“十大计量”专业领域介绍

“十大计量”专业领域介绍

“十大计量”专业领域涵盖几何量、热学、力学、电学、无线电、时间频率、光学、化学、声学及电离辐射等计量检测方向。各领域均建立国家计量检测基准，如几何量计量检测以激光波长为基础，热学计量检测依托温标系统。计量检测技术从静态向动态发展，在线计量检测成为趋势。计量检测结果通过国际比对确保全球量值统一，为制造、医疗、环保等行业提供基础支撑。十大计量检测领域共同构成国家量值传递体系。

“十大计量”专业领域介绍当前，“十大计量”专业领域介绍比较成熟和普遍开展的计量科技领域有：几何量（长度）、热工、力学、电磁、无线电、时间频率、声学、光学、化学和电离辐射，即所谓“十大计量”。“十大计量”专业领域介绍的系统构成：各领域均建立国家计量检测基准，如几何量计量检测以激光波长为基准。“十大计量”专业领域介绍的技术发展：计量检测从静态向动态演进，在线计量检测成为新趋势。“十大计量”专业领域介绍的应用范围：为制造业、医疗、环保等行业提供基础计量检测支撑。“十大计量”专业领域介绍的国际接轨：通过国际比对确保计量检测结果全球互认。“十大计量”专业领域介绍的体系作用：共同构成国家量值传递网络。“十大计量”专业领域介绍”的技术创新：量子计量等新技术正推动各领域计量检测精度提升。“十大计量”专业领域介绍”的标准化建设：各领域均制定相应的计量检测规程和规范。“十大计量”专业领域介绍”的人才培养：需要专业计量检测人员支撑各领域发展。“十大计量”专业领域介绍”的产业价值：为国家质量基础设施提供技术保障。

几何量计量表征有形物体的几何特征和质点的空间位置。涉及波长、刻线量具、光栅、感应器同步器、量块、多面体、角度等具体的测量。生活中常用到直尺、钢卷尺，在军事和交通中广泛应用的卫星定位系统等，都是长度计量的 研究成果。

热工计量的对象是在工业生产中热工过程中常用到的温度、压力、真空、流量和物量和物位等参数。如对普通玻璃液体温度计，红外测温仪的检定、校准，直接关系到医生对病人是否发热的判断，对抗击“非典”斗争提供技术支持。

力学计量是涉及质量、力值、密度、容量、力矩、机械功率、压力、真空、流量以及位移、速度、加速度、硬度等量的测量。如市场上的公平秤、电子计价秤、水表、燃气表、出租车计价器等准确与否都是由力学计量来保证的。

电磁计量涉及的专业范困包括直流和又流的阻抗和电量、精密交直流测量仪器仪表、模数／数模转换技术、磁通量、磁性材料和磁记录材料、磁测量仪器仪表以及量子计量等。与人民生活密切相关的电磁计量内容很多，如家用电能表的准确角度等。

无线电计量包括有关电磁能参数(如电压、电流、功率、电场强度、功率通量密度和噪声功率谱密度)的计量；有关电信号特征参量(如频率、波长、调幅系数、频偏、失真系数和波形特征参量)的计量；有关电路元件和材料特性•参量(如阻抗或导纳、电阻或电导、电感和电容、Q值、复介电常数、损耗角)的计量和有关器件和系统网络特性参量(电压驻波比、反射系数、衰减、增益、相移)的计量。例如，电器维修用的万用表的难确度，手机发射功率的测量等。

时间频率计量用于测量频率值和时间间隔。主要服务领域为：通讯、航天、国防、电子、家电、医疗、科研、电视、服务等领域。如报时服务，各类(手机、电话、停车)服务计时等。

声学计量是研究声压、声强、声强、声功率和响度、听力损失等量的测量。如噪声测量、交通噪声、环境噪声、建筑声学、电声学的测量，对于科研生产、国防和国民经济的发展起到了积极作用。

光学计量的对象有光源、光探测器、光学介质、光学元件以及光学仪器。其中光源包括自然光源、人工光源、激光等。光学计量涉及辐射强度、辐射照度、辐射亮度等参数。如日常生活中灯、汽车灯亮度的测量，色彩的测量等。

化学计量主要针对热量、粘度、密度、电导率、浊度等物质化学特性的测量。化学计量与人民群众日常生活密切相关。例如：饮用水的纯净度、食品中的有害物质含量等。

电离辐射计量是指o、8、y、x和中子辐射的有关参数的测量。电离辐射计量涉及医疗、工业、农业、军事、环境监测等方面。如医用X光机、CT机钻—60治疗机、X刀等设备、工用X射线探伤机、核子皮带秤、农用大蒜辐照加工、环境监测用的水质检测以及用于海关、车站、码头的禁止物品检杏仪等设备。

计量的经济和社会效益评价

人们可以感觉到计量对经济和社会发展的作用，但很难具体地描述。美国NBS曾在国家计量体系的分析报告中提到，现代社会没有计量体系就不能运转，计量体系的价值是无法估量的。我国计量界也有很多关于计量对国民经济发展的基础作用的评价。随着经济、社会和科技的发展，计量的基础作用越来越重要，各国开始用经济分析的方法来评价计量的作用，研究并得出了计量对经济和社会发展作用的评价方法、框架和经验，推动了本国计量体系的建设和发展。我国的计量体系对经济和社会发展的作用也需要以现代经济分析的方法来体现，为我国国家计量体系的发展提供科学的依据。我国政府管理体制的改革也需要我们采用科学准确的论证作为政府计量主管部门决策的基础。

一、计量的起源和发展

5000年前人类社会文明的发展需要时间、长度和质量的测量达到一致，由此产生了计量活动。保证测量统一的基本要求是全部测量溯源于计量标准，计量标准和社会对测量的道德信任构成了古代计量体系。中国在3500年前的商朝就建立了长度、质量和容量的计量标准，政府设置专门机构和人员负责检查计量器具（每年两次），在商贸和制修造武器、车辆、手工业品领域的检查是强制性的。

社会、经济和技术的发展扩大了对计量体系的需求，同时推动了计量技术、方法和计量立法的发展，现代国家计量体系从科学计量和法制计量两个方面逐步发展建立起来。19世纪工业和贸易的显著增长，促使工业化国家统一各种工业、行业的计量单位，全面建立国家计量基标准。19世纪末工业化国家建立国家计量院，建立保存国家计量基标准并提供量值传递，标志着现代科学计量体系的建立。量传的实现和国家的量值统一需要国家立法建立管理体制，工业化国家在建立国家计量院的同时，对贸易计量器具建立了国家型式批准和检定证书制度，以法制管理的形式保证计量器具满足使用要求，法制计量从贸易领域逐步扩大到政府管制、医疗健康、安全和环境保护领域。1947年工业化国家开始了对计量技术机构的能力进行考核和认可，保证政府和公众对其从事法制计量任务的能力的信任。

二、现代国家计量体系和作用

20世纪五、六十年代，从分散在各行业和各领域的计量体系初步形成了以科学计量体系和法制计量体系为主要内容的现代国家计量体系，各国、各行业和社会各方面从各自不同的角度和实践阐述了国家计量体系的概念和作用。

1967年Hintoon在美国《科学》杂志上提出了国家计量体系的概念，美国国家计量局NBS在1976年进一步阐述了这一概念。国家计量体系是为了获取社会、公众和科技等领域描述、预测、联络和管理需要的客观测量，国家利用的知识性、实施性、技术性和管理性的活动和机构。它包括五个层次：量和单位的定义；实现量和单位定义的技术基础；保证各种测量准确的计量能力；量传体制和实施；最终用户的测量。

英国国家物理研究院NPL1999年在评价国家计量体系时将国家计量体系的活动分为：研究建立和保存国家计量标准；保持各级计量标准符合要求；开展量值传递；制定技术法规以及计量管理。

欧盟计量计划在2002年报告中对国家计量体系活动做出基本分类：国家计量院活动、法制计量机构活动、计量技术机构的认可、各种计量技术机构活动、计量器具制造、计量在工业中的应用以及计量在社会中的应用。

国际计量局提出国家计量体系由计量单位制、国家基标准和量传体系、计量法律法规、国家法制计量机构、计量技术机构及认可构成。

国际法制计量组织提出国家计量体系由计量单位制、量传体系、计量法律法规、国家法制计量当局、合格评定机构和合格评定程序的实施、国际合作构成。

Birkeland在《21世纪计量展望》的研究报告中提出全球计量体系为政治、商业、工业、科学、工程、国际贸易、人类健康安全、环境和资源保护提供计量基础。

中国的计量行政主管部门将国家计量体系主要划分为计量行政管理、计量技术保障、计量法律法规三个方面。

计量在各个领域以多种形式进入我们的生活，但我们很多时候感觉不到计量的存在。实际上计量体系的平稳运行是社会、经济和日常生活的重要基础。据美国《科学》杂志统计，美国一天的测量活动达2千万次。美国NBS对78个主要行业的调查表明，计量的投入占GNP的6%，其中计量依赖的行业对计量的投入占总投入的20%。加拿大政府计量管理机构Measurement Canada的一项调查表明，对周期检定每投入1美元，可以减少因计量不准的损失11.4美元；对重点抽查每投入1美元，可以减少因计量不准的损失28.7美元。据中国质量监督检验检疫2001年统计年报统计，中国一年检定各种工作计量器具3893万台（件），各级计量标准器具94万台（件）。监督抽查的计量器具192万台（件），抽查定量包装商品145万批次。

英国DTI分析了计量对国内生产总值GDP构成的个人消费、政府购买、投资和进出口的作用（图1），其中计量对进出口和投资影响较大，计量影响投资的水平和质量，也是投资信心的决定因素之一。

计量体系对经济、社会、科技和政府管制的作用具有广泛性、基础性和效益性的特点。由于计量体系的作用大量地以间接方式体现，分析评价计量体系是困难的，一般采用个案方式分析直接效益，采用宏观分析方法分析直接效益和间接效益。

三、计量对贸易的影响

计量对贸易的重要影响和收益体现在四个方面：

大量的贸易交接需要计量提供对贸易量的信任，英国DTI2002年统计，每周约有10亿英镑的零售贸易需要经过计量。根据加拿大Measurement Canada、美国NIST和澳大利亚NSC的研究结论，依赖计量的贸易量年度总值一般是GNP的50%~60%。按保守估计，贸易计量可以增加的收益相当于0.1%GNP；另一方面，忽视贸易计量的作用，将遭受相同价值的巨大损失。贸易计量提高了贸易交接的透明度，减少贸易纠纷。贸易计量的准确和一致降低了交易成本，提高了市场效率。

国家法制计量管理部门通过制定法规，对贸易计量器具的型式批准、检定和监督，对定量包装商品提出法制要求和监督抽查，保证公平贸易，减少缺斤短两，防止欺诈行为。

准确的计量为贸易领域的库存管理提供了保证，提高了库存管理效率。

进出口贸易的大宗货物计量和定量包装计量是保证国家外贸收入的重要条件，对外贸收入占重要地位的国家尤其重要。瑞典Narvik港将用于铁矿石出口计量的皮带秤的不确定度由0.5%降到0.2%，每年出口收益提高860万法国法郎。KPMG为国际计量局进行MRA的调查表明，国家计量院间的MRA计量校准的互认，据保守估计可以使成员国间的贸易成本降低40亿美元。

四、计量对工业的影响

工业企业的计量检测能力对产品质量、物料能源结算、环境监测、安全防护、经营管理和企业效率起重要基础作用，计量对工业的影响可以从企业大量的计量投入，加强计量检测能力以及产生的收益等方面分析。

美国商务部1984年分析计算了美国经济的81个工业行业，计量活动为工业贡献的平均附加值为GNP的3.5%，计量投入1630亿美元，其中日用三表、化学化工、石油石化、电信和电力等与计量密切相关的20个行业的计量投入占行业总投入的50%，计量贡献占行业对GNP贡献的13.4%。计量对技术进步的贡献还未包括在内。

英国DTI1999年的统计表明，国家量传体系支持了年销售额63亿英镑的计量工业（计量器具制造业），校准服务的利润达到每年12亿英镑。DTI的调查还发现中小企业对国家计量体系提供的服务有较高的依赖性，国家量传体系在提高产品质量、降低成本、提高效率和市场竞争力方面对中小企业的计量支持起到决定性作用。

欧盟2002年统计，15个成员国的计量器具生产销售额每年达490亿欧元，约占欧盟工业产值的1%。工业各行业的计量投入每年达340亿欧元。

中国企业按照规模分别开展了完善计量检测体系、计量保证体系和计量合格等不同水平的企业计量检测能力建设，其中获得完善计量检测体系证书的企业有700多个。计量工业企业6000多家，2000年销售额达1200亿人民币。

五、计量对社会的影响

计量具有公共物品的经济学属性，在贸易、工业、政府管制、科技和社会某一领域的计量投入都会产生正外部性，计量在某一领域降低成本、提高产品质量、提高生产率、技术创新、市场效率、加强管理的作用都会带来社会收益。因此，计量对社会的整体影响是无法估量的，各国主要是用定性的方法分析计量对社会的影响。一般认为计量的社会收益包括：

解决公众社会活动的信息透明，向公众传递重要的计量信息，保护消费者，提高公众信任；

医疗健康，降低死亡率；

安全保护，降低事故；

环境监测；

资源控制。

欧盟通过对医疗测量等具体项目的成本收益分析得出结论，计量的社会收益远大于计量的工业收益。

六、计量对政府管制的影响

现代社会政府广泛依靠计量进行政府管制。国家计量体系通过计量法规和量传体系对计量器具和测量提供保证，并对政府管制领域进行持续客观的测量，为政府管制提供可靠的、普遍信任和接受的计量依据。法律诉讼、政府税收、行政执法等需要采用准确统一的计量数据作为依据。

使用成本效率的方法对政府管制项目进行分析显示，计量控制方案比其他政策选择有更高的收益———成本比。澳大利亚政府在公路交通管制中，选择计量控制方案，使用测速仪和呼气分析仪对汽车驾驶员的违规行为进行控制，明显降低了公路交通事故，降低交通事故死亡人数（图2），相当于减少社会损失76亿澳元。另一种政策选择是加强公路建设来避免交通事故，这种选择需要高昂的建筑成本达到相同的目标。

七、计量对技术创新的影响

与资本和劳动力资源型经济增长因素不同，技术创新为主要构成的全要素生产力是现代经济增长的核心动力，发达国家技术创新的贡献已是GDP的主要部分，计量是技术创新的基础，计量校准推动技术创新。英国DTI的Stage-Gate模型说明了计量普遍支持工业技术创新，在工业新产品开发过程中，计量在三个重要阶段发挥关键作用（图3）。

欧盟计量计划2002年统计，计量通过支持技术创新对欧盟GNP的贡献为0.77%，达610亿欧元（表1）。

英国DTI的1990~1998年国家计量体系的经济收益评价得出类似的结论，从计量支持TFP的角度，计算计量对GDP的贡献为0.8%，约每年50亿英镑。

美国NIST1999年报告指出，必须制定发展基础技术密集的领域的政策，支持经济可持续发展。

八、国家计量体系和计量项目的经济评价

NIST采用成本———收益分析方法对计量标准和测量应用项目进行经济评价，评价包括定性和定量分析（表2）。定性评价结果表明，NIST的项目提高了技术创新效率和生产率，降低了市场交易成本。定量评价结果表明，计量项目的投资回报（社会折现率）高于其他技术领域，这是因为计量对整个工业或社会的影响具有很大的正外部性，所有项目的收益———成本比大于1，是经济可行的项目。由于考虑了投资折现，收益———成本比、社会折现率等定量分析指标非常适用于投资周期长的科学计量项目的经济评价。

欧盟计量计划2002年对欧盟国家计量体系进行了经济评价，欧盟对整体国家计量体系定义了定量分析的框架，即国家计量体系包括：国家计量院、法制计量机构、计量技术机构的认可、各种计量技术机构、计量器具制造、计量在工业的应用以及计量在社会中的应用。表3列出了欧盟国家计量体系的投入和收益，其中国家计量院的国家投入平均占64%，商业投入平均占26%（表4）。欧盟国家在工业各行业的计量投入每年达340亿欧元。欧盟计量计划部分评估了对社会的计量投入，如欧盟国家在一般医疗测量方面每年投入130亿欧元。欧盟国家对各种计量活动的支出为830亿欧元，约占欧盟GDP的1%，其中不包括分析框架中的对法制计量和社会的投入。国家计量体系计量活动的直接收益约2300亿欧元，占欧盟GDP的2.67%，其中不包括计量活动带来的巨大的社会收益和正外部性。欧盟国家计量体系的经济评价结果为收益———成本比2.73，若考虑计量的社会收益，收益———成本比将更高。

从各国对计量的经济和社会效益分析可以看出，虽然数据采集和分析方法不同，但是计量在贸易、工业、社会、技术创新和政府管制等领域具有相对高或很高效益的结论是相同的。今后，我国国家计量体系的经济和社会效益评价应采用定性和定量分析相结合的方法，借鉴发达国家的经济衡量分析框架和调查方法，但在整体体系定量分析的框架中，需要考虑我国计量体系的要素划分的特点，同时注意改进发达国家定量分析框架的限制条件。值此纪念5.20世界计量日之际，提出此文。希望全社会共同关心计量、关注计量的经济和社会效益，振兴计量事业，服务国民经济建设和社会发展。

计量对企业至关重要

计量是一项古老而又新兴的事业，它随着社会生产和科学技术的发展而发展。同时它在一定意义上也标志着一个国家现代化水平的高低，由于我国现代生产和科学技术还不十分发达，全民族的科学文化水平还有待提高。随着社会的不断发展，计量越来越被人们所认识、所利用，特别是现代化社会它已远远超过了度量衡的范围。计量在工业企业生产中起着基础性作用。

计量工作是工业企业提高经济效益的重要手段。在大部分工业企业中把计量工作作为改善经营管理，提高产品质量，推动技术进步的基础工作来抓。完善计量检测手段，加强计量管理，使资源合理有效地配置，避免资源浪费，降低了原材料和能源的消耗，提高了企业的经济效益。也有一些企业由于产品开发制造管理等各个环节，计量检测手段和生产管理不配套，计量器具配备不齐全，量值不准确，使制造工艺失去控制，造成产品质量差，消耗高，效益低。

计量工作是提高产品质量的保证。产品质量是企业生存和发展的关键，而计量是产品质量最基本的保证，在工业企业的生产过程中，从原材料进厂的检测分析，到生产工艺流程中各工序的质量监测控制，直至成品、半成品检验，都必须有计量测试层层把关，严格控制。如果没有计量的测试，监督保证，产品质量就无法得到保证。因为任何质量特性都以一定的计量特性为表征的。一切要用数据说话，而数据必须准确可靠，这就要依靠完善的计量检测来实现。假如企业使用的计量器具不合格，产品的几何尺寸就不可能合格，压力表不准就可能毁坏设备。分析天平失准，就会造成产品配料不准。从而影响产品质量，因此产品质量必须经过精密的测试来控制，要使企业的产品质量达到先进水平，立于不败之地，就必须加强计量检测手段，没有计量检测，就没有产品质量。

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