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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γp192

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Rk194

6　重力加速度g195

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