计量学基础第2章说课材料.ppt

计计量学基量学基础础第第2章章中国计量学院计量测试工程学院2第一节第一节量制和单位制量制和单位制一、一、量与量量与量值1、量的定、量的定义量量是是现象、物体和物象、物体和物质的可以定性区的可以定性区别和定和定量确定的一种属性。量确定的一种属性。计量学中的量都是有一个数量学中的量都是有一个数值和一个称和一个称为计量量单位的特殊位的特殊约定来定来组合表示的。合表示的。量量 A可以表达可以表达为：A=AA式中式中 A量量 A所所选用的用的计量量单位；位；A以以单位位A表示表示时量量 A的数的数值。中国计量学院计量测试工程学院3一、一、量与量量与量值2、量、量值量量值：一般由一个数和：一般由一个数和计量量单位之位之积表表示的特定量大小。示的特定量大小。量的大小与量量的大小与量值的形式无关，是客的形式无关，是客观存在，存在，不取决于所采用的不取决于所采用的计量量单位。例如棒位。例如棒长5.3m、物重、物重12kg和温度和温度200C等。等。第一节第一节量制和单位制量制和单位制中国计量学院计量测试工程学院4二、二、量制与量量制与量纲量制量制：在科学所有：在科学所有领域或一个域或一个领域中，由域中，由约定定选取的基本量和相取的基本量和相应导出量的特定出量的特定组合。合。基本量基本量：被：被约定地定地认为在函数关系上彼此相在函数关系上彼此相互独立的量。互独立的量。导出量出量：由基本量的函数所定：由基本量的函数所定义。第一节第一节量制和单位制量制和单位制中国计量学院计量测试工程学院5二、二、量制与量量制与量纲量量纲定定义为：以以给定量制中基本量的定量制中基本量的幂的乘的乘积表示某量的表达式。表示某量的表达式。量量纲表达式的符号用表达式的符号用dim。量量纲的一般表达式的一般表达式为：dimQ=ABC第一节第一节量制和单位制量制和单位制二、二、量制与量量制与量纲例如，在国际单位制中，规定的七个基本量是：长度、质量、时间、电流、热力学温度、物质的量、发光强度他们它们的量纲分别是：因此，任何一个物理量的量纲为中国计量学院计量测试工程学院6中国计量学院计量测试工程学院7三、三、计量量单位位 计量量单位：位：为定量表示同种量的大小而定量表示同种量的大小而约定地定地定定义和采用的特定量。和采用的特定量。是数是数值等于等于1的量。的量。基本基本单位：位：在在给定量制中基本量的定量制中基本量的测量量单位。位。导出出单位：位：在在给定量制中定量制中导出量的出量的测量量单位。位。第一节第一节量制和单位制量制和单位制中国计量学院计量测试工程学院8四、四、单位制位制单位制：位制：是是对给定的量制、由定的量制、由选定的一定的一组基基本本单位和位和导出出单位所构成的位所构成的单位体系。因此，位体系。因此，单位制是指基本位制是指基本单位与位与导出出单位的位的组合。合。基本基本单位是一个位是一个单位制的基位制的基础，它可以独立，它可以独立的定的定义；而；而导出出单位只能通位只能通过基本基本单位的函数或位的函数或方程式来定方程式来定义。显然，所然，所选取的基本取的基本单位不同，位不同，单位制也就不同。位制也就不同。第一节第一节量制和单位制量制和单位制中国计量学院计量测试工程学院9一、国一、国际单位制的形成和位制的形成和发展展 1889年第一届国年第一届国际计量大会决定，量大会决定，选用英国制成的用英国制成的30支支铂铱合金米尺中的合金米尺中的No.6作作为国国际米原器，即米的米原器，即米的实物基准。物基准。1960年第十一届国年第十一届国际计量大会决定将米的定量大会决定将米的定义改改为“米的米的长度，等于度，等于氪-86原子的原子的2p10和和5d5能能级之之间跃迁迁时，在真空中，在真空中辐射波射波长的的1650763.73倍倍”，成，成为最最先量子化的国先量子化的国际单位。位。1983年第十七届国年第十七届国际计量大会再次把米的定量大会再次把米的定义修改修改为“一米是光在真空中（一米是光在真空中（1299792458）s时间间隔隔内所内所经路径的路径的长度度”。第二节第二节国际单位制国际单位制中国计量学院计量测试工程学院10一、国一、国际单位制的形成和位制的形成和发展展 在国在国际单位制的位制的7个基本量中，目前只有个基本量中，目前只有质量量单位位千克千克还没有建立起量子基准。没有建立起量子基准。第二节第二节国际单位制国际单位制 法国规定在法国规定在44时时1 1立方分米纯水的质量为立方分米纯水的质量为1 1千克。千克。后来用铂铱合金制成一个高度和直径都是后来用铂铱合金制成一个高度和直径都是3939毫米的圆毫米的圆柱体柱体,在在18191819年国际计量大会上批准为国际千克原器。年国际计量大会上批准为国际千克原器。它现今保存在巴黎的国际计量局总部，所有计量的测它现今保存在巴黎的国际计量局总部，所有计量的测量都应溯源到该千克原器量都应溯源到该千克原器。中国计量学院计量测试工程学院11一、国一、国际单位制的形成和位制的形成和发展展如何把质量单位从以实物法码定义转变为以不随时间、地点而变的，用某种自然规律或某种物质特性重新定义量子质量单位，成为21世纪计量学的重要课题之一。目前准确度最高的国际单位是秒，可达10-15量级。中国计量学院计量测试工程学院12中国计量学院计量测试工程学院13二、国二、国际单位制的位制的优越性越性 世界大多数国家、世界大多数国家、绝大多数国大多数国际组织和学和学术机机构都采用国构都采用国际单位制，主要原因是它具有突出的位制，主要原因是它具有突出的优点和广泛的适用范点和广泛的适用范围。1）通用性；通用性；2）实用性；用性；3）简明性；明性；4）准确性。准确性。第二节第二节国际单位制国际单位制中国计量学院计量测试工程学院14三、国三、国际单位制的构成位制的构成 第二节第二节国际单位制国际单位制中国计量学院计量测试工程学院15三、国三、国际单位制的构成位制的构成 1、SI单位位1）SI基本基本单位：位：7个个SI的基本的基本单位，位，2）SI导出出单位；位；3）SI单位的倍数位的倍数单位：位：先了解先了解SI词头2、国、国际单位制外的位制外的单位位1）与）与SI并用的并用的单位；位；2）与）与SI暂时并用的并用的单位。位。第二节第二节国际单位制国际单位制量的名称量的名称单位名称单位名称单位符号单位符号长度长度米米m质量质量千克千克(公斤公斤)kg时间时间秒秒s电流电流安安培培A热力学温度热力学温度开开尔文尔文K物质的量物质的量摩摩尔尔mol发光强度发光强度坎坎德拉德拉Cd中国计量学院计量测试工程学院16SISI基本单位基本单位量的名称单位名称单位符号平面角弧度rad立体角球面度sr中国计量学院计量测试工程学院17SISI辅助单位辅助单位量的名称量的名称SI导出单位名称名称符符号号表示式表示式用用SI单位单位用用SI基本基本单位单位频率频率赫赫兹兹Hzs1力、重力力、重力牛牛顿顿Nmkgs2压力、压强、压力、压强、应力应力帕帕斯卡斯卡 PaNm2m1kgs2能能量量、功、功、能量能量焦焦耳耳JNmm2kgs2功率、辐功率、辐射能射能、通量、通量瓦瓦特特WJs1m2kgs3电荷电荷量量库库仑仑CsA电压、电动势、电压、电动势、电势电势位位伏伏特特VWA1m2kgs3A1电场强度电场强度伏特伏特/米米 V Vm m1mkgs3A1中国计量学院计量测试工程学院18具有专用名称的具有专用名称的SISI导出的单位单位换算导出的单位单位换算单单位位相相当当于于埃埃0.1纳米纳米10纳米纳米10埃埃10靶靶10-24厘米厘米2特拉斯特拉斯1韦伯韦伯/米米2104高斯高斯大气压大气压1.013105牛顿牛顿/米米2电子伏电子伏1.60218910-19焦耳焦耳焦耳焦耳10-7尔格尔格6.2414611018电子伏电子伏绝对温度绝对温度T=（-273.15）K原子单位原子单位931.502兆电子伏兆电子伏克克6.022041023u5.609561032电子伏电子伏/c2居里居里3.71010(衰变次数衰变次数)/秒秒3.71010贝可贝可(Bq)中国计量学院计量测试工程学院19单位换算单位换算计计量量单单位比位比较较表表长度比较表长度比较表(公里公里)=2)=2市里市里=0.621=0.621英里英里=0.540=0.540海里海里=3=3市尺市尺=3.281英尺英尺1市里市里=0.5千米千米(公里公里)=0.311英里英里=0.270海里海里1 1市尺市尺=1.094英尺英尺1 1英里英里=1.609千米千米(公里公里)=3.218市里市里=0.869海里海里1 1英尺英尺=0.914市尺市尺1海里海里=1.852千米千米(公里公里)=3.704市里市里=1.150英里英里地积比较表地积比较表1公顷公顷=15市亩市亩=2.471英亩英亩1 1市亩市亩=6.667公亩公亩=0.165英亩英亩1 1英亩英亩=0.405公顷公顷=6.070市亩市亩质量质量(重量重量)比较表比较表(公斤公斤)=2)=2市斤市斤=2.205=2.205英磅英磅1市斤市斤=0.5千克千克(公斤公斤)=1.102英镑英镑1英镑英镑=0.454千克千克(公斤公斤)=0.907市斤市斤容量比较表容量比较表(公制公制)=1)=1市升市升=0.220=0.220加仑加仑(英制英制)1加仑加仑(英制英制)=4.546市升市升中国计量学院计量测试工程学院20中国计量学院计量测试工程学院21第三节第三节我国的法定计量单位我国的法定计量单位一、我国法定一、我国法定计量量单位的构成位的构成 中中华人民共和国人民共和国计量法量法第三条第三条规定定“国家采用国家采用国国际单位制位制”。我国法定我国法定计量量单位的构成如下位的构成如下:(1)SI的基本的基本单位、位、SI的的导出出单位和位和SI的倍数的倍数单位；位；(2)可与国可与国际单位制位制单位并用的我国法定位并用的我国法定计量量单位位;(3)由以上由以上单位构成的位构成的组合形式的合形式的单位。位。中国计量学院计量测试工程学院22二、我国法定二、我国法定计量量单位的特点位的特点主要特点是：主要特点是：简单明了、完善具体、留有余地。明了、完善具体、留有余地。适当考适当考虑了我国人民的了我国人民的习惯，日常生活中把，日常生活中把公斤公斤和公里和公里作作为法定法定单位的名称，可与千克和千米等同使位的名称，可与千克和千米等同使用。用。第三节第三节我国的法定计量单位我国的法定计量单位中国计量学院计量测试工程学院23此此课课件下件下载载可自行可自行编辑编辑修改，修改，仅仅供参考！供参考！感感谢谢您的支持，我您的支持，我们们努力做得更好！努力做得更好！谢谢谢谢