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国家法定计量单位国家法定计量单位及其应用及其应用主要内容主要内容n计量单位与单位制计量单位与单位制n国际单位制国际单位制n我国的法定计量单位我国的法定计量单位一、计量单位与单位制一、计量单位与单位制1、量、量制、量纲、量、量制、量纲（一）量（一）量 物质世界的运动形式和存在状态是多种多样的，量是阐述运动规物质世界的运动形式和存在状态是多种多样的，量是阐述运动规律的一个最重要的基本概念。这里所说的量既是可测量又是物理量律的一个最重要的基本概念。这里所说的量既是可测量又是物理量的通称。的通称。国际组织的定义：国际组织的定义：量量是是现象、物体或物质现象、物体或物质的可以的可以定性区别定性区别和和定量确定量确定定的一种属性。的一种属性。可测量简称可测量简称“量量”。 研究对象：自然现象或物质本身研究对象：自然现象或物质本身 定性区别：通过比较确定程度、高低、大小定性区别：通过比较确定程度、高低、大小 定量测定：能给出表示程度的值定量测定：能给出表示程度的值 例如时间、长度、温度、质量等，除了能定性比较外，都可以定例如时间、长度、温度、质量等，除了能定性比较外，都可以定量地测出，都是可测量。量地测出，都是可测量。一、计量单位与单位制1、量、量制、量纲、量、量制、量纲（一）量（一）量 量的区分：量的区分：广义的量：长度、时间、温度、重量、压力等广义的量：长度、时间、温度、重量、压力等特定含义的量：某天的气温、某人的重量等特定含义的量：某天的气温、某人的重量等基本量：在一定的量制中，约定的被认为彼此独立基本量：在一定的量制中，约定的被认为彼此独立的量的量导出量：由基本量的函数所定义的量导出量：由基本量的函数所定义的量量的特点：量的特点：必须可以定量表达。能建立起单位，能用数学式表达，即：量必须可以定量表达。能建立起单位，能用数学式表达，即：量=数值数值单位单位必须能与其他物理量建立起关系式，即存在于某一量制中；必须能与其他物理量建立起关系式，即存在于某一量制中；必须通过比较（试验）得出，而不是通过计数得出。必须通过比较（试验）得出，而不是通过计数得出。计量学中的量计量学中的量一、计量单位与单位制1、量、量制、量纲、量、量制、量纲（二）量制（二）量制 彼此间存在确定关系的一组量，称为量制。彼此间存在确定关系的一组量，称为量制。 通常用基本量符号的组合作为特定量制的缩写名称。通常用基本量符号的组合作为特定量制的缩写名称。 例如：工程技术惯用的量制是例如：工程技术惯用的量制是L、F、t，即长度、力、时间三个，即长度、力、时间三个基本量。不能适用于科学技术全部领域。基本量。不能适用于科学技术全部领域。 国际单位制的量制有国际单位制的量制有7个基本量，即长度、质量、时间、电流、个基本量，即长度、质量、时间、电流、热力学温度、物质的量和发光强度，能适用于科学技术全部领域。热力学温度、物质的量和发光强度，能适用于科学技术全部领域。 基本量是指量制中选定的彼此独立的那些量。从基本量可以导出基本量是指量制中选定的彼此独立的那些量。从基本量可以导出该量制中能用公式表示的其他导出量。该量制中能用公式表示的其他导出量。一、计量单位与单位制1、量、量制、量纲、量、量制、量纲（三）量纲（三）量纲 以给定量制中基本量的幂的乘积表示某量的表达式称作量纲。量纲皆以大写的以给定量制中基本量的幂的乘积表示某量的表达式称作量纲。量纲皆以大写的正体拉丁字母或希腊字母表示。如在国际单位制中，力的量纲为正体拉丁字母或希腊字母表示。如在国际单位制中，力的量纲为LMT-2。 量纲代数式是以量制中基本量对应的因子的幂的乘积表示的该量制的某个量的量纲代数式是以量制中基本量对应的因子的幂的乘积表示的该量制的某个量的表达式。而各个不同的基本量的幂指数，称为该物理量的量纲指数。表达式。而各个不同的基本量的幂指数，称为该物理量的量纲指数。 基本量的量纲就是它本身。在基本量选定之后，任何一个物理量均有确定的量基本量的量纲就是它本身。在基本量选定之后，任何一个物理量均有确定的量纲或量纲式。在任何物理量方程中，等号两边的量纲或量纲式必须相等。量纲式表达纲或量纲式。在任何物理量方程中，等号两边的量纲或量纲式必须相等。量纲式表达导出量与基本量之间的定性关系。导出量与基本量之间的定性关系。 不同量制中，同一量的量纲不同，一般指出量纲时，应明确量制。在同一量制不同量制中，同一量的量纲不同，一般指出量纲时，应明确量制。在同一量制中，同一量的量纲必定相同，但量纲相同的量不一定就是同一量。例如功和力矩的量中，同一量的量纲必定相同，但量纲相同的量不一定就是同一量。例如功和力矩的量纲相同，但却是两个不同的量。纲相同，但却是两个不同的量。 所有基本量量纲指数都等于零的量称为无量纲量。所有基本量量纲指数都等于零的量称为无量纲量。 任何科技领域中的规律、定律都是通过各有关量的函数式来描述的，都可以通过任何科技领域中的规律、定律都是通过各有关量的函数式来描述的，都可以通过一组选定的基本量以及由它们得出的导出量来表示，而所有的量又都具有一定的量纲。一组选定的基本量以及由它们得出的导出量来表示，而所有的量又都具有一定的量纲。所以，量纲可以反映出各有关量之间的关系，从而使它们所描述的科学规律、定律获所以，量纲可以反映出各有关量之间的关系，从而使它们所描述的科学规律、定律获得统一的表示方法。得统一的表示方法。一、计量单位与单位制2、计量单位与单位制、计量单位与单位制（一）计量单位（一）计量单位 为了定量表示同种量的大小，必须有一个量作为比较的基础。这种为了定为了定量表示同种量的大小，必须有一个量作为比较的基础。这种为了定量表示同种量的大小而约定地定义和采用的特定量，则称为计量单位。量表示同种量的大小而约定地定义和采用的特定量，则称为计量单位。 计量单位是在实践中逐渐形成的，不唯一，有的量有若干个单位。对于一计量单位是在实践中逐渐形成的，不唯一，有的量有若干个单位。对于一个特定的量，其不同单位之间都有一定的换算关系。个特定的量，其不同单位之间都有一定的换算关系。 计量单位一经选定，所有同类量便可以用单位与纯数之积来表示，并称为计量单位一经选定，所有同类量便可以用单位与纯数之积来表示，并称为该量的量值。该量的量值。 量的大小与量值的形式无关。量的大小是客观存在的，不取决于所采用的计量的大小与量值的形式无关。量的大小是客观存在的，不取决于所采用的计量单位。由于计量单位选取的不同，同一个量会体现出不同形式的量值。量单位。由于计量单位选取的不同，同一个量会体现出不同形式的量值。 每个计量单位都有约定的符号。形式：字母和标号。米：每个计量单位都有约定的符号。形式：字母和标号。米： m；平面角（；平面角（） 由于量的种类繁多，每个量又有不同的计量单位，约定选取某些独立定义的由于量的种类繁多，每个量又有不同的计量单位，约定选取某些独立定义的基本量单位为基础，并用其及一定比例因数来导出其他相关量的单位。基本量单位为基础，并用其及一定比例因数来导出其他相关量的单位。 基本单基本单位和导出单位。某些导出单位有专门的符号。位和导出单位。某些导出单位有专门的符号。一、计量单位与单位制2、计量单位与单位制、计量单位与单位制（二）单位制（二）单位制 由选定的一组基本单位和根据定义方程式确定的导出单位，所由选定的一组基本单位和根据定义方程式确定的导出单位，所构成的单位体系，称为单位制。构成的单位体系，称为单位制。 所选取的基本单位不同，单位制就不同。所选取的基本单位不同，单位制就不同。 如：厘米克秒制（如：厘米克秒制（CGS制）、米千克秒制（制）、米千克秒制（MKS制）制） 有了计量单位，测量的结果才有意义。有了计量单位，测量的结果才有意义。 计量单位制也称计量制度，是国家法制的重要内容，是计量工计量单位制也称计量制度，是国家法制的重要内容，是计量工作的基础。作的基础。二、国际单位制二、国际单位制1、早期的计量单位、早期的计量单位 远古时代远古时代 靠眼睛、手等感觉器官来进行分辨。如打制石器，选轻重合适的靠眼睛、手等感觉器官来进行分辨。如打制石器，选轻重合适的石头；加工木棒，长短相等；分配食物，分成大体相等的堆。石头；加工木棒，长短相等；分配食物，分成大体相等的堆。用人体的某一部分为标准进行比较。如我国古代有用人体的某一部分为标准进行比较。如我国古代有“布手知尺布手知尺”、“掬手为升掬手为升”、“迈步为亩迈步为亩”。现在汉字的。现在汉字的“尺尺”，就是从手挎长，就是从手挎长度的形状演化而来的。度的形状演化而来的。随着人类改造自然能力的提高，要求测量更准，度量衡开始走向随着人类改造自然能力的提高，要求测量更准，度量衡开始走向实物化，但五花八门。如我国商代的象牙尺，就是根据实物化，但五花八门。如我国商代的象牙尺，就是根据“布手知尺布手知尺”而来，国外埃及的而来，国外埃及的“腕尺腕尺”根据人的胳膊至指尖的距离而定。根据人的胳膊至指尖的距离而定。二、国际单位制1、早期的计量单位、早期的计量单位 人们最初对计量工作的认识，是从度量衡开始的，所谓度量衡，人们最初对计量工作的认识，是从度量衡开始的，所谓度量衡，即长度、容器量和重量（质量）即长度、容器量和重量（质量） 度度用尺子测量物理的长短；用尺子测量物理的长短； 量量用升、斗测量物体容积的大小；用升、斗测量物体容积的大小； 衡衡用天平、秤、砝码测量物体的轻重。用天平、秤、砝码测量物体的轻重。 我国度量衡的发展约有四五千年历史。我国度量衡的发展约有四五千年历史。 黄帝：设立度、量、衡、里、亩黄帝：设立度、量、衡、里、亩5个计量单位个计量单位 大禹：规矩和准绳实地测量；用自己的身高和体重分别作为长大禹：规矩和准绳实地测量；用自己的身高和体重分别作为长度和重量的标准度和重量的标准 秦始皇：统一度量衡秦始皇：统一度量衡奠定我国古代计量科学技术的基础奠定我国古代计量科学技术的基础二、国际单位制1、早期的计量单位、早期的计量单位 英制长度单位英制长度单位“码码”定义为定义为“英王享利一世将其手臂向前平伸，英王享利一世将其手臂向前平伸，以其鼻尖到手指的距离以其鼻尖到手指的距离”。 “英尺英尺”是英王查理大帝的脚长。是英王查理大帝的脚长。 “英寸英寸”是英王埃德加拇指关节的长度。是英王埃德加拇指关节的长度。 后来后来“英尺英尺”又定义为又定义为“百穗之中间部分取大多百穗之中间部分取大多36粒头尾连接粒头尾连接排列之长度。排列之长度。” 德国（十六世纪）的德国（十六世纪）的“英尺英尺”定义为：定义为：“星期日立于教堂门首，星期日立于教堂门首，礼拜完毕后，令走出教堂之十六个男人，高矮不拘、随遇而定，各礼拜完毕后，令走出教堂之十六个男人，高矮不拘、随遇而定，各出左足前后相接取其长度的十六分之一。出左足前后相接取其长度的十六分之一。” 又如质量单位，古代国外的最小单位叫又如质量单位，古代国外的最小单位叫“谷谷”，用一颗麦粒的质，用一颗麦粒的质量定义。一磅为七千谷。衡量宝石的最小单位量定义。一磅为七千谷。衡量宝石的最小单位“克拉克拉”，是由，是由“角角豆的颗粒豆的颗粒”派生而来的。派生而来的。二、国际单位制2、米制的建立与发展、米制的建立与发展早期的计量单位存在以下问题：早期的计量单位存在以下问题： 世界各国所用计量单位之多，混乱状况之严重，名称又复杂，换算又困世界各国所用计量单位之多，混乱状况之严重，名称又复杂，换算又困难。难。 同名称大小都不一样。同名称大小都不一样。如美国的容量单位有干量夸特和液量夸特，干如美国的容量单位有干量夸特和液量夸特，干液，液，而又比英国的小。英制质量单位盎司有：常衡盎司（最小），药衡盎司和金而又比英国的小。英制质量单位盎司有：常衡盎司（最小），药衡盎司和金衡盎司，这两个相等。衡盎司，这两个相等。 进位制也五花八门。进位制也五花八门。如长度单位：一英里等于八浪，一浪等于十链，一如长度单位：一英里等于八浪，一浪等于十链，一链等于二十二码，一码为三英尺，一英尺为十二英寸（我国一里等于一百五链等于二十二码，一码为三