計量是實現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準(zhǔn)確可靠的活動。凡是以實現(xiàn)計量單位統(tǒng)一和測量準(zhǔn)確可靠為目的的科學(xué)技術(shù)、法制、管理等活動都屬于計量的范圍。

    在古代，計量稱為度量衡或權(quán)度，至今已有幾千年的歷史，其原始含義為長度、容積、質(zhì)量的測量，主要器具為尺、斗、秤。人類的生產(chǎn)、生活、貿(mào)易、科研等實踐中每天都在進(jìn)行億萬次的測量活動。人類借助測量手段來認(rèn)識世界。例如，早期人們測量時間、距離、面積、體積和重量，目的是安排農(nóng)業(yè)耕作、圍地狩獵、交換糧食和貴重物品，采用的方法是用自己的感覺器官和自然現(xiàn)象來測量時間的長短，物體的大小。要使這種測量的結(jié)果具有社會的應(yīng)用價值，必須使測量工具和測量方法準(zhǔn)確可靠，并使測量結(jié)果具有全社會的一致性，這種復(fù)雜活動就是計量。

    現(xiàn)代計量的范圍已遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過了度量衡或權(quán)度。隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，測量范圍不斷擴大，測量準(zhǔn)確度不斷提高，測量工具和測量技術(shù)不斷發(fā)展。20世紀(jì)60年代以后，微電子技術(shù)、量子力學(xué)、高分子合成、生物工程、海洋工程等技術(shù)的應(yīng)用以及生產(chǎn)的現(xiàn)代化和國際貿(mào)易的擴大，使得計量逐步發(fā)展成為一門新興的、綜合性的學(xué)科—計量學(xué)。

二、計量的特點

 

計量具有下列基本特點:精確性、一致性、溯源性和法制性。

 

(一)精確性

    它是計量的主要特點。計量不僅要明確給出被計量量的值，還要給該值的誤差范圍(不確定度)，即精確性。精確性所表述的是計量結(jié)果與被計量的真值的接近程度。只有量值，沒有精確度的結(jié)果，不是計量結(jié)果。所謂量值的統(tǒng)一，也是指在一定的精確度范圍內(nèi)的統(tǒng)一。

 

(二)一致性

    它是指不論在任何時間、地點，使用任何儀器，采用任何方法以及由任何人來進(jìn)行工作，只要它按照有關(guān)計量規(guī)定的條件去做，所得出的計量結(jié)果都應(yīng)在給定的誤差范圍內(nèi)一致。否則將失去它的社會意義，計量的一致性在國際國內(nèi)范圍均適用。

 

(三)溯源性

    溯源性是通過一條具有規(guī)定不確定度的不間斷的比較鏈，使測量結(jié)果或測量標(biāo)準(zhǔn)的值能夠與規(guī)定的參考標(biāo)準(zhǔn)，通常是與國家測量標(biāo)準(zhǔn)或國際測量標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)系起來的特性。

 

    它是“精確性”和“一致性”的技術(shù)歸宗。因為任何精確和一致都是相對的，溯源可以使計量與人們的認(rèn)識相對統(tǒng)一起來，從而使計量的“精確”與“一致”得到基本保證。在日常的實際工作中，由于所要達(dá)到的目的和需要的條件各不相同，所以對計量結(jié)果的要求亦各不相同。就一個國家而言，所有的量值都應(yīng)溯源于國家基準(zhǔn)(或標(biāo)準(zhǔn));就世界而言，則應(yīng)溯源于國際基準(zhǔn)(或標(biāo)準(zhǔn))，否則將造成量值上的混亂。

 

(四)法制性

 

    量值的準(zhǔn)確一致，不僅要有一定的技術(shù)能力和技術(shù)手段，而且還要有一定的法律、法規(guī)做保障。這是計量的社會性所決定的，特別是關(guān)系到國計民生，對人民生活有直接影響的計量更必須有法制來保障。否則量值傳遞達(dá)不到一致性，計量的作用就難以發(fā)揮出來。

    總之，計量是保證量值準(zhǔn)確統(tǒng)一的測量，計量來源于測量，但又嚴(yán)于一般測量。

 

 

 

三、測量原理和測量方法

 

(一)概述

    測量是以確定量值為目的的一組操作。它是人類認(rèn)識和改造客觀世界的一種必不可少的手段，是從客觀事物中取得定量信息，以獲得物質(zhì)或物體某些特性的數(shù)字表征。它是用同類已知量與待測的未知量進(jìn)行直接或間接比較，最終給出被測量與計量單位的比值的過程。

    由于整個測量活動的不完善以及測量誤差的必然性，通常，測量結(jié)果只是我們對被測量的真值作出的估計，所以，在給出測量結(jié)果時應(yīng)同時說明本結(jié)果是如何獲得的顯示值，還是平均值;已作修正，還是未作修正;不確定度是如何評定的;置信概率和自由度為多少等。

 

(二)測量方法

   
1.直接測量法

    直接測量法，即計量器具所顯示的示值就是被測量的值，如用電子秤稱量商品重量。若待求未知量為Y，觀測值為X，則數(shù)學(xué)模型表達(dá)為Y=X。

   
2.間接測量法

    間接測量法，即通過測量與被測量有函數(shù)關(guān)系的其他量，而求出被測量之值的測量，如通過測量行程與通過該行程的時間求出平均速度。用數(shù)學(xué)模型表達(dá)為   

  
3.組合測量法

    組合測量法僅適用于可疊加量測量，如祛碼、量塊、電容、電阻等，不可疊加量，如溫度、硬度、粗糙度、色度、聲級等，是難于實現(xiàn)組合測量的。組合測量是把m個待求量按不同方式組合成n組(n > m)，對n種組合方式分別測量，然后，用最小二乘法解出每個待求量的值。

4.比較測量法

    從廣義上講任何測量都是比較測量。但這里所指的比較測量是用替代法、交換法、微差法、零位法等，將被測量與和其量值相同或相近的已知同類量值在計量儀器或裝置上進(jìn)行比較，然后給出被測量賦值的方法。

    此外，還有按測量精度分類的，如等精度測量、不等精度測量。也有按被測對象的狀態(tài)分類的，如靜態(tài)測量、動態(tài)測量、瞬態(tài)測量以及工業(yè)現(xiàn)場的在線測量、接觸測量、非接觸測量等。

 

(三)測量原理

 

    測量原理即測量的科學(xué)基礎(chǔ)。例如，利用激光干涉原理測量長度，利用晶體壓電效應(yīng)測量動態(tài)力及加速度，利用熱釋電效應(yīng)測量溫度，利用約瑟夫森效應(yīng)替代標(biāo)準(zhǔn)電池，利用光釋電效應(yīng)測量光照度，利用雷達(dá)多普勒效應(yīng)測量速度、激光多普勒效應(yīng)測量沖擊等等。