计量科普--带您认识计量
(一)什么是计量
计量是关于测量及其应用的科学,是实现单位统一、量值准确可靠的活动,是以技术和法制手段保证量值准确可靠、单位统一的测量。
计量的本质特征包括三个方面:
1.保证测量单位的统一;
2.保证量值的准确、可靠和相互之间的可比性;
3.实现测量数据的全球互认。
计量包括检定、校准、测试、检测、检验等内容,并涉及多个社会领域。

图1 什么是计量
(二)计量的分类
按照专业领域分类,现代计量可分为几何量(长度)计量、热工(温度)计量、力学计量、电磁计量、无线电计量、时间频率计量、电离辐射计量、光学计量、声学计量、化学计量等十大类。
图2 十大类计量
按照应用领域分类,现代计量包括科学计量、工业计量(也称工程计量、应用计量)和法制计量。
科学计量是指基础性、探索性、先进性的计量科学研究,例如关于计量单位与单位制、计量基准与标准、物理常数、测量误差、测量不确定度与数据处理等。科学计量通常是计量科学研究单位,特别是国家计量科学研究机构的主要任务。
工业计量是指各种工程、工业企业中的应用计量。例如,关于能源、原材料的消耗,工艺流程的监控,产品质量与性能的计量测试等。工业计量涉及面广,是各行各业普遍开展的一种计量。
法制计量是为了保证公众安全,国民经济和社会发展,根据法制、技术和行政管理的需要,由政府或官方授权进行强制管理的计量,包括对计量单位、计量器具(特别是计量基准、标准)、计量方法以及计量人员专业技能等的明确规定和具体要求。法制计量主要涉及安全防护、医疗卫生、环境监测和贸易结算等有利害冲突或特殊领域的强制计量,如关于衡器、压力表、电表、水表、燃气表、血压计等的计量。
(三)计量的重要性
计量事关国计民生,计量发展水平是国家核心竞争力的重要标志,是科技创新、产业发展、国防建设、民生保障的重要基础,是构建一体化国家战略体系和能力的重要支撑,在党和国家工作大局中具有基础性、战略性地位。
2023年2月,中共中央、国务院印发《质量强国建设纲要》指出,计量作为国家质量基础设施的重要组成部分,同标准、检验检测、认证认可相互依赖、相互依存,为全面建设社会主义现代化国家、实现中华民族伟大复兴的中国梦提供质量支撑。
图3 计量的重要性
(一)计量与民生保障
民生计量属于法制计量的范畴,与人民群众的安全、健康和切身利益密切相关。民生计量的领域包括贸易结算、医疗卫生、安全防护、环境监测等方面,如集贸市场和超市的电子秤、医疗卫生单位的血压计、加油站的加油机、电动汽车充电桩以及居民家中使用的水表、电能表、燃气表、热量表等都是常见的计量器具。做好民生计量工作是坚持民生为大、创造美好生活、构建和谐社会的必然要求。
图4 计量与民生保障
(二)计量与科技创新
党的十八大以来,国家把计量作为重要战略资源,明确提出“计量是构建国家一体化战略体系和能力的重要支撑”,国务院印发《计量发展规划(2021-2035年)》,批准建立全国计量工作部际联席会议制度,不断加强计量体系和能力建设,为中国式现代化提供战略支撑与保障。
图5 计量发展规划(2021-2035年)提出的发展目标
(三)计量与产业发展
计量是工业生产的“眼睛”。工业发达国家把计量检测、原材料和工艺装备列为现代工业生产的三大支柱。计量是推动工业革命的变革力量,也是经济高质量发展的技术基石。历史上3次工业革命,都和计量测试技术突破息息相关。计量测试水平和能力,在一定程度上决定着第四次工业革命的进程。
国务院印发的《计量发展规划(2021-2035年)》在“支撑先进制造与质量提升”部分明确提出,要“在战略性新兴产业和现代服务业等领域,建设一批国家产业计量测试中心和联盟,搭建计量公共服务平台,聚焦制造业领域测不了、测不全、测不准难题,加强关键计量测试技术、测量方法研究和装备研制,为产业发展提供全溯源链、全产业链、全寿命周期并具有前瞻性的计量测试服务”。
市场监管总局等部门联合发布《关于加强国家现代先进测量体系建设的指导意见》提出:到2035年,建设50家国家先进测量实验室,培育100家测量仪器设备品牌企业,形成200项核心测量技术或能力。全社会精准测量和有效溯源意识得到明显增强,企业测量能力和水平得到大幅提升,测量活动更加规范,测量数据应用更加广泛。

图6 计量助推产业发展
(四)计量与节约能源、实现“双碳”
节约能源是我国的基本国策,国家实施节约与开发并举、把节约放在首位的能源发展战略。计量是节约能源的基础,是衡量节能效果的重要手段,优化用能结构、合理控制和使用能源资源、提高能源效率、填补浪费漏洞、改造耗能大的工艺和设施、发展循环经济等措施都需要以准确可靠的计量数据为依据才能实施。
2021年9月,《中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》提出“建立健全碳达峰、碳中和标准计量体系”。2022年10月,市场监管总局等九部门联合印发《建立健全碳达峰碳中和标准计量体系实施方案》。2023年1月,安徽省在全国率先出台省级层面《碳达峰碳中和标准计量体系建设工作方案》,支撑地区、行业、园区、组织等各个层级实现“双碳”目标。
图7 计量与节约能源
量子精密测量属于先进测量,是先进测量技术的典型代表;量子计量是量子精密测量的核心和极致追求,量子精密测量是量子计量走向产业的具体应用。运用量子精密测量的超高分辨率和超高灵敏度的物理特性,可获得用传统技术手段测不到或测不准的微弱信息和微观测量,从而可提升基础理论研究、国防军事、航空航天、生物医药、能源勘探等诸多行业领域的测量能力。量子精密测量被预测是量子技术“离产业最近”的方向,其研究对象涵盖电磁场、加速度、角速度、时间频率等诸多物理量,在基础理论研究、国防军事、航空航天、生物医药、能源勘探等诸多领域具有广泛应用前景。
图8 量子自旋
来源 | 蚌埠计量
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