計量學原理第2章量和單位制改.ppt

1、第2章 量和單位制,2.1 量,2.3 國際單位制及其使用方法,2.2 單位和單位制,2.4 我國的法定計量單位,2.1 量,量的概念 “量”定義為“現(xiàn)象、物體和物質(zhì)的可以定性區(qū)別和定量確定的一種屬性”。 量的理解？定性、定量。 量總是由數(shù)值和計量單位的乘積表示。 A=AA 式中A量A所選用的計量單位； A用計量單位A表示時量A的數(shù)值。,2.1.1量的種類 1.基本量和導出量 在科學技術(shù)中，為了簡化量與量之間的關(guān)系而建立了量制?！霸诹恐浦?，約定地認為是彼此獨立的量”稱為“基本量”，而另一些“在量制中，為該量制基本量的函數(shù)所定義的量”稱為“導出量”?；玖亢拖鄳獙С隽康奶囟ńM合構(gòu)成整個科學領域或

2、某個專業(yè)領域的“量制”。,2.被計量的量和影響量 在計量中,經(jīng)常會遇到被計量的量和影響量。被計量的量是要求計量的量。影響量不是計量對象,但卻影響被計量的量值或計量儀器示值。雖然影響量不直接反映被計量對象的量值,但對計量結(jié)果有重大影響。在進行計量時,不能只滿足于獲得直接的計量結(jié)果,還應該注意影響量的作用,這在高精度計量中尤為重要。,影響量來源于環(huán)境條件和計量器具本身,如環(huán)境溫度、氣壓、濕度、地磁場、重力場、振蕩、環(huán)境噪聲、電源電壓、電源頻率及計量器具的安裝位置和本身的結(jié)構(gòu)變化等等。因此,在進行任何計量時,必須考慮這類因素的影響。 現(xiàn)在,避免和減小影響量的方法比較多,大體上有兩種：一種是盡量消除影

3、響源,另一種是在影響存在的情況下采取相應的處理方法減小影響量的影響。針對后者已經(jīng)有了一些軟件處理方法,如卡爾曼濾波等。,3.有源量和無源量 有些計量對象具有一定的能量,如溫度、力、照度等,觀察者無需為計量中的信號提供外加能源,這類量稱為有源量。在進行精密計量時,應力求使從計量對象獲取的能量不導致計量對象原有狀態(tài)的變化。 有些計量對象本身沒有能量,如長度、角度等空間位置及硬度等材料特性,為了能夠?qū)@些對象進行計量,必須從外界獲取能量,這類量稱為無源量。 電學計量中的量,如電流、電壓、功率、電能、相位、頻率等,通?？梢灾苯佑糜嬃科骶哌M行計量,屬于有源量； 而電阻、電感、電容、互感等電路元件的參量,

4、計量時必須有外接電源,屬于無源。,按學科劃分： 幾何量、力學、溫度、電磁、電子、時間頻率、電離輻射、聲學、光學和化學（標準物質(zhì)）。,2.1.2 量值的概念,定義：由一個數(shù)和合適的計量單位表示的量，即由數(shù)值和計量單位組成，且選用的單位大小要合適。 對于同一個量，計量單位不同，表示的數(shù)值也不同，不完全統(tǒng)一。 什么是“量值統(tǒng)一”：應該為量值準確、一致，即在單位量值的傳遞中，所用的各級標準計量器具以及由它們檢定或校準的計量器具的量值，都可以溯源到國家計量基準，它們的量值在規(guī)定誤差范圍內(nèi)保持一致。 為實現(xiàn)量值一致，必須用法律形式或行政命令辦法通過國家法定計量單位，統(tǒng)一全國計量單位制度，建立復現(xiàn)計量單位的

5、國家計量基準和傳遞所需的各級計量標準，還要制度相應的計量檢定系統(tǒng)和檢定規(guī)程等技術(shù)法規(guī)，以確定被認可的被檢項目、設備、方法和環(huán)境條件等。同時，計量人員也必須經(jīng)過嚴格的培訓和考核，以能正確完成計量過程。,補充 測量,測量的概念 “以確定量值為目的的一組操作”稱為“測量”。 測量方法 直接測量法和間接測量法 基本測量法和定義測量法,測量,3)靜態(tài)測量和動態(tài)測量 4)其他測量方法 測量的實施 測量前的準備工作 根據(jù)被測量對象的具體情況，特別是準確度要求，提出擬使用的計量器具，選擇相應的環(huán)境條件，擬定合理的測量方案和具體測量方法，挑選經(jīng)過培訓的操作者。,測量,測量過程中應遵守的原則 計量器具都必須經(jīng)檢定

6、合格 計量器具必須放置得當 計量器具應處于良好的工作狀態(tài) 熟悉使用說明書，及時排除故障 注意操作安全 保持整潔,測量,記錄和數(shù)據(jù)處理 任何測量都應該有詳細的原始記錄，它是記載全部測量過程的基礎性材料。在原始記錄中，還應記下各種影響量的量值，供分析測量不確定度時應用。整個測量程序完成后，即應對獲得的各種量值進行數(shù)據(jù)處理，分析和計算各種不確定度分量，最終得出測量結(jié)果和它的不確定度。,測量,測量報告 重要的計量基準比對和測試結(jié)束后，都要寫出書面報告。報告應該包括一切有價值的內(nèi)容，使他人能夠理解，而且還能按報告記載復現(xiàn)測量過程。測量對象、被測量的量、測量原理和方法、計量器具和輔助設備、環(huán)境條件和它們的

7、特點和作用，都應給以有所側(cè)重的描述。報告的最后應該有明確的結(jié)論。,2.2 單位和單位制,“計量單位”是“約定采用的特定量，用以定量表示具有相同量綱的量”。也可理解為“習慣上公認數(shù)值為1的一個量值”。 “在給定量制中基本量的計量單位”稱為“基本單位”。 “在給定量制中導出量的計量單位”稱為“導出單位”,2.2.1 單位的概念,2.2.2 基本單位和導出單位,基本單位：在給定量值中基本量的單位。 MKS制：長度、質(zhì)量、時間，單位分別是米、千克、秒。 CGS制：單位為厘米,克,秒 國際單位制：單位為米、千克、秒、安培、開爾文、摩爾、坎德拉。 在給定量制中，約定地認為基本量是彼此獨立的，但與其相對應的

8、基本單位不都是彼此獨立的。電流是獨立的基本量，但安培的定義，包含了其他基本單位米、千克和秒。因此，在現(xiàn)代計量學中，不再用“獨立單位”這個名詞。,導出單位：在給定量制中導出量的計量單位。 在單位制中，導出單位可以用基本單位和比例因數(shù)表示，而有些導出單位，為表示方便，給以專門的名稱和符號，如牛頓（N）、赫茲（Hz）、帕斯卡（Pa）等。 一貫單位：由比例因數(shù)為1的公式用基本單位表示的導出單位。 一貫制單位：由一組基本單位和一貫導出單位（即一貫單位）組成的單位制，如國際單位制。,2.2.3 倍數(shù)單位和分數(shù)單位,不同的計量領域和被計量的對象，需要選用大小適當?shù)挠嬃繂挝?在長期的測量實踐中，人們往往從同一

9、種量的許多單位中選用某個單位為基礎，并賦予獨立的定義，這個計量單位稱為“主單位”。 “根據(jù)約定比率，由給定單位構(gòu)成的一個更大的計量單位”稱為“倍數(shù)單位”。 “根據(jù)約定比率，由給定單位構(gòu)成的一個更小的計量單位”稱為“分數(shù)單位”。 選用單位時，應使量的數(shù)值處于0.11000范圍內(nèi)，但也有例外。,2.2.4 量綱,每個計量單位都有代表的符號。對此，為了世界上的一致，國際計量大會有統(tǒng)一的規(guī)定，通常將其稱為國際符號。單位符號的形式有二種，一種是字母(拉丁字母和希臘字母)，如長度單位米的符號為m電阻單位歐姆的符號為等，另一種是標號，如平面角單位度的符號為“”等。,單位的中文符號，通常由單位的中文名稱與所帶

10、詞頭的簡稱構(gòu)成例如電流單位的中文名稱是安培，其符號即為“安”；電容單位皮可法拉的符號為“皮法”等。 由選定的一些基本單位和根據(jù)定義方程式由它們及一定的比例因數(shù)而確定的導出單位所構(gòu)成的單位體系稱為單位制。顯然，所選取的基本單位不同，單位制也就不同。例如以厘米、克、秒作為基本單位的單位制，稱為厘米克秒制(CGS制)，以米、千克、秒作為基本單位的單位制稱為米千克秒制(MKS制) 。,“以量制中基本量的冪的乘積表示，且其數(shù)字系數(shù)為1的本量制的一個量的表達式”稱為“量綱”。 在國際單位制中，量綱皆以大寫的正體拉丁字母和希臘字母表示，規(guī)定：長度、質(zhì)量、時間、電流、熱力學溫度、物質(zhì)的量和發(fā)光強度七個基本量的

11、量綱分別用大寫字母表示為： 如在力學量制中，力的量綱為LMT2，電阻的量綱為L2MT3I2。 包括基本量在內(nèi)的任何量的量綱一般表達式為：,無量綱量：在給定量制中，其表達式內(nèi)基本量的指數(shù)皆為零，則稱無量綱量。如線性應變、摩擦系數(shù)、相對密度等。 量綱的意義：在于定性確定各有關(guān)量之間的關(guān)系，特別是基本量和導出量之間的關(guān)系。 量綱法則：任何量的表達式，其等號兩邊必須具有相同的量綱。 應用該法則可以檢查物理公式的正確性。例如沖量公式為：Ft=m(v2-v1) 等號左邊的量綱為：dim(Ft)=FT=LMT-2T=LMT-1 等號右邊的量綱為： dim m(v2-v1)MLT-1 可見，等號兩邊的量綱相同

12、，表明上列公式可能是正確的。,同類量的量綱一定相同，而相同量綱的量卻未必同類。例如，在國際單位制中，功和力矩的量綱相同，皆為L2MT2，但量卻非同類。 對于一個特定的量，其不同單位之間都有一定的換算關(guān)系，如1米等于3市尺,2.3 國際單位制及其使用方法,國際單位制是1960年第十一屆國際計量大會通過并在以后的科技與社會實踐中逐步發(fā)展和漸趨完善的，是目前世界上最先進、科學和實用的單位制，它是在米制的基礎上發(fā)展起來的。 1、米制的起源與發(fā)展 米制是國際上最早公認的單位制，早在十七、八世紀，人們就越來越感到計量單位及計量制度的混亂影響了科技和生產(chǎn)的發(fā)展，特別是在國際貿(mào)易和科技交流中的反映更加明顯。于

13、是，科學家們便開始探求一種不分國家即各國都適用的通用計量單位及計量制度。,2.3 國際單位制及其使用方法,1791年經(jīng)法國科學院的推薦，法國國民代表大會采納了以長度單位“米”為基本單位的計量制度。當時，“米”被定義為地球子午線的四分之一長度的一千萬分之一，面積和體積的單位分別是平方米和立方米，以及它們的十進倍數(shù)與分數(shù)單位。質(zhì)量單位是一立方分米的水在其密度最大的溫度(4)下的質(zhì)量。由于這種制度是以“米”為基礎的，故而稱為“米制”。 法國政府根據(jù)科學家們實地測定敦刻爾克到巴塞羅那之間的地球子午線的弧長和給定體積純水的重量的結(jié)果，制成鉑基準米尺和鉑基準千克，保存在法國巴黎檔案局，并從法律上分別賦予這

14、兩個基準以“1米”和“1千克”的值。,2.3 國際單位制及其使用方法,1820年，歐洲的荷蘭、比利時和盧森堡等首先采用米制。 西班牙、哥倫比亞、墨西哥、葡萄牙、意大利相繼使用。 1858年（清咸豐八年），米制傳入我國，主要用于海關(guān)。 1872年8月，法國政府邀請一些國家代表到巴黎開“國際米制委員會”，有24年國家派了代表。贊成采用米制。 1875年3月1日，法國政府召集了有20個國家的政府代表與科學家參加的“米制外交會議”，為米制的傳播和發(fā)展奠定了國際基礎。,2.3 國際單位制及其使用方法,由各簽字國的代表組成的國際計量大會（CGPM)是“米制公約”的最高組織形式，下設國際計量委員會（CIPM

15、），其常設機構(gòu)為國際計量局（BIPM）。 1889年，召開了第一屆國際計量大會，會上將復制的30支新米原器中最接近“檔案局米”的一支（No.6)定義為國際米原器，稱為“國際米”，并保存于國際計量局。會上還承認了根據(jù)“檔案局千克”復制的國際千克原器，亦保存于國際計量局。,2.3 國際單位制及其使用方法,1976年12月國務院批準我國參加米制公約組織，1977年5月10日我國致函法國政府，宣布加入米制公約組織，1977年6月16日法國政府復照確認。 1985年12月止，共有47個國家參加米制公約。 從1979年起國家計量局顧問王大珩教授當選為國際計量委員會委員。1995年10月第20屆國際計量大會

16、上正式改選我國代表、中國測試技術(shù)研究院副院長高潔研究員為CIPM委員。,2.3 國際單位制及其使用方法,我國參加米制公約組織的活動有： (1)參加各次國際計量大會和計量委員會會議，參加各咨詢委員會召開的大部分會議； (2)參加BIPM組織的國家基準國際比對； (3)與BIPM比對基準儀器。 我國歷年都向米制公約組織交納會費，近年每年會費約9萬美元。,2.3 國際單位制及其使用方法,國際米制公約組織成立于1875年，是計量領域成立最早的也是最主要的政府間組織。主要從事基礎計量科學技術(shù)發(fā)展研究，以保證成員國基本量量值的準確一致。 國際米制公約組織現(xiàn)有48個簽約國。 它的最高權(quán)力機構(gòu)是國際計量大會(

17、CGPM)。大會每4年召開一次。大會設國際計量委員會(CIPM)，委員由18個成員國推薦18名計量學家，并經(jīng)國際計量大會選舉產(chǎn)生，每年召開一次會議。 常設機構(gòu)是國際計量局(BIPM)，局址設在巴黎。,2.3 國際單位制及其使用方法,國際計量大會(CGPM):是國際米制公約組織的最高權(quán)力機構(gòu)，每四年召開一次會議，其主要任務是:討論和采取保證國際單位制推廣和發(fā)展的必要措施;批準新的基本測試結(jié)果，通過具有國際意義的科學技術(shù)決議;通過有關(guān)國際計量局的組織和發(fā)展的重要決議等。 國際計量委員會(CIPM):是國際米制公約組織的常設領導機構(gòu)，其委員由經(jīng)CGPM選舉產(chǎn)生的18個成員國的計量學專家組成，其常設機

18、構(gòu)是秘書局，主要任務是:負責領導和決定國際計量局需進行的研究工作;監(jiān)督國際計量基準的保存;制定年度預算計劃等。,2.3 國際單位制及其使用方法,國際計量局(BIPM)，是執(zhí)行國際計量大會(CGPM)和國際計量委員會(CIPM)決議的常設機構(gòu)。其主要任務是：建立主要物理量基準，保存國際原器;進行國際間國家基準對比;組織建立技術(shù)的交流;進行有關(guān)基本物理常數(shù)的測定工作 國際計量大會的任務是：討論和采取保證國際單位制推廣和發(fā)展的必要措施；批準新的基本的測試結(jié)果，通過具有國際意義的科學技術(shù)決議；通過有關(guān)國際計量局的組織和發(fā)展的重要決議。 ,2.3 國際單位制及其使用方法,國際計量委員會的任務是：負責起草

19、和執(zhí)行國際計量大會的決議，指導和直接監(jiān)督國際計量局的工作。CIPM下設10個咨詢委員，任務是就BIPM的研究工作方向、CIPM直接作出的決議或提交計量大會批準的決議向CIPM提出建議。 國際計量局的任務是：建立主要物理基準，保存國際原器，建有保存國際計量原器及標準的實驗室、陳列室等；進行國際間國家基準比對；組織交流計量技術(shù)；進行并協(xié)調(diào)有關(guān)基本物理常數(shù)的測定工作。,2.3 國際單位制及其使用方法,米制公約組織的經(jīng)費由成員國分擔。各成員國分擔的份額按聯(lián)合國交費委員會為米制公約組織各成員規(guī)定的百分數(shù)(ONU指數(shù))確定，但各國的分擔額不能高于BIPM全年經(jīng)費的10%或低于它的0.5%。我國分擔的份額為

20、1.05%。,2.3 國際單位制及其使用方法,2、國際單位制的建立 1948年召開的第九屆國際計量大會作出了決定，要求國際計量委員會創(chuàng)立一種簡單而科學的供所有米制公約成員國均能使用的實用單位制。 1954年第十屆國際計量大會決定采用米、千克、秒、安培、開爾文和坎德拉作為基本單位。 1960年第十一屆國際計量大會決定將以這六個單位為基本單位的實用單位制命名為“國際單位制”，并規(guī)定其符號為“SI”。 1974年，第十四屆國際計量大會又決定增加將物質(zhì)的量的單位摩爾作為基本單位。這樣，國際單位制共有七個基本單位。,2.3 國際單位制及其使用方法,2.3.1 國際單位制的特點 通用性。科學技術(shù)、商品流通

21、、人民生活 簡明性。規(guī)定每個單位只有一個名稱和一個國際符號，堅持一個量只有一個SI單位的原則。 實用性。都比較實用，且保持了歷史的連續(xù)性。 準確性。國際單位制的七個基本單位，都有嚴格的科學定義，復現(xiàn)方法也有大改進。,2.3.2 國際單位制的構(gòu)成 國際單位制由SI單位（包括SI基本單位、SI輔助單位和SI導出單位）、SI詞頭、SI單位的十進制倍數(shù)和分數(shù)單位三部分組成。,SI單位是國際單位制中構(gòu)成一貫制的單位，均不帶SI詞頭，故SI單位是國際單位制中有特定含義的名詞，而國際單位制單位不僅包括SI單位，還包括其十進制倍數(shù)單位和分數(shù)單位。,1. SI基本單位的定義及概述 SI基本單位共有7個，是構(gòu)成整

22、個SI的基礎，基本單位是通過計量標準來定義、實現(xiàn)、保持或復現(xiàn)的，基準是在特定領域內(nèi)具有最高計量特性的計量標準。初期利用宏觀自然現(xiàn)象和有關(guān)實物建立，為實物基準；現(xiàn)代利用宏觀量子效應建立，為自然基準。,SI基本單位,1)米(m) 長度單位米是光在真空中于(1299 792 458)s時間間隔內(nèi)所經(jīng)路徑的長度. 最初米是以地球子午線的四分之一的一千萬分之一來定義的，其原器保存于法國檔案局。 1889年第一屆國際計量大會正式批準了根據(jù)“檔案局米”的值，用鉑銥合金制造的新米原器中最接近“檔案局米”的一支為國際米原器(“國際米”)，并且宣布：該米原器在冰融點溫度時代表長度的單位米。這個國際米原器保存在國際

23、計量局，而其余的米原器則抽簽分發(fā)給各米制公約成員國作為國家基準米。盡管國際米原器系用鉑銥合金制成，具有高硬度和高抗氧化性能，但其長度隨時間的推移仍不可能保持不變。因為任何金屬經(jīng)加工后都難免產(chǎn)生一定的內(nèi)應力，必然要引起微晶結(jié)構(gòu)的緩慢變化。,為了擺脫實物基準器所固有的弊病，經(jīng)過科學家們的積極努力，在1960年召開的第十屆國際計量大會上通過了以氪86原子輻射的波長來高精度復現(xiàn)米的新定義。這是第一個量子基準（亦稱為自然基準），從而使米的復現(xiàn)精度從110-7提高到4109。后來由于激光穩(wěn)頻技術(shù)的發(fā)展，激光在計量的復現(xiàn)性和易于應用方面大大優(yōu)于用氪86原子輻射的輻射基準，以致由計量激光頻率和光速給定值所確定

24、的激光波長的復現(xiàn)性比氪86要好，于是在1983年召開的第十七屆國際計量大會上正式通過了現(xiàn)行的米的新定義。從而使米的復現(xiàn)精度得以進一步提高，可達10101011，甚至10-12量級。,米的實現(xiàn)方法,建立在真空中光速c為確定值的基礎上 c299 792 458m/s 時間法：l=ct，l必須很大才能得到高的計量準確度，主要用于天文學和大地測量學。 頻率法： 頻率計量不確定度比長度約小3個數(shù)量級光在真空波長計量中，真空的不完善、衍射效應以及反射和透射鏡的鏡平面度都會帶來誤差，故頻率法實現(xiàn)米的準確度潛力大，但實際應用中還需要建立激光波長基準。激光頻率計計量原理：采用由一系列中介激光器、內(nèi)插鎖相微波源和

25、非線性諧波混頻器組成的頻率鏈將銫原子頻率基準的頻率逐級倍頻到紅外和可見光區(qū)，然后通過各級差頻計數(shù)的方法求出激光的頻率。 輻射波長法：1983年，國際計量委員會推薦了5種激光輻射和兩種同位素單色光輻射的真空波長值和頻率值。用任一種輻射波長都可以實現(xiàn)米。,2)千克(kg) 千克是質(zhì)量單位，等于國際千克原器的質(zhì)量。 國際千克原器是用90%鉑和10%銥合金制造的。通過鍛造，鉑銥合金的密度達到21.5gcm-3,從而使它的性能穩(wěn)定和不易磨損。原器表面經(jīng)過拋光處理，從而減小凹處吸附和凸處磨損導致的量值增減，原器的表面積應盡可能小。因而最好的形狀應是球形。但考慮到加工和調(diào)準的困難，還是取了最小面積的圓柱體，

26、即高等于直徑的圓柱體。 該國際千克原器是1878年提出訂制，1880年與“檔案局千克”進行比對，1883年被國際計量局選定，1889年被第屆國際計量大會承認，并在1901年第三屆國際計量大會上被正式定義。該原器百余年來一直被保存在國際計量局的地下室里，被精心地安置于有三層鐘罩保護的托盤上（圖21）。,在我國，質(zhì)量在生活、貿(mào)易中一般稱為重量，或者說重量是質(zhì)量的別名。過去，特別是在物理學中，往往把重量作為重力的別名，以致在很多情況下產(chǎn)生混淆。今后凡在指力的場合，重量應改用“重力”一詞。,國際千克原器是用90%鉑和10%銥合金制造的。 通過鍛造，鉑銥合金的密度達到21.5gcm-3,從而使它的性能穩(wěn)

27、定和不易磨損。原器表面經(jīng)過拋光處理，從而減小凹處吸附和凸處磨損導致的量值增減，原器的表面積應盡可能小。因而最好的形狀應是球形。但考慮到加工和調(diào)準的困難，還是取了最小面積的圓柱體，即高等于直徑的圓柱體。 該原器百余年來一直被保存在國際計量局的地下室里，被精心地安置于有三層鐘罩保護的托盤上。,“千克原器”的組成材料、幾何尺寸、形狀和保存條件是什么？,3）秒（s） 定義：與銫-133原子基態(tài)兩個超精細能級間躍遷相對應的輻射的9 192 631 770個周期的持續(xù)時間。 起初,人們把一晝夜劃分為24 h,1 h為60 min,1 min為60 s.但一晝夜的周期,即太陽日是變動的,所以定義1 s等于平

28、均太陽日.后來又發(fā)現(xiàn),地球公轉(zhuǎn)周期也是變動的,于是又需確定另外的定義.隨著科學技術(shù)的發(fā)展,科學家們發(fā)現(xiàn),原子能級躍遷時,吸收或發(fā)射一定頻率的電磁波,其頻率非常穩(wěn)定.于是在1967年第十三屆國際計量大會上確認了上述定義. 時間有兩種含義：一是時間間隔，另一個是時刻。時刻是時間標尺（時標）上的標尺標記，而時標是由時間間隔連續(xù)累加而得到的。時標的一個重要時刻是時標的原點。 （秒）UT，即世界時，以公元的起點為原點；國際原子時（TAI），1971年第14屆國際計量大會采用,按照SI時間單位秒的定義，以各研究所運轉(zhuǎn)的原子鐘的讀數(shù)為根據(jù)建立的參照時標，起點為1958年1月1日。,由于在生活、天文學、大地測

29、繪等與地球自轉(zhuǎn)有關(guān)的領域需要使用世界時，1975年第15屆國際計量大會決定，無線電臺可以同時發(fā)播標準頻率、TAI和協(xié)調(diào)世界時（UTC）信號供用戶使用。UTC和TAI時間間隔嚴格一致，但它們時刻相差秒的整數(shù)倍。當UTC與AT1的時刻相差超過0.9s時，要用閏秒方法對UTC調(diào)整，UTC由國際時間局保持，起點為1960年1月1日。,4)安培（A） 安培是電流單位。在真空中，截面積可忽略的兩根相距l(xiāng)m的無限長平行圓直導線內(nèi)通以等量恒定電流時，若導線間相互作用力在每米長度上為2107N，則每根導線中的電流為1 A。 原來電流單位安培曾用能在硝酸銀水溶液中以一定速率析出銀的電流來定義，稱為國際安培，屬于當

30、時的國際制。但復現(xiàn)的精度差，無法滿足實際要求。1948年1月1日起開始使用絕對電學單位制，并給出了現(xiàn)行的安培定義，當時稱為絕對安培。該決議得到了1948年召開的第九屆國際計量大會的批準，一直沿用至今。 由于安培的計量裝置復雜且難以長期保持，實際用歐姆定律保持的，長期使用標準電池組和標準電阻組等實物基準保持伏特和歐姆。由于量子效應，現(xiàn)用交流約瑟夫森效應保持伏特，量子霍爾效應保持歐姆,5)開爾文(K) 熱力學溫度單位開爾文等于水的三相點熱力學溫度的1273.16。 熱力學溫度單位開爾文在1948年第九屆國際計量大會上即已原則決議，并在1954年第十屆國際計量大會上正式定義。當時叫“開氏度”，后來在

31、1967年第十三屆國際計量大會上才決定改稱開爾文。 除以開爾文(K)表示熱力學溫度(T)外，也使用攝氏度()來表示攝氏溫度(t)。攝氏度常用于日常生活，作為單位，它與開爾文相等，即11 K。但由于攝氏度是以水的冰點的熱力學溫度（T0273.15K，與水三相點的熱力學溫度差0.01K）為零度的，攝氏溫度與熱力學溫度的數(shù)值關(guān)系為tT-T0。溫度間隔或溫差，既可用攝氏度表示，亦可用開爾文表示。,6)摩爾(mol) 物質(zhì)的量單位摩爾是一系統(tǒng)的物質(zhì)的量，該系統(tǒng)中所包含的基本單元數(shù)與0.012kg碳12的原子數(shù)目相等。在使用摩爾時，應指明基本單元，可以是原子、分子、離子、電子或其它粒子，也可以是這些粒子的

32、特定組合。,7)坎德拉(cd) 發(fā)光強度單位坎德拉是一光源在給定方向上的發(fā)光強度，該光源發(fā)出頻率為540l012Hz的單色輻射，且在此方向上的輻射強度為(1683)Wsr。 發(fā)光強度單位，最初是用蠟燭(或其它火焰)來定義的，故有“燭光”之稱。后來逐漸采用黑體輻射原理對發(fā)光強度單位進行研究，并于1948年第九屆國際計量大會上決定采用處于鉑凝固點溫度的黑體作為發(fā)光強度的基準，同時定名為“坎德拉”，亦曾一度稱為“新燭光”。1967年第十三屆國際計量大會又對坎德拉作了措辭更加嚴密的定義。但由于用該定義復現(xiàn)的坎德拉的誤差較大，滿足不了需要，加之輻射功率的計量已取得了顯著的進展，1979年第十六屆國際計量

33、大會便決定采用現(xiàn)行的新定義。,(2)SI輔助單位 平面角單位弧度是圓內(nèi)兩條半徑之間的平面角，這兩條半徑在圓周上所截取的弧長與半徑相等。 立體角單位球面度是一立體角，其頂點位于球心，而它在球面上所截取的面積等于以球半徑為邊長的正方形面積。 這兩個單位，國際計量大會沒有明確規(guī)定它們是屬于基本單位還是導出單位，而稱為輔助單位。使用中，既可把它們作為基本單位，也可作導出單位。,(3)SI導出單位 SI導出單位是按照一貫性原則，由SI基本單位與輔助單位通過選定的公式而導出的單位。有些導出單位的應用相當普遍，如用基本單位來表達，則比較麻煩。例如，力的單位是從Fma導出的，而a=v/t、vs/t。若用基本單

34、位表達，力則是mkgs2，很不方便。于是，對于這類經(jīng)常而又普遍使用的導出單位，都規(guī)定了專門的名稱和符號(表23)。,表2.3.2 具有專門名稱的SI導出單位,總的來講，導出單位大體上可分為4種。一種就是表23中所列的有專門名稱和符號的；另一種是只用基本單位表示的，如面積單位平方米(m2)、加速度單位米每二次方秒(ms2)；還有一種是由有專門名稱的導出單位和基本單位組合而成的，如力矩單位牛米(Nm)、表面張力單位牛每米(Nm)；再一種就是由輔助單位和基本單位或有專門名稱的導出單位所組成的，如角速度單位弧度每秒(rads)、輻射強度單位瓦每球面度(W/sr)等。,表2.3.3 用SI輔助單位表示的一部分SI導出單位,4)SI詞頭 上述的SI單位，在實際應用中往往會感到許多不便。比如用千克來表示原子的SI質(zhì)量則太大，而用千克表示地球的質(zhì)量則又太小。于是便確定了一系列十進制的詞頭，以便構(gòu)成十進倍數(shù)與分數(shù)單位，從而使單位相應地變大或變小，以滿足不同的需要。目前已采用的SI詞頭共有20個，從1024