◆西澤爾?韋德 / 文
計量的溯源和校準測量
◆西澤爾?韋德 / 文
這里和大家談談如何來描述計量的追溯性,如何利用英特網(wǎng)來獲得高質(zhì)量的信息。英特網(wǎng)上有很多信息,有一些是好的信息,有一些是娛樂性的,所以我們必須要能夠鑒別哪些網(wǎng)站能提供高質(zhì)量的計量信息來源。
計量的溯源性。計量是一門學科,校準只是計量的一個方面,計量溯源性是將每次測量與國際單位(SI)聯(lián)系起來的、不間斷地比較鏈條,在這個鏈條上面的每一個環(huán)節(jié)都會有計量的不確定性。我們所說的國際單位體系(SI)包括七個主要的單位:質(zhì)量、長度(或者距離)、熱力學溫度、時間、物質(zhì)的量、電流和發(fā)光強度?;旧厦總€計量都會最終追溯到七個當中的一個或者是幾個。比如說質(zhì)量,質(zhì)量的基本單位是千克,也可以轉化為盎司或者是磅;長度(或者距離)的單位是米,可以轉化成為千米、英里、厘米,或者是英尺、英寸;接下來是熱力學溫度,它的單位是攝氏度;接下來是時間,它的單位是秒,我們有手表,大家都可以看到它的秒針、時針,這里面也涉及到時區(qū);接下來是物質(zhì)的量,就是每種元素都有一定物質(zhì)量,單位是摩爾;接下來是電流,單位是安培;最后一個是發(fā)光強度,單位是坎德拉。
在自然界中,有一些物質(zhì)常量。常量就是不管在世界上哪個地方去測量都一樣,比如說一塊一公斤的金屬不管你是在法國還是在哪里,你測出來都是一公斤這樣的質(zhì)量。
校準其實是一個比較。它是把一個不知道數(shù)量的值和知道的、確定的數(shù)量的值進行比較。校準涉及到調(diào)整,但是你并不需要通過調(diào)整去校準。比如說你有一把尺子,你不需要調(diào)整它,你可以把這把尺子和已知的測量手段進行校準。所謂計量的不確定性就是與每一次測量所相聯(lián)系的誤差的估計。如果說你的尺子上面有更多的刻度,那么它就可以計量得更加精確,所以怎么樣來進行校準,要看你原來的標準是什么。只要你比較下來原來的標準更精準,那么你就可以用它來進行校準。
一個典型的度量的測量層級可以看成是三角形,在最上方是最標準的國際基本單位,越往下準確性就會越小一點。
舉一個非溯源的案例。有時測量的結果是地方性的,一個小鎮(zhèn)可能有自己的大鐘,也用自己的大炮報時,這個自成體系的系統(tǒng),很有可能是敲鐘人聽到了炮聲才敲鐘的,所以計量可能是相互作用參照,所以這樣下去,慢慢中午的時候可能會變到午夜,整個體系就混亂了,所以可追溯性非常的重要。
全球計量實現(xiàn)統(tǒng)一。無論在世界各地我們的計量都可以保持一致,首先是在1875年米度量衡單位的確立;之后是確定5月20日為世界測量日,創(chuàng)建國際計量局(BIPM),統(tǒng)一了七大基本單位,形成了世界范圍內(nèi)的測量標準化和認可制度。還有國際法制計量組織(OIML),國際實驗室認可合作組織(ILAC),國際標準化組織(ISO),所以我們大家以共同的單位去計量,參照同一個標準。
BIPM是非常有聲譽的國際機構,有非常好的信息來實現(xiàn)測量上的可追溯性。BIPM有一個計量學聯(lián)合導則委員會(JCGM)發(fā)布了《測量不確定度表達指南》(GUM),就是測量當中的不確定性怎么來表達,還有《國際計量學詞匯》(VIM)。GUM、VIM可以通過BIPM免費獲取。
OIML是在1955年成立的,是一個政府間的公約組織,它致力于全球范圍內(nèi)法定計量程序的一致化。國際計量大會(CGPM)由各個成員國的政府派代表組成,還有非會員國的觀察員。國際計量委員會(CIPM)主要是確保國際計量單位體系的推廣和改善。此外它有一個SI手冊,推動國家計量院(NMIs)互相認可。
大家知道,亞太計量合作組織(APMP)有一個CIPM認可的區(qū)域性的計量組織(RMO),監(jiān)督各個國家計量測量機構之間的認可。
亞太法定計量論壇(APLMF)是APMP的一部分,它也有自己的網(wǎng)站。在美國有兩個非常重要的會議,一個是國家標準與實驗室國際會議(NCSLI);一個是世界質(zhì)量與改進大會,由美國質(zhì)量協(xié)會(ASQ)舉辦。
美國質(zhì)量協(xié)會提供一系列的專業(yè)認證,其中一項是在計量學方面的ASQ-CCT認證校準師,所有的這些標準都是在這些領域工作的專家制訂的,這些認證也是在不斷地修訂、改善和更新的。
(作者系ASQ檢測分會主席;本文根據(jù)作者在第21屆亞太質(zhì)量組織國際會議暨第十屆上海國際質(zhì)量研討會上的演講速記整理)