达因,千克力(公斤力),顿力 压强: 巴,标准大气压,托,毫米汞柱,毫米水柱 千克力每平方厘米(工程大气压) 能,功: 千克力,瓦特小时 功率: 马力 热量: 卡,热化学卡 磁场强度: 奥斯特(Oe) 磁感应[强度],磁通密度: 高斯(Gs,G)
计量学基础
主讲人:邓华夏
参考资料
1. 《计量学基础》，李东升，机械工业出版社； 2.《误差理论与数据处理》，费业泰，机械工业 出版社； 3.《An Introduction to Uncertainty in Measurement》, Les Kirkup 4.《中国古代计量史图鉴》，张延明，合肥工业 大学出版社 5. 《注册计量师基础知识及专业实务》，中国计 量测试学会 6. 《计量史学研究入门》，霍俊江，北京大学出 版社 7. www.wikipedia.org
计量学：关于测量的科学
测量原理 测量方法 测量程序 标准物质
人员
校准 测量仪器 检定
计量 测量
溯源性
基准
标准与标准化
单位制
质量与检验
计量学
本质上就是计量
科
学
技
术
计量单位
unit of measurement
标准定义：《JJF1001－1998》3.7 为 定量 表示 同种量 的大小而 约定地 定义和采用的 特定量。
单 位
符号 用SI基本单位表示 的表示式
m2 • kg • s-2 m2 • s-2 • K－1 m－1 • Kg • s－1 Kg • s－2 Kg • s－2 m2 • Kg • s－2 • K－1 m2 • s－2 m • Kg • s－3 • K－1
名称
牛[顿]米 焦[尔]每千克开[尔文] 帕[斯卡]秒 牛[顿]每米 瓦[特]每平方米 焦[耳]每[开尔文] 焦[耳]每千克 瓦[特]每米[开尔文]
10 24 10 21
yotta zetta
尧[它] 泽它]
10 －1 10 －2
10 18
10 15 10 12 10 9 10 6 103 10 2 10 1
exa
peta té ra giga mé ga kilo hecto dé ca
艾[可萨]
拍[它] 太[拉] 吉[咖] 兆 千 百 十
E
……
单位的写法与读法
中华人民共和国国家标准：GB 3100系列
GB 3100：国际单位制及其应用 GB 3101：有关量、单位和符号的一般原则
GuóBiāo
单位的读法：单位符号的中文读法
1、依据单位符号的顺序， “ • ”：不读；“ / ”：每 2、指数名称在前 单位1 • 单位2 / 单位3 • 单位4 3、面积：平方 体积：立方 不读 质量热容： J/(kg•K) J/kg/K 焦耳每千克开尔文 每 不读
错：W/m/k(每米开尔文瓦特,瓦特每米每开尔文)
“分母不用词头”原则,用MV/m,不用KV/mm. 两种例外:质量单位kg为分母时;组合单位 分母是长度,面积,体积时,如A/mm² “词头提前”规则:N· km kNm
SI中组合单位构成(二)
“变顺序避免误解”规则: 因某些符号同时作为”词头符号”和”单位符 号” (T:特斯拉,10¹;m:米,10－3;G:高斯,109等) ² 使用时尽量将其放在右侧. “用圆点或斜线避免误解”规则: 米每秒---m/s,m· －1,ms－1[为避免与(ms) －1混 s 淆,在中间加圆点]
法定计量单位 legal unit of metrology 由国家法律承认、具有法定地位的计量单位。 《中华人民共和国计量法》第一章第三条： 国家采用国际单位制。 国际单位制计量单位和国家选定的其他计量单位， 为国家法定计量单位。
通用计量术语：量与单位
【可测量的】量 [measurable] Quantity 导出量 Derived quantity
SI中组合单位构成(二)
“变顺序避免误解”规则: 因某些符号同时作为”词头符号”和”单位符 号” (T:特斯拉,10¹;m:米,10－3;G:高斯,109等) ² 使用时尽量将其放在右侧. “用圆点或斜线避免误解”规则: 米每秒---m/s,m· －1,ms－1[为避免与(ms) －1混 s 淆,在中间加圆点]