計量培訓：通用計量術語知識（shí）講座
原國家質量技（jì）術監督（dū）局　　馬彥冰

　　國家計量技術規（guī）範JJF1001-1998《通用計量術語及定義》(以下簡稱本（běn）規範)第八章對計量基（jī）準、標準等作了明確的（de）定義和（hé）分類，由於本規範絕大部分詞條采用《International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology》(國際通用計量學基本術語)的詞條，有些定義在與“國（guó）際（jì）接軌”上很（hěn）難一步到位，特別是對測量（liàng）基準、標準的分類與我國現行的分類（lèi）差異甚大，本規範中將〔測量〕標準與〔計量〕基準、標準視為同義詞而並（bìng）列，方括號（hào）中的詞，規範規定使用（yòng）時可省略。現介紹如下:    

　　一、〔測量〕標準（zhǔn）

　　〔計量（liàng）〕基準、標準（zhǔn）是指“為了定義、實（shí）現、保存或複現量的單位或一個或多個量值（zhí），用作參考的實物量具、測量儀器、參考物質或測量係統。”(本規（guī）範8.1條)
　　本術語與英文詞〔measuremant〕standard，etalon相對應，其中etalon來自法文。
　　“Standard”在科技領域裏有兩（liǎng）個含義:一是通常被人們理解的文字性技術標準（zhǔn）、規（guī）範以及類似文（wén）件(法文詞為“norme”)；二是以實物（wù）形式出現的基準器和標準器(法文（wén）詞為“etalon”)。在此（cǐ），顯然屬第二種含義（yì），且把“器”省略了。
　　〔measurement〕Standard〔測量〕標準是計量（liàng）基準和（hé）標準的統稱，並又可細（xì）分為若幹種（zhǒng）(見8.2～8.7條)。在我國測量標準明確地分計量（liàng）基（jī）準、計量標準兩大類（lèi），其地位和作用在《計（jì）量法》中已分別闡明。

　　該定義有（yǒu）三層意思:(1)研製（zhì）、建立基準、標準的目的是（shì）:為了定義、實現（xiàn）、保存或（huò）複現量的單位或一個或（huò）多個量值；(2)其作用是在測量領域裏作（zuò）為定值的依據和測量用標準器；(3)其存在的形式有實物量具、測量儀器、參考物質或測（cè）量係統。8.1條例a)-f)即1kg質量（liàng）標準、100Ω標準電（diàn）阻、標準（zhǔn）電（diàn）流表、銫頻率標準、標準氫電極（jí）、有證（zhèng）的血漿（jiāng）中可的鬆濃度的參考溶液。分別（bié）體現了這些（xiē）形式。
    為（wéi）理解上（shàng）述定義，在此以國（guó）際單位製SI七（qī）個基本單位（wèi）中的質量單（dān）位“千克”和（hé）長度單位“米”為例，加以說明:(1)1960年第十（shí）一（yī）屆國（guó）際計量大會決定采用（yòng）以米製為（wéi）基礎發展起來的國（guó）際單位製（zhì）(SI)，而“千克”(kg)作為質量單位遠早於國際單位（wèi）製的確定。“千克”的定義幾經變遷，於1901年第三屆國（guó）際計（jì）量大會上明確給出:千克是質量單位，等於國際千克原器的質量。這個國際千（qiān）克（kè）原器就是國際質量標準(基準)，全世（shì）界隻有一個，它是用90%鉑和10%銥合金精心製成的形（xíng）狀為高度和直徑均為39毫米的圓柱體，鉑銥（yī）合金的密度為21.5克/厘米3，它被放在多（duō）層玻璃罩內。“千克”的實現就是（shì）用這個國際質（zhì）量標準（zhǔn）(基（jī）準)也即這一實物量具:國際千克原器，它很穩定地保存“千克”量值近100年（nián），估計（jì）其質量（liàng）的變化約為50微克，相對（duì）變化量（liàng）為5×10^-8。“千克”是通過千克原器和（hé）原器天平（píng）來複現的。為了全世界質量量值的統一，也即實現質量單位量值的傳（chuán）遞和溯源，國際計量局根據千（qiān）克原器的材質、形狀和要求，先後加（jiā）工複（fù）製了一些副原器發售給米製公約（yuē）的各成員國，作為這（zhè）些國家的質量標準（zhǔn）(基準)，放在三層玻（bō）璃罩內。我國於1965年引進了國際計量（liàng）局編號為“No60”的直徑與高度均為39毫米（mǐ）的（de）鉑銥合金圓柱體砝碼，該砝（fǎ）碼作為國家公斤原器（qì），其質量標稱值為1kg，在最近的一次與國際千克原器的比對中，其質量被確定為1kg+0.295mg，複現量值的（de）不確定（dìng）度為2.3μg(k=1)(這種比對每（měi）隔三四十年進（jìn）行一次，最近（jìn）的一次是在1989～1994年間進行的)，當時已稱它為國家質量（liàng）基準，而正（zhèng）式批準是由原國家計量（liàng）局於1986年批準。國家公（gōng）斤原器批準時稱為千克（kè）基準砝碼（mǎ），它和秤量為1kg、分度值不大於0.04mg的原器（qì）天平實現、複現和保存了（le）與（yǔ）國際（jì）千克原器比對（duì）結果所獲得的質量單位（wèi）量值。按照質量計量器具（jù）檢定係統，我國研製、建立的國家千克副基準、工作基準、各等級砝碼及各等級標準天平和（hé）標準秤都是以不同的準確度等級來實現、複現（xiàn）、保存質量單位量值，以達到全國質量單位量值的統一及在規定的允許（xǔ）誤差（chà）範圍內的準確可靠。這個在七個基本量中唯一剩下沒有建立自然基準的量，在（zài）21世紀將成為科學計（jì）量的重要課題。(2)“米”是國際單位製(SI)中表（biǎo）示“長度”的基本單位，用“m”表示，“米”定義經多次沿革，在1983年第17屆國際計量大會上將“米”定義為:光在真空中於(1/299792458)秒時間間隔內（nèi）所經路徑的長度。國際計（jì）量委員會推薦新定義的米可（kě）以通過時間法、頻率法和（hé）輻射法來實現。這些方法都是建立在光速是常數的基礎上。在輻射法方麵，1993年國際計量委員會推薦了8種穩頻激光（guāng）器輻（fú）射的標準譜線頻率(波長)值，作為複現（xiàn）“米”定義的國際標準。目前常（cháng）用的是碘（diǎn）吸收633納（nà）米氦氖穩頻（pín）激光器，它的複現性（xìng）可達1×10^-11。這種激光器以米定義（yì）為基礎，實現、保存（cún）或（huò）複現了長度單位量值。我國國家的長度基準中最穩定的是633納米基準，不確定度為（wéi）2.5×10^-11，它是由一套以氦氖激光器為主體的複雜的測量（liàng）儀器所組成（chéng）。它對上複現國際“米”定義，對下把（bǎ）其所複現的長度量值經由拍頻或其他比較方法傳遞到下一級標準。根據（jù）已建立的線紋計量器（qì）具檢定係（xì）統和長度計量器具(量塊)檢定係統，長度量值的傳遞和溯源（yuán）又分為線紋和（hé）量塊兩大體（tǐ）係，其標準（zhǔn）器分別為線紋（wén）尺和量塊等，它們都（dōu）是（shì）實物量（liàng）具。量塊是單值量具，兩塊量塊（kuài）可以研合在一起複現一個新的量值。量塊研合（hé）後的量（liàng）值就等於各個量塊中心長度之和。通常將若幹塊長（zhǎng）度不同的量塊組成標準組，提供一係列（liè）長度量值。標準線紋尺是多值量具，一般每1mm有一條刻線，當然，還有由顯微鏡來讀數的刻線，有可估誤到0.1μm的線（xiàn）紋尺。
　　本定（dìng）義的兩個注釋，其一:集（jí）合標準是通過聯合使用而起標準器作用的一組相似的（de）實物量具（jù）或測（cè）量儀器。例如由一（yī）組相似的標準燈組成的發光（guāng）強度集合標準。集（jí）合標準所（suǒ）提供（gòng）的值是該集合內單個測量器具所提供之（zhī）值的適當的平均值。其二:標準組是其值經過選擇的標準，它們可單個地或（huò）適當地組（zǔ）合以複現給定範圍內的一係列同種量的值，例如1kg～20kg標準砝碼組（zǔ）稱為千克組，1g～500g標（biāo）準砝碼組稱克組，1mg～500mg標準砝碼組（zǔ）稱為毫克組。
　　定義中的（de）實物量具是指“使用時以固定形態複現或提供給定量的一個或多個已知值的器具”(見本規範6.9條)。
　　定義中（zhōng）的測量儀器是指（zhǐ）“單獨地或連同輔助設備（bèi）一起用以進行測量的器具（jù）”(見本規範6.1條)。
　　定義中（zhōng）的參（cān）考物質是（shì）指（zhǐ）“具有（yǒu）一種或多種足夠（gòu）均勻和（hé）很好地確（què）定了的特性，用以校準測量裝置、評價測量方法或給材料賦值的一（yī）種材料或物質”(見本規範8.13條)。此外，附有證書的參考物質稱（chēng）為有證參考物質(詳見本規範（fàn）8.14條)在我（wǒ）國作為統一量值用的參考物質，均進行定級（jí）鑒定，並經評審取得證書。在本規範中，為結合國情，將參考物質與標準物質，有證參考物質（zhì）與有證標準物質視為同（tóng）義詞。
　　定義中的測量係統是指“組裝起（qǐ）來以進行特定測量的全（quán）套測量儀器和其他設備”(見本規範6.5條（tiáo）)。    

　　二、基準

　　本規範把基準、標準與標準視為同義詞，8.1條是其統稱的定義，為區分基準、標準，我們可將8.2條～8.5條作為基準類的詞條，分別闡述（shù）如下:

　　1.國際〔測量〕標準
　　國際〔計量〕基準
　　是指“經國際協議承認的測（cè）量標準，在國際上作為對有關量的其他測量標準定值的依據。”(本規範8.2條)經國際協議承認的主要途徑是經國際米製公約組織下設的國際計量委員會(CIPM)和國際計量（liàng）局(BIPM)兩個機構，它們（men）研究（jiū）、建（jiàn）立、組織和監督國際測量標準的工作。“米製公約（yuē）”是在1875年由俄、法、德、美、意等17個國家在巴黎簽（qiān）署的，現經曆了（le）125年（nián），已有48個成員國。其最高權力機構是國際計量大會，BIPM是其執（zhí）行機（jī）構，是一個常設的世界計量科學研究中心，它的主要任務是（shì）保證世界範圍內測量的統一，具體負責建（jiàn）立主要測量單位的標準，保存國際原器（qì），組織國家標準（zhǔn）與國際（jì）標準的比對，協調有關基本物理常（cháng）數（shù）的（de）測量工作及有關測量技術。
　　BIPM擁有（yǒu）質量及其（qí）相關量、頻率標（biāo）準和時標，激光波長和（hé）頻率標準、電學標準、光度和輻射（shè）度標準、熱力學、電離（lí）輻射標準等學科（kē）的實驗室，它們研製、建立和保存（cún）了有關的（de）國際原器及上述組（zǔ）織協議（yì）承認的國際標（biāo）準（zhǔn）。如根據第18屆國際計量大會及第77屆（jiè）國際計量委員會的決（jué）議，“自1990年1月1日（rì）起國際上將同時正式啟用以約瑟夫森常數和馮·克裏青常數的（de）國際公認值為基礎的電學測量新標準複現電壓單位和電阻單位”這些國際標準（zhǔn）就保存在BIPM的電學（xué）標準實驗室內。從這天起（qǐ），世界各國應按照新的單位量值一致的原（yuán）則，調（diào）整並保存各自國（guó）家（jiā）的“電壓單位量值”和“電阻（zǔ）單位量值”。
　　國際標準（zhǔn）在（zài）我國稱（chēng）為國際基準，它們必（bì）須經國際協議承認（rèn），並（bìng）在（zài）國際範圍內，具有（yǒu）最高計量學特性，它（tā）是世界各國測量單位量值（zhí）定值的最初依據，也是溯源的最終終點。

　　2.國家（jiā）〔測量〕標準
　　國家〔計量〕基準
　　是指“經國家決定承認的測量標準，在一個國家內作為對（duì）有關量的（de）其他（tā）測量標準（zhǔn）定值的依據。”(見本（běn）規範8.3條)
　　國家標準必須是國家決定承認的，這就確立了它的法定地位。同時，它是一個國家科學（xué）計量（liàng）水平的體現，能（néng）以國（guó）內最高的準確度複現和保存給定的計量單位，在給定的計量領域中，所有計量器具進行的一切測量均可追（zhuī）溯到國家標準所複現和（hé）保存的計量單位量值，從而保證這些（xiē）測量結果準確可靠和具有實際的可比性。
　　國家標準在我國稱為國家基準，我國《計量法》第五條規定:“國務院計量行政部門負責建立各（gè）種計量（liàng）基準（zhǔn）器具，作為統一全國量值的最高依據”，計量基準管理辦法第二條規定:“計量基準是指用以複現和保存計量單位量值，經國務院計量行政部門（mén）批準，作為統一全國量值最高依據的計量器具”。
　　申報作為國家基準必須經國家鑒定合格並經國務院計量行政部門(現在是（shì）國家質量監督檢驗檢疫總局)審（shěn）查認可；要（yào）有正常工作所需要的環境條件；有考核合格的保存、維護、使用人員；有完善的管理製度。符合上述條件的，經審（shěn）批頒發計量基準證書（shū）後，方可正式使用。根據需要（yào）它（tā）可以代表國家參（cān）加國際比對，使其量值與國際基準保持一致。
　　隨著科學技術（shù）的發（fā）展，國家基準由“人工基準”向“自然基準”發（fā）展（zhǎn）是當（dāng）前的（de）重要課題。

　　3.原級標準
　　基準
　　英文為primary standard，是（shì）指“具有最高（gāo）的計量（liàng）學特性，其值不必參考相同量的其他標（biāo）準，被指定的或普遍承認的測量（liàng）標準。”(見本規（guī）範（fàn）8.4條)
　　基準，它具有最高的計量學特性，當被國家承認後，就稱之為國家基（jī）準。但還有那些沒被國家承認的，卻被一（yī）些（xiē）部門指定的（de）或（huò）公眾（zhòng）普遍承認的基準，正如本條注中所述:基準的概念等同地（dì）適用於基本量和導出量。在我（wǒ）國目前的計量基準體係中，原級標準（zhǔn）一直被稱（chēng）之為主基準，都是由國家承認批準（zhǔn）的國家基準，而其他（tā）一些（xiē）符合該定義的原級標準，則可能被列入社會公（gōng）用計量標準或部門（mén）、企（qǐ）業、事業單位的最高標準（zhǔn）。

　　4.次級標準
　　是指“通（tōng）過與相同量的基準比對而定值的測量標準（zhǔn）。”(見（jiàn）本（běn）規範8.5條)
　　為區別原級標準，且它的量值是通過與相同量的基準比對確定的，在計量學特（tè）性上要稍低於原級標準（zhǔn），但又高於日常用的工作標準，在我國將副基準與工作基準與其對應。    

　　三、標準

　　如上所述（shù），本規範（fàn）把基準、標（biāo）準與（yǔ）標（biāo）準（zhǔn）視（shì）為同義詞，為區分基（jī）準、標準，除參（cān）考物質，有證參考物質外我們將標準類的詞條，分別闡述如下:

　　1.參考標準
　　是指（zhǐ）“在給定地區或在給定組織（zhī）內，通常具有最高計量學特性的測量標準，在該處所做的測量均從它導（dǎo）出。”(見本規範8.6條)
　　該定義給出參考標準存在的範圍及其性質和作用（yòng）。在我國它是與社會公用計量標準、部門和企業、事業單位的最高計量標準相（xiàng）當。在我國，它們屬於應進行（háng）強製檢定的計量標準，要進行考（kǎo）核。

　　2.工作（zuò）標準
　　是（shì）指“用於日常校準或核查實物量具、測量儀器（qì）或參考（kǎo）物質的測量標準。”(見本規範8.7條)
　　該定義給出了它的用途及工作對象。工作標準通常用（yòng）參考標準校準。當其用於確保日常測量工作正確進行的工作標準稱為核查標準。
　　工作標準是實現量值溯（sù）源的（de）重要環（huán）節，它的數（shù）量很大。

　　3.傳遞標（biāo）準
　　是指“在測量標準相互比較中用作媒介的測量標準。”(見（jiàn）本規範8.8條)
　　它是在測量標準相互比較（jiào）中（zhōng），也即包括同級標準間的相（xiàng）互比對或上一（yī）級標準向下一級標準傳（chuán）遞量值中間作媒介的測量標準。如國際間大力值的幾次比對，其媒介就是高準確度高穩定（dìng）的（de）力傳感（gǎn）器，它就是傳遞標準。傳遞標準應用非常廣泛，在實施計量（liàng）保證方案(MAP)中也必須具備作為媒介的傳遞標準。

　　4.搬運式標準
　　是指“供運輸到不同地點有（yǒu）時具有特殊結（jié）構（gòu）的測（cè）量標準。”(見本規範8.9條)
　　這種標準的（de）特點是可在實驗室或測試場地間來回搬運（yùn）的。本（běn）定義僅（jǐn）在該標準是否能方便地來回搬運上將標準器加以分類，不可搬運（yùn）的也就是固定式（shì）的標準器。檢定硬度（dù）計的標準硬度塊是結構簡單的搬運式標準，而絕對重力儀是具有（yǒu）特殊結構的搬運式標準。    

　　四、溯（sù）源性（xìng）

　　是指“通過一條具有規定不確定度的不間斷的比較鏈，使（shǐ）測量結果（guǒ）或測（cè）量標準的值能夠（gòu）與規定的參考標準，通常是與國家測量標準或國際（jì）測量標準聯係起來的特性。”(見（jiàn）本規範8.10條)
　　溯源性是指用測量器具測得的量值或測量標準（zhǔn）的（de）值，在誤差允許的範圍內，通（tōng）過不間斷的（de）比較鏈與參考標準、國家（jiā）基準（zhǔn）或國際基準相聯係的特性（xìng）。
　　量值溯源是一種自下（xià）而上追溯的自願行為，可通過檢定、校準、比對（duì）、測試等形式，將測量（liàng）結果與計量基準相聯係，以保證被測量值的統一和準確（què）。它與我國傳統的按照國家計（jì）量檢定係統表，自上而（ér）下將計量基準複現的單（dān）位量值通過（guò）計量標準，工作計量器具逐級傳（chuán）遞的法製行（háng）為相比要優越、靈活得多。有時（shí）也可將其理解為量值傳遞的逆（nì）過程。但應該注意溯源的起點是測量結果或測量標（biāo）準的值，終點（diǎn）是國家基準或國際基準。此外，量傳是逐級傳遞（dì），而溯源是（shì）自主（zhǔ）行為，可根據需要和經濟（jì）合理的原則（zé）在不間斷的比較鏈中選擇向上溯（sù）源的標準器，可以跨地區，跨國界進行。隨著量傳體製的改革，量（liàng）值（zhí）溯源（yuán）越來越為人們所接受並廣泛（fàn）使用（yòng）。