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1.2　测量 1

1.3　计量学 1

第一章 绪论 1

1　计量学、计量和测量 1

1.1 定义概述 1

1.4　计量 2

2.3　工程计量 3

2.2　科学计量 3

2　计量学的分类 3

2.1　计量学的分类 3

3.1　计量学的创立 4

3　计量学的发展 4

2.4　法制计量 4

3.2　米制的产生及其发展 6

3.4　基本物理常数 8

3.3　国际单位制 8

3.5　测量结果的评定与表述 9

3.6　计量学基本术语的统一 10

4.1 《米制公约》及其组织机构 12

4　国际计量组织 12

4.2　国际法制计量组织（OIML） 15

4.3　国际计量技术联合会 18

4.5　国际标准物质信息库 19

4.4 国际原子能机构／世界卫生组织次级标准剂量实验室网 19

4.8　亚太法制计量论坛 20

4.7　西欧计量协会 20

4.6　亚太地区计量规划组织 20

5 中国古代度量衡的发展 21

6　中华民国时期的度量衡 24

7　中华人民共和国的计量工作 25

参考文献 29

1.1　物理量的概念 30

1　量和计量 30

第二章　计量和单位 30

1.2　量的种类 31

1.4　测量的概念 32

1.3　量值的概念 32

2.2　基本测量法和定义测量法 33

2.1　直接测量法和间接测量法 33

2　测量方法及其分类 33

2.5　补偿测量法和调换测量法 34

2.4　微差测量法和符合测量法 34

2.3　直接比较测量法和替代测量法 34

3.1　测量前的准备工作 35

3　测量的实施 35

2.6　静态测量和动态测量 35

2.7　其他测量方法 35

3.2　测量过程中应遵守的原则 36

3.4　记录和数据处理 37

3.3　读数 37

4.1　单位的概念 38

4　单位和单位制 38

3.5　测量报告 38

4.2　基本单位和导出单位 39

4.4　量纲 40

4.3　倍数单位和分数单位 40

4.5　单位方程、量方程和数值方程 41

4.6　量值的单位变化计算 43

5.2　国际单位制的构成 44

5.1　国际单位制的建立和特点 44

5　国际单位制及其使用方法 44

5.3　国际单位制的使用 48

6　中国的法定计量单位 49

第三章 测量不确定度和误差的基础 50

参考文献 50

1.2　不确定度与误差的定义 52

的意义 52

1　不确定度与误差的概念 52

1.1 不确定度与误差在计量中 52

2.1　概率与分布的概念 53

2　概率与分布 53

1.3　不确定度与误差的分类 53

2.2　概率分布的类型 55

3.2　标准差的计算 64

3.1 标准差的概念 64

3　标准差与阿仑方差 64

4 平均值原理 68

3.3　阿仑方差 68

5.1 系统误差的发现 69

5　系统误差的发现和消除 69

6.1　抽样 70

6　抽样与方差分析 70

5.2　系统误差的消除 70

参考文献 73

6.2　方差分析 73

1.2　粗大误差剔除准则 75

1.1　粗大误差概念 75

第四章　测量结果的处理和表示 75

1　粗大误差 75

2.2　数字修约规则 76

2.1　有效数字 76

2　有效数字与数字修约 76

3.2　不等精度测量所得值的处理 77

3.1　权 77

2.3　数字运算 77

3　测量所得值的简单处理 77

3.4　不等精度测量所得值的处理步骤 78

3.3　等精度测量所得值的处理步骤 78

4.2　最小二乘法求直线 79

4.1　最小二乘法原理 79

4　最小二乘法 79

4.3　最小二乘法求未知量的一般方法 81

4.4　最小二乘法求未知量标准差的一般方法 82

4.5　滤波概念 85

5.2　评定模型 86

5.1　测量不确定度的来源 86

5　测量不确定度评定与表示 86

5.3　标准不确定度的A类评定 87

5.4　标准不确定度的B类评定 90

5.5　合成标准不确定度 91

5.6　扩展不确定度 93

5.7　不确定度的报告 95

5.8　实例——量块校准 96

参考文献 99

6　微小不确定度 99

1.1　量具 101

1　计量器具的分类和特点 101

第五章　计量器具及其特性 101

1.2　计量仪器 102

1.3　计量装置 104

2.1　计量器具的总体构成及其测量链 105

2　计量器具的结构和组成 105

2.2　计量器具的输入部分 107

2.3　计量器具的中间变换部分 109

2.4　计量器具的输出部分 112

3.1　计量器具的静态特性 116

3　计量器具的特性和选用 116

2.5　计量器具的智能化 116

3.2　计量器具的动态特性 120

3.3　计量器具的选用 121

参考文献 122

1.1　量值传递与溯源的概念 124

1.2　量值传递与溯源的必要性 124

1.3　量值传递、溯源及保证量值准确一致的基础 124

1.4　量值传递与溯源体系 125

1　概述 125

第六章　量值传递与溯源 125

2.2　发放有证标准物质进行传递 127

2.1　用计量基准及计量标准进行逐级传递 127

2　量值传递与溯源的方式 127

2.4　用计量保证方案（MAP）进行传递或溯源 128

2.3　用发播标准信号进行传递 128

3.1　计量基准 131

3　计量基准与计量标准 131

3.3　计量基准、计量标准的发展趋势 134

3.2　计量标准 134

4.1　检定在计量工作中的地位 135

4　计量检定 135

4.2　检定方法 136

4.3　检定的步骤、记录及对检定人员的要求 137

5.1 比对在量值传递中的作用和组织方式 139

5 比对 139

4.4　检定的分类 139

5.2　比对方式 140

6.1 国家计量检定系统表概述 141

6 国家计量检定系统表及计量检定规程 141

5.3　比对的应用 141

6.2　检定系统的主要内容 142

6.4　计量检定规程的主要内容及要求 143

6.3　计量检定规程概述 143

7.1　计量器具新产品的管理 145

7　计量器具的管理 145

参考文献 146

1.1　基本单位的选择和定义 147

1　概述 147

第七章　基本计量单位 147

1.2　与量子计量学和基本物理常数有关的物理概念和基本知识 148

1.3　基本单位与基本物理常数的关系 149

2.1　时间单位的物理概念 150

2　时间单位 150

2.3　原子秒的复现 151

2.2　时间单位秒的定义 151

2.4　铯频标的发展和展望 153

3.2　长度单位米的定义 154

3.1　长度单位的物理概念 154

3　长度单位 154

3.3　长度单位米的复现 155

3.4　新米定义的意义和特点 156

4.1　质量单位的物理概念 157

4　质量单位 157

3.5　发展趋势和展望 157

4.3　质量单位的复现 158

4.2　质量单位的定义 158

5　电流及有关电量单位 160

4.5　原子质量单位 160

4.4　质量单位定义更改的可能方案 160

5.3　电单位的实物和量子基准 161

5.2　电流单位安培的复现和保持 161

5.1　电流单位安培的物理概念 161

6.1　温度单位的物理概念 163

6　温度单位 163

5.4　电流单位的复现 163

6.2　温度测量和单位的历史演变 164

6.4　温度单位的复现 165

6.3　热力学温标和温度单位的定义 165

7.3　物质的量摩尔的复现 167

7.2　物质的量摩尔的定义 167

7　物质的量单位 167

7.1　物质的量单位的物理概念 167

8.1　发光强度单位的物理概念 169

8　发光强度单位 169

8.2　发光强度单位坎德拉的定义 170

8.3　与发光强度有关的其他光度学单位 171

参考文献 172

8.4　坎德拉的新定义 172

1.1　单位、量的符号、数值和不确定度 173

1 概述 173

第八章　基本物理常量 173

1.2　宏观物理常数 178

1.3　微观物理常数 180

1.4　基本物理常数中的独立常数 184

2.1　光速的重要性 185

2　真空中光速 185

1.5　基本物理常数在定义计量单位中的作用 185

2.2　光速测量的历史评述 186

2.3　光速测量的现代方法 187

3.1 磁常数和电常数与点电荷和磁极的关系 188

3　磁常数和电常数 188

3.2　毕奥—萨伐尔定律 189

4.1 X射线晶体密度（XRCD）法 190

4　阿伏加德罗常数 190

4.3　用X射线干涉仪测量晶格间距和阿伏加德罗常数 191

4.2　用X射线晶体密度法测量所得的数值 191

5.1　质子磁旋比γp 192

5　与电学单位有关的基本常数 192

5.2　与约定电单位有关的基本常数——约瑟夫逊常数KJ和冯·克里青常数Rk 194

6　重力加速度g 195

6.3　精密测量g值的方法 196

6.2　准确测量g值的重要性 196

6.1　g值的早期测量和波茨坦系统 196

6.4　重力值的国际比对 197

7　基本物理常数的最小二乘法平差 198

7.2　常数平差的历史评述 199

7.1　最小二乘法平差的基本思想 199

7.4　基本常数两次推荐值（1986年和1998年）及其不确定度的比较 200

7.3 CODATA推荐的基本物理常数数据 200

8.1　基本常数表中几种基本粒子简述 211

8　基本粒子的相对原子质量 211

参考文献 212

8.2　基本粒子的相对原子质量 212

2.1　工作波长标准和测长干涉仪 214

2　长度计量 214

第九章　几何量计量 214

1　概述 214

1.1　几何量及其单位的特点 214

1.2　几何量的单位 214

2.2　量块 218

2.3　线纹尺 220

2.4　线位移光栅 221

2.5　感应同步器 222

2.7　电栅 223

2.6　磁尺 223

3　角度计量 224

2.9　判向和细分 224

2.8　直线编码器 224

3.2　角度块 225

3.1　多面棱体 225

3.3　刻线度盘 226

3.4　圆光栅 227

3.7　多齿分度盘 228

3.6　磁性度盘 228

3.5　圆感应同步器 228

3.8　环形激光器 229

3.9　小角度计量 230

4　工程参量计量 231

4.2　平面度计量 232

4.1　直线度计量及其标准 232

4.4　表面粗糙度计量 233

4.3　圆度和球面度计量 233

4.5　渐开线样板 235

5　纳米计量 236

4.6　螺旋线样板 236

5.1　位移系统 237

5.2　测量系统 238

5.3　探测系统 239

6.2　组合定标法 242

6.1　绝对编码法、增量法与小数重合法 242

6　几何量计量常用的几种方法 242

7.1　提高测长仪器的分辨力 243

7　几何量计量的发展动向 243

6.3　范成法与坐标测量法 243

7.5　数字化与信息技术的应用 244

7.4　发展新的光干涉与光信息处理技术 244

7.2　频率测量方法的应用 244

7.3　应用光电和电视技术 244

参考文献 245

2.1　经验温标 246

2　温标的内容 246

第十章　温度计量 246

1　基本概念 246

1.1　温度的基本概念 246

1.2　温标 246

2.2　热力学温度 247

2.3　1990年国际温标（ITS-90） 248

3.1　电阻温度计 251

3　温度的直接计量 251

3.2　热电计量温度的方法 255

4　间接计量温度的方法 257

4.1 间接计量温度方法的特点和种类 257

4.2　亮度计量温度的方法 258

4.3　颜色计量温度法 261

4.4　全辐射计量温度方法 263

参考文献 265

1.1　力学计量的内容和分类 266

1　概述 266

第十一章　力学计量 266

1.2　力学计量的作用和意义 268

1.3　力学计量的原理和发展动向 269

2.1　质量的概念、单位及其复现 271

2　质量计量 271

2.2　衡量原理和衡量方法 272

2.3　天平和砝码 273

2.4　空气浮力对衡量结果的影响 276

3.1　容量的概念、单位和分类 277

3　容量与密度计量 277

3.2　测量容量的原理、方法和装置 280

3.3　密度、相对密度、浓度的概念和单位 283

3.4　密度计量的原理、方法和装置 285

4.2　力值计量的原理和方法 288

4.1　力的概念、分类和单位 288

4　力值计量 288

4.3　基（标）准测力机 290

4.4　标准测力仪 292

5.1　硬度的概念、原理及表达方法 295

5　硬度计量 295

4.5　标准扭矩机和扭矩仪 295

5.2　布氏与塑料球压痕硬度 296

5.3　洛氏、表面洛氏与塑料洛氏硬度 298

5.4　维氏与显微硬度 299

5.5 肖氏与里氏硬度 301

6.1　压力与真空的概念、单位和分类 302

6　压力与真空计量 302

6.2　压力计量的原理、方法和装置 304

6.3　真空计量的原理、方法和装置 307

7.1　流量的概念、单位和流量计的分类 310

7　流量计量 310

7.2　液体流量计量的原理、方法和装置 312

7.3　气体流量计量的原理、方法和装置 314

8.1　振动与冲击计量概述 315

8　振动、冲击与转速计量 315

8.2　振动计量的原理、方法和装置 317

8.3　冲击计量的原理、方法和装置 318

8.4　转速计量概述 320

8.5　转速计量的原理、方法和装置 321

参考文献 323

1.2　电磁学计量的发展方向 324

1.1 电磁学计量的内容和分类 324

第十二章 电磁学计量 324

1 概述 324

2.1　电流 325

2 电学量计量单位的复现和实物计量基准 325

2.2 电压 326

2.3　电阻 327

3.1　直流电阻计量 330

3　直流计量 330

2.4　电容与电感 330

3.2　直流电压计量 331

3.3　直流电流计量 333

4.1　交流阻抗计量 334

4　交流计量 334

3.4　直流功率和电能的计量 334

4.2　交流电流与电压计量 335

4.3　交流功率和电能的计量 337

5.1　磁通计量 338

5　磁计量 338

5.2　磁感应强度计量 339

5.3　磁矩计量 340

5.4　磁性材料磁特性的计量 341

参考文献 344

2.1　光度学中的量和单位 345

2　光度计量 345

第十三章　光学计量 345

1 概述 345

1.1　光辐射的波段范围 345

1.2　光学计量的内容 345

2.2　光度计量中的两个常用定律 347

2.3　发光强度计量 348

2.4　光源的总光通量计量 350

2.5　光照度、光亮度计量 351

3.1　黑体辐射定律 352

3　辐射度计量 352

3.2　黑体辐射标准源的具体形式 353

3.3　辐亮度、辐照度及光谱辐射计量 355

4.1　激光功率计量 356

4　激光计量 356

4.3　其他激光参数的计量 358

4.2　激光能量计量 358

5.1　颜色计量的原理 359

5　色度和感光计量 359

5.2　色度计量 360

6.1　光学材料计量 361

6　光学材料和成像系统计量 361

5.3　感光计量 361

6.2　成像系统的计量 362

7.2　光谱响应度计量 363

7.1　光探测器的种类 363

7　光探测器特性 363

8　光学计量的发展动向 364

7.4　其他参数的计量 364

7.3　响应的线性度计量 364

参考文献 365

1.2　声学计量的几个基础量 367

1.1　声学计量的内容 367

第十四章　声学计量 367

1　概述 367

2.1　声压单位复现原理、方法和装置 368

2　空气声声压计量 368

2.3 机械噪声声功率和声强的测量与频率分析技术 375

2.2　基准器、标准器和工作计量器具 375

3.1　概念及基准、标准和工作计量器具 379

3　听觉计量 379

3.2　标准仿真耳或标准耦合器 380

3.5　气导和骨导听力基准传递的自动化 381

3.4　标准耳机 381

3.3　标准仿真乳突（仿真头骨） 381

4.2　超声声强和声功率的计量原理、方法和装置 382

4.1　概念、单位和研究的范围 382

4　超声声强和声功率的计量 382

4.3　我国目前建立超声声功率用的基准、标准方法 385

5.2　水声声压单位的复现原理、方法和装置 387

5.1　概念、单位和研究范围 387

5　水声声压的计量 387

6　声学计量的研究与发展的趋势 391

5.3　水声计量的标准器和工作计量器具 391

参考文献 392

1.1 电子计量的内容 393

1　概述 393

第十五章 电子学计量 393

1.2　电子计量的特点 395

2.1 电压计量 396

2 电子计量中几个主要参量的计量 396

2.2　功率计量 399

2.3　衰减计量 404

2.4　阻抗计量 408

2.5　噪声计量 419

2.6　场强计量 423

3.1　毫米波计量 428

3　电子计量的发展动向 428

3.2 电磁兼容性能的计量测试 429

3.3　材料特性的射频与微波测量 430

3.4　时域和脉冲波形的计量测试 432

3.5　现代通信中的电子计量测试 433

1.3　时标 434

1.2　时刻 434

第十六章 时间频率计量 434

1　基本概念 434

1.1　时间和频率 434

1.4　钟和守时 436

2.1　概述 437

2　时间频率基准 437

2.2　磁选态热束型铯原子时间频率基准 438

2.4　激光冷却铯原子喷泉钟 439

2.3　光抽运热束型铯基准 439

2.5　新一代时间频率基准 440

3.2　晶体振荡器 441

3.1　概述 441

3　时间频率标准 441

3.4　氢原子频率标准 442

3.3　铷原子频率标准 442

3.6　新型时间频率标准 445

3.5　商品型铯束频率标准（小铯钟） 445

4.1　原子时标的建立 446

4　原子时标 446

4.2　国际原子时的计算 448

5.2　频率值计量 449

5.1　时间间隔计量 449

5　时间频率计量 449

6.1　时域和频域的稳定度表征 451

6　频率稳定度及其计量 451

6.2　幂律谱噪声模型 453

7.2　直接检定 455

7.1　概述 455

7　时间频率量值的传递 455

7.4　利用电磁波信号接收比对 456

7.3　搬运钟比对 456

参考文献 461

1.5　β衰变和β射线 462

1.4　α衰变和α射线 462

第十七章 电离辐射计量 462

1　基本概念 462

1.1 电离和电离辐射 462

1.2　元素、核素和同位素 462

1.3　衰变及其基本性质 462

2.1 带电粒子与物质的相互作用 463

2 电离辐射与物质的相互作用 463

1.6　γ跃迁和γ射线 463

1.7　放射性衰变系列 463

1.8　电离辐射来源 463

1.9　射线的能量 463

1.10 电离辐射计量的主要内容 463

3.4　照射量 464

3.3　比释动能 464

2.2　X和γ射线与物质的相互作用 464

3　电离辐射量和单位 464

3.1 活度 464

3.2　吸收剂量 464

4.1　气体探测器 465

4　射线探测器 465

3.5　粒子注量 465

3.6　截面 465

4.2　闪烁探测器 466

4.3　半导体探测器 467

4.7 自由基剂量计 468

4.6　释光剂量计 468

4.4　量热计 468

4.5　液体化学剂量计 468

5.4　4π计数法 469

5.3　2π计数法 469

5　放射性核素活度测量 469

5.1 活度测量概述 469

5.2　固定立体角法 469

5.5　4πβ（PC）-γ符合计数法 470

5.6　活度量值传递 472

6.2　吸收剂量量热计 473

6.1　剂量测量概述 473

6　X、γ射线和电子束吸收剂量测量 473

6.3　平行板自由空气电离室 474

6.5　吸收剂量量值传递 475

6.4　空腔电离室 475

7.1　中子计量概述 476

7　中子计量 476

7.3　中子源强度测量 477

7.2　中子源分类 477

7.4　中子注量率测量 478

参考文献 479

7.5　中子吸收剂量测量 479

1.3　化学计量的任务 481

1.2　化学计量的特点 481

第十八章　化学计量 481

1　化学计量及其任务 481

1.1　什么是化学计量 481

2.1　热量计量 482

2　物理化学计量 482

2.2　粘度计量 486

2.3　酸度（pH）计量 488

2.4　电解质电导率计量 493

2.5　湿度计量 495

2.6　浊度和粒度计量 499

2.7　聚合物分子量计量 505

3.1　化学成分的表示方法 509

3　分析化学计量 509

3.2　化学分析和基准试剂 511

3.3　仪器分析 512

4　化学测量的质量保证 539

参考文献 542

第十九章　标准物质 543

1　概述 543

1.1　标准物质的定义 543

1.2　标准物质的基本要求 544

1.3　标准物质的级别和分类 544

1.4　标准物质的作用 546

2　我国标准物质的管理及其发展 548

2.1　我国标准物质的分类、分级和管理 548

2.2　标准物质的溯源体系 549

2.3　标准物质定值的组织系统 550

2.4　标准物质的信息交流 550

3　国外标准物质的现状 551

3.1 国际组织标准物质的现状 551

3.2　有关国家标准物质的现状 553

3.3　标准物质的发展趋势 557

4.1　候选物的选择 558

4.2　成分量标准物质的基体选择与成分设计 558

4　标准物质的制备 558

4.3　标准物质的制备 559

5.1　最小取样量的确定 561

5.2　取样方式的选择 561

5　标准物质的均匀性及其检验 561

5.6　检测结果的评价 562

5.5　测试方法的选择 562

6　标准物质的稳定性及其检验 562

5.4　均匀性检验项目的选择 562

5.3　取样数目的决定 562

6.2　稳定性的监测 563

6.3　稳定性的评价 563

6.1 影响物质稳定性的因素及保证物质稳定性的措施 563

7.1　定值方式的选择 564

7.2　对特性量值测量时的影响参数和影响函数的研究 564

7　标准物质的定值 564

7.3　定值数据的统计处理 565

7.4　定值不确定度的估计 566

7.5　定值结果的表示 566

8.1　使用有证标准物质的一般原则 568

8.2　选择有证标准物质的注意事项 568

8　有证标准物质的使用 568

9　标准物质举例 569

9.1　化学成分标准物质 569

9.2　物理化学特性标准物质 573

9.3　工程技术特性标准物质 580

参考文献 584

附录一　计量学大事年表 586

附录二 国家计量基（标）准互认和国家计量院签发的校准与测量证书互认 592