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中國(guó)計(jì)量測(cè)試學(xué)會(huì)


科普版:關(guān)于SI的常見問題解答


發(fā)布時(shí)間:2018-11-28 13:03:56

 
 
科普版:關(guān)于SI的常見問題解答

國(guó)際計(jì)量局供圖
       11月16日,第26屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)(CGPM)經(jīng)各個(gè)成員國(guó)表決,最終通過了關(guān)于“修訂國(guó)際單位制(SI)”的1號(hào)決議。根據(jù)決議,SI基本單位中的4個(gè),即千克、安培、開爾文和摩爾分別改由普朗克常數(shù)h、基本電荷常數(shù)e、玻爾茲曼常數(shù)k和阿佛加德羅常數(shù)NA定義。
       國(guó)際計(jì)量局梳理了關(guān)于SI的常見問題,以下是其官方解答。
為什么測(cè)量很重要?
測(cè)量影響我們?nèi)粘I畹姆椒矫婷?hellip;…
  • 我們所接受的醫(yī)療服務(wù),離不開精密的測(cè)量——比如血液中化學(xué)成分的濃度,或X光的強(qiáng)度;
  • 我們所使用的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),離不開時(shí)間測(cè)量,這是由衛(wèi)星上超精密時(shí)鐘完成的;
  • 我們所購(gòu)買的尺寸完全匹配的零件:與螺栓匹配的螺母,一塊塊剛好連接在一起的樂高積木……
       在上述這些場(chǎng)景中,甚至其他成千上萬(wàn)個(gè)場(chǎng)景中,全球統(tǒng)一的測(cè)量體系給我們生活帶來(lái)了極大的便利。測(cè)量是將被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行量化比對(duì)的過程。測(cè)量結(jié)果由數(shù)值和一個(gè)或多個(gè)測(cè)量單位組成,比如:
一輛車正以10.4米每秒(m/s)的速度行駛。當(dāng)一個(gè)測(cè)量數(shù)值與一個(gè)或多個(gè)單位同時(shí)使用時(shí),我們就可以知道這是哪個(gè)方面的(如質(zhì)量、長(zhǎng)度或時(shí)間)測(cè)量以及測(cè)量數(shù)值的大小。
什么是SI
       國(guó)際單位制(SI)是全球一致認(rèn)可的測(cè)量體系。SI由7個(gè)基本單位以及許多導(dǎo)出單位組成。SI單位可以表示任何領(lǐng)域的測(cè)量結(jié)果,如物體的物理尺寸、溫度和時(shí)間等。
無(wú)論是米還是秒,國(guó)際單位制必須確保所有日常使用的測(cè)量單位,在全球范圍內(nèi)都是可比的、一致的。時(shí)間的測(cè)量相差零點(diǎn)幾秒鐘,也許不會(huì)影響意大利面的烹調(diào)口感,但對(duì)于誰(shuí)贏了奧運(yùn)會(huì)的百米短跑項(xiàng)目或高頻的股票市場(chǎng)交易卻是非常重要的。
建立測(cè)量標(biāo)準(zhǔn),不僅使測(cè)量結(jié)果具有一致性和準(zhǔn)確性,還可以幫助社會(huì)建立信任。舉例來(lái)說,我們每天都在使用“千克”。對(duì)“千克”定義后,我們就能知道商店所售食品的重量是多少,從而相信商店沒有缺斤短量。再如,服藥劑量的多少,特別是測(cè)量值非常小的情況下,都離不開測(cè)量的一致性。
SI的發(fā)展歷程是怎樣的?
       SI的前身——十進(jìn)制米制,于1799年7月22日創(chuàng)立。當(dāng)時(shí)“米”和“千克”的兩臺(tái)鉑金標(biāo)準(zhǔn)器保存在巴黎的法國(guó)國(guó)家檔案館。
       1869年,拿破侖三世批準(zhǔn)成立了國(guó)際科學(xué)委員會(huì),負(fù)責(zé)宣傳新的米制測(cè)量體系以促進(jìn)貿(mào)易。同年11月16日,法國(guó)政府邀請(qǐng)世界各國(guó)加入國(guó)際米制委員會(huì),約有30個(gè)國(guó)家加入,并于1870年召開首次會(huì)議。正是這個(gè)組織后來(lái)推動(dòng)了17個(gè)國(guó)家于1875年5月20日在法國(guó)簽署《米制公約》。盡管該公約以“米制”命名,但它實(shí)際上約定了三個(gè)單位:基于實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)器定義的米和千克,以及基于天文時(shí)定義的秒。
       1889年,國(guó)際米原器、國(guó)際千克原器和天文秒作為米、千克、秒三個(gè)基本單位的定義基礎(chǔ),組成了最早的國(guó)際測(cè)量體系。1926年,該體系又引入了安培,包含4個(gè)基本單位,分別為米、千克、秒和安培。
       1960年,該體系正式被命名為國(guó)際單位制,縮寫為SI。
為什么說SI很重要?
       SI是全球測(cè)量結(jié)果一致、可靠的基礎(chǔ),為貿(mào)易、制造業(yè)、創(chuàng)新和科學(xué)發(fā)現(xiàn)提供計(jì)量支撐。SI為創(chuàng)新提供了新的機(jī)遇。得益于更高的測(cè)量精度,我們才能開發(fā)更先進(jìn)的科技方法,獲得更深刻的科學(xué)知識(shí),對(duì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生了積極作用,例如:
       ·      準(zhǔn)確測(cè)量溫度:我們能夠更加準(zhǔn)確地測(cè)量長(zhǎng)時(shí)間范圍內(nèi)微小的溫度變化,這樣就能更精確地監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)氣候變化。
       ·      更加準(zhǔn)確地測(cè)量藥物劑量:制藥行業(yè)需要小劑量的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn),為病人提供更合適的藥物劑量。
       SI支撐未來(lái)創(chuàng)新。隨著測(cè)量能力的提升,測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)隨之提高。例如,全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GPS)的準(zhǔn)確性與我們使用秒來(lái)測(cè)量時(shí)間的能力有關(guān)。基于秒的定義和原子鐘對(duì)秒的復(fù)現(xiàn),我們才能夠測(cè)量時(shí)間,使用GPS進(jìn)行有效定位。精確導(dǎo)航之所以能夠?qū)崿F(xiàn),正是因?yàn)槲覀冇辛烁鼫?zhǔn)確的秒定義,盡管在修訂秒定義的時(shí)候,我們還不知道它將可以用在哪里。原子鐘的出現(xiàn)早于計(jì)算機(jī)技術(shù)的騰飛。現(xiàn)在,準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)已成為工業(yè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)部分,如果沒有準(zhǔn)確計(jì)時(shí),互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)電話以及其它技術(shù)將無(wú)法可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。
測(cè)量單位是如何定義的?
       最早的時(shí)候,測(cè)量單位是基于實(shí)物或物質(zhì)的特性來(lái)定義的。比如,“米”最早就是用一根剛好1米長(zhǎng)的金屬棒定義的。但是,這些實(shí)物會(huì)隨時(shí)間推移或環(huán)境改變而變化,不能滿足當(dāng)今科學(xué)研究與技術(shù)應(yīng)用對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確度的需要。上世紀(jì)以來(lái),科學(xué)家們測(cè)量了自然界的基本常數(shù),如光速和普朗克常數(shù),準(zhǔn)確度越來(lái)越高。他們發(fā)現(xiàn)了這些常數(shù)比實(shí)物更加穩(wěn)定,并將這些常數(shù)的數(shù)值固定下來(lái)。這些自然常數(shù)不會(huì)發(fā)生變化,至少比實(shí)物穩(wěn)定一百萬(wàn)倍。測(cè)量界一直以來(lái)都在致力于建立一個(gè)不依賴于物理實(shí)物的完整測(cè)量體系。隨著最后一個(gè)實(shí)物基準(zhǔn)“千克原器”退出歷史舞臺(tái),千克基于普朗克常數(shù)重新定義,測(cè)量界的夙愿即將實(shí)現(xiàn)——SI迎來(lái)了歷史性時(shí)刻。
我們?yōu)槭裁葱枰鼫?zhǔn)確的定義?
       隨著科學(xué)的進(jìn)步,我們需要,當(dāng)然也可以實(shí)現(xiàn),更準(zhǔn)確的測(cè)量,而相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)裝置和定義也應(yīng)跟得上。1889年工業(yè)革命時(shí)期,千克的定義是由物理實(shí)物來(lái)確定的,是一個(gè)鉑銥合金圓柱體。千克也是SI單位制中最后一個(gè)仍由實(shí)物來(lái)定義的基本單位,千克原器的穩(wěn)定性一直頗受關(guān)注。近年來(lái),用物理常數(shù)重新定義千克的呼聲也越來(lái)越多。我們目前正處于量子或數(shù)字化革命的開端。用常數(shù)定義測(cè)量單位,意味著這些定義將適應(yīng)下一代科學(xué)發(fā)現(xiàn)的需要。
SI單位制的7個(gè)基本單位是什么?
       ·      千克(kg)- 質(zhì)量的基本單位
       ·      米(m)- 長(zhǎng)度的基本單位
       ·      秒(s)- 時(shí)間的基本單位
       ·      安培(A)- 電流的基本單位
       ·       開爾文(K)- 熱力學(xué)溫度的基本單位
       ·      摩爾(mol)- 物質(zhì)的量的基本單位
       ·      坎德拉(cd)- 發(fā)光強(qiáng)度的基本單位
       關(guān)于SI單位使用的更多信息:www.bipm.org/en/measurement-units/base-units.html
SI重新定義指什么?
       國(guó)際計(jì)量界期望在2018年11月13-16日舉行的國(guó)際計(jì)量大會(huì)上,就修訂SI達(dá)成一致。
因此,SI定義將更加實(shí)用。所有的SI基本單位將通過可在自然界常數(shù)來(lái)定義(比如光速、普朗克常數(shù)和阿伏伽德羅常數(shù))。用這些不變的常數(shù)作為測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ),意味著這些單位的定義在未來(lái)也是可靠的、不變的。
       關(guān)于SI定義常數(shù)的更多信息:www.bipm.org/en/measurement-units/rev-si/
我們?yōu)槭裁葱枰@樣的改變?
       自啟蒙時(shí)代起,測(cè)量界就致力于建立一個(gè)寰宇通用的測(cè)量體系。用實(shí)物作為SI基本單位定義的基礎(chǔ),一直是一個(gè)可行的方式,但也是測(cè)量界想要盡早摒棄的方式。因?yàn)閷?shí)物很容易受到人為或環(huán)境因素的損壞,它們是不穩(wěn)定的。SI的修訂將第一次使所有的基本單位都建立在自然界的基本物理常數(shù)上。由這些自然常數(shù)組成的寰宇通用的測(cè)量基礎(chǔ),將使科學(xué)界、工業(yè)界和人類社會(huì)擁有一個(gè)更加可靠、一致、全范圍(大至很大,小至很小)的測(cè)量體系。
       SI將通過兩種方式創(chuàng)造一個(gè)更加穩(wěn)定的、經(jīng)得住未來(lái)考驗(yàn)的測(cè)量體系:
       ·      公式中將不再出現(xiàn)物理實(shí)物:現(xiàn)行的千克定義,是以保存在BIPM的國(guó)際千克原器(IPK)為基礎(chǔ)。此次SI修訂后,將不再需要這一實(shí)物。
       ·      基本單位的定義將首次獨(dú)立于它們的復(fù)現(xiàn)方式:以前當(dāng)我們有了更好的復(fù)現(xiàn)單位的方法后,這些單位的定義將隨之改變。而現(xiàn)在,單位的定義不會(huì)隨復(fù)現(xiàn)方法的改變而變化,相反會(huì)一直保持恒定。以安培為例,其現(xiàn)行定義是“兩條間隔一定距離的導(dǎo)線間的電磁作用力”,這是采用復(fù)現(xiàn)方式來(lái)定義的。但是,隨著發(fā)現(xiàn)約瑟夫森效應(yīng)和量子化霍爾效應(yīng)后,安培可以通過更好的方式復(fù)現(xiàn),舊的定義方式也就過時(shí)了。
SI7個(gè)基本單位會(huì)變化嗎?
       不,七個(gè)基本單位(秒、米、千克、安培、開爾文、摩爾和坎德拉)以及它們所對(duì)應(yīng)的基本常數(shù)(銫-133原子基態(tài)的超精細(xì)能級(jí)躍遷頻率DνCs真空中光的速度c普朗克常數(shù)h基本電荷e玻爾茲曼常數(shù)k阿伏伽德羅常數(shù)NA)都將保持不變。
此次SI修訂發(fā)生了什么變化呢?
       千克(kg)、安培(A)、開爾文(K)和摩爾(mol)將重新定義。
       新定義將影響4個(gè)基本單位:
       千克    用普朗克常數(shù)(h)定義;
       安培    用電子電荷(e)定義
       開爾文  用玻爾茲曼常數(shù)(k)定義
       摩爾    用阿伏伽德羅常數(shù)(NA)定義
       用基本物理常數(shù)定義千克,將保持長(zhǎng)期穩(wěn)定與可靠。而現(xiàn)行千克定義穩(wěn)定與否,則是存疑的。
SI的其他三個(gè)單位呢?
       秒(s)、米(m)和坎德拉(cd)的定義將保持不變,但是定義的表達(dá)方式會(huì)有一定改變,以與千克(kg)、安培(A)、開爾文(K)和摩爾(mol)的新定義的表達(dá)方式保持一致,有望在本次第26屆CGPM上通過這三個(gè)單位定義的新表達(dá)方式,并于2019年5月20日起生效
那么其它22個(gè)具有特殊名稱和符號(hào)的導(dǎo)出單位呢
       在修訂后的SI中,它們將保持不變。
新定義將在什么時(shí)候生效?
       如果相關(guān)決議被通過,新定義將從2019年5月20日世界計(jì)量日起生效
SI修訂對(duì)實(shí)際應(yīng)用有什么影響嗎?
       從表面上看,看似沒有太大變化。這好比你給房子換了一個(gè)更堅(jiān)固的地基,從表面上是不可能看到任何變化的,但它可能已經(jīng)發(fā)生了實(shí)質(zhì)性的變化,房子更加耐用了。這些變化是 為了保證SI單位制將經(jīng)受住時(shí)間的考驗(yàn),不管未來(lái)技術(shù)如何發(fā)展,其定義將始終保持不變。
什么是世界計(jì)量日?它在哪一天?
       世界計(jì)量日是在每年5月20日舉行的活動(dòng),世界上80多個(gè)國(guó)家都在這一天慶祝測(cè)量為我們?nèi)粘I顜?lái)的影響。
全球計(jì)量界都一直致力于保障全球測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。在這一天,他們一道向公眾宣傳可靠的測(cè)量具有什么影響,發(fā)揮什么作用,旨在提升公眾計(jì)量意識(shí)。2018年國(guó)際計(jì)量日的主題是“進(jìn)無(wú)止境——國(guó)際單位制的量子化變革”。1875年5月20日,17個(gè)國(guó)家簽署了世界上第一個(gè)關(guān)于測(cè)量的協(xié)定——《米制公約》,統(tǒng)一協(xié)調(diào)與測(cè)量相關(guān)的活動(dòng),標(biāo)志著國(guó)際計(jì)量合作的正式開始。在《米制公約》的框架下,成立了CGPM、CIPM和BIPM。
       更多關(guān)于世界計(jì)量日的信息:www.worldmetrologyday.org/
由誰(shuí)決定SI及其修訂的相關(guān)事宜?
       1875年《米制公約》的簽署標(biāo)志著國(guó)際計(jì)量局(BIPM)的成立。BIPM受國(guó)際計(jì)量委員會(huì)(CIPM)監(jiān)管,CIPM本身則受國(guó)際計(jì)量大會(huì)(CGPM)監(jiān)督。CGPM大會(huì)每3至6年召開一次。所有60個(gè)成員國(guó)代表齊聚一堂,聽取CIPM提出的建議,共同討論并決定是否對(duì)SI進(jìn)行修訂。CIPM由18名來(lái)自不同國(guó)家的委員組成。每位委員都是相關(guān)計(jì)量領(lǐng)域的資深專家,由CGPM大會(huì)提名選出。從建立至今,CIPM一直負(fù)責(zé)有關(guān)SI的決議草案,致力于為當(dāng)今和未來(lái)的測(cè)量建立可靠的基礎(chǔ)。BIPM目前共有60個(gè)成員國(guó),42個(gè)附屬成員國(guó)和經(jīng)濟(jì)體。BIPM局祉位于法國(guó)塞夫勒,配有實(shí)驗(yàn)室,為各成員國(guó)提供計(jì)量服務(wù)。此外,BIPM還負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)和聯(lián)絡(luò)各類計(jì)量活動(dòng)。CIPM及其各個(gè)專業(yè)咨詢委員會(huì)的秘書處也設(shè)在BIPM。BIPM的初衷是建立并保存SI單位的基準(zhǔn)原器,所以,目前國(guó)際千克原器正保存于此。
SI修訂的決議草案內(nèi)容是什么?
       決議全文詳見:www.bipm.org/utils/en/pdf/CGPM/Convocation-2018.pdf#page=30
       簡(jiǎn)單地說,第26屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)(CGPM)將對(duì)2011年第24屆CGPM大會(huì)通過的決議草案1進(jìn)行表決。該決議細(xì)致地闡述了定義SI基本單位的新方式,即基于常數(shù)來(lái)定義的方式。這些定義常數(shù)為基本物理常數(shù)或其它自然常數(shù),SI的7個(gè)基本單位均由它們導(dǎo)出。
新定義對(duì)復(fù)現(xiàn)千克有何影響?
       千克將基于普朗克常數(shù)定義,以保證SI質(zhì)量單位的長(zhǎng)期穩(wěn)定。新定義生效后,千克可以通過任何適當(dāng)?shù)姆椒◤?fù)現(xiàn),比如用基布爾天平(瓦特天平)法和阿伏伽德羅(X射線晶體密度)法復(fù)現(xiàn)。用戶們可以從相關(guān)機(jī)構(gòu)(如BIPM、國(guó)家計(jì)量院以及認(rèn)可實(shí)驗(yàn)室)獲得基準(zhǔn)量值,直接溯源至到SI。通過國(guó)際比對(duì),保證測(cè)量結(jié)果的一致性。
普朗克常數(shù)的數(shù)值確定后,質(zhì)量的單位——千克在重新定義后也不會(huì)發(fā)生變化。各國(guó)家計(jì)量院向客戶提供校準(zhǔn)服務(wù),其不確定度也不會(huì)受太大影響。
 新定義對(duì)復(fù)現(xiàn)安培有何影響?
       目前,在實(shí)際操作中,安培和其它電學(xué)單位的復(fù)現(xiàn),已處于最高計(jì)量水平。當(dāng)安培被重新定義之后,他們的復(fù)現(xiàn)要與新定義完全一致。從1990年電學(xué)單位的約定值轉(zhuǎn)變到修訂后的SI,這將給電學(xué)單位的量值傳遞帶來(lái)一些小影響。對(duì)絕大多數(shù)的測(cè)量用戶來(lái)說,由于伏特的量值僅變化大約千萬(wàn)分之一,歐姆的變化則更小,因此,他們并不需要做任何反應(yīng),。從事基準(zhǔn)工作的人員或許只需要調(diào)整相關(guān)基標(biāo)準(zhǔn)的量值,復(fù)審各項(xiàng)不確定度。
新定義對(duì)于開爾文的復(fù)現(xiàn)有何影響?
       開爾文的新定義將不會(huì)直接影響溫度測(cè)量及其溯源。大多數(shù)用戶都不會(huì)注意到新定義帶來(lái)的影響。重新定義為未來(lái)技術(shù)進(jìn)步打下了基礎(chǔ)。該定義不再依賴于物質(zhì)的特性、不再受技術(shù)限制,可采用新型的、更準(zhǔn)確的技術(shù),將溫度測(cè)量溯源至SI,特別是針對(duì)一些極端溫度的測(cè)量。
開爾文重新定義以后,通過熱力學(xué)溫度的主要測(cè)量方法,從而實(shí)現(xiàn)開爾文的復(fù)現(xiàn),在全世界范圍內(nèi)進(jìn)行量值傳遞。這將與國(guó)際溫標(biāo)ITS-90和臨時(shí)低溫溫標(biāo)PLTS-2000的量值傳遞形式并行。
新定義對(duì)摩爾的復(fù)現(xiàn)有何影響?
       摩爾將基于一定數(shù)量的粒子來(lái)定義(通常是是原子或分子),將不再依賴于質(zhì)量的單位——千克。通過以往的方法,可實(shí)現(xiàn)對(duì)摩爾的溯源。例如,質(zhì)量測(cè)量與原子量表和摩爾質(zhì)量常數(shù)Mu相結(jié)合的方法。
原子量不會(huì)受到摩爾重新定義的影響。盡管存在測(cè)量不確定度,Mu將仍為1 g/mol。由于該不確定度非常小,摩爾的新定義也不需要對(duì)常規(guī)做法進(jìn)行任何改變。
復(fù)現(xiàn)秒、米和坎德拉會(huì)發(fā)生變化嗎?
       不會(huì)。秒將繼續(xù)基于銫-133原子超精細(xì)能級(jí)躍遷頻率來(lái)定義。秒的溯源鏈不會(huì)受到影響,時(shí)間頻率計(jì)量也不會(huì)受到影響。米仍將使用基本物理常數(shù)——光速來(lái)定義。長(zhǎng)度計(jì)量在操作上不需要做任何改變。整個(gè)測(cè)量體系經(jīng)此次修訂后,將保持長(zhǎng)期穩(wěn)定,有益于推動(dòng)長(zhǎng)度計(jì)量的發(fā)展。坎德拉仍將使用光度學(xué)的一個(gè)技術(shù)常數(shù)——Kcd來(lái)定義,并繼續(xù)與瓦特相關(guān)聯(lián)。依然通過輻射度測(cè)量法,即使用絕對(duì)校準(zhǔn)探測(cè)器,向坎德拉溯源,其測(cè)量不確定度保持不變。
誰(shuí)對(duì)決議草案進(jìn)行投票?投票是怎樣進(jìn)行的?
       投票將于2018年11月16日協(xié)調(diào)世界時(shí)13:00左右,在BIPM主席宣讀提案后舉行。
60個(gè)成員國(guó)將對(duì)提案進(jìn)行投票,投票采用多數(shù)同意制。事實(shí)上,SI修訂工作得到了全球范圍內(nèi)的積極響應(yīng),這一修訂是歷史性的,我們期望所有60個(gè)成員國(guó)都能投票支持該提案。
 投票結(jié)束后,“千克”會(huì)發(fā)生什么變化嗎?
       國(guó)際千克原器(IPK)保存地點(diǎn)不變,保存的環(huán)境條件也不變。這是一塊具有歷史意義的實(shí)物,人類研究它已有140年。盡管它不再定義千克,但仍具有一些計(jì)量方面的意義。
對(duì)于擁有千克基準(zhǔn)的國(guó)家來(lái)說,他們?nèi)匀灰杂猛瑯拥姆椒ū4嫠鼈儭T谄渌麖?fù)現(xiàn)千克的方法出現(xiàn)之前,這些實(shí)物基準(zhǔn)仍將在溯源至千克新定義的測(cè)量過程中,發(fā)揮重要作用。
國(guó)際千克原器(IPK)是從什么時(shí)候開始使用的?
       從1885年起,國(guó)際千克原器先后被用于三次國(guó)際校準(zhǔn)活動(dòng),每次活動(dòng)都持續(xù)了幾年時(shí)間。第三次活動(dòng)在1993年結(jié)束。為了準(zhǔn)備即將到來(lái)的重新定義,2014年再次啟用國(guó)際千克原器,這樣那些致力于研究千克重新定義的國(guó)家計(jì)量院就可以向其溯源。這看起來(lái)有些奇怪,但這么做是為了保證重新定義后的1千克與國(guó)際千克原器的1千克維持一致。不過,人為因素和環(huán)境因素對(duì)千克原器的穩(wěn)定性是不利的。目前,千克原器被保存在(法國(guó)塞夫勒的布勒特伊宮)的一個(gè)保險(xiǎn)箱內(nèi),保險(xiǎn)箱必須由三把鑰匙才能打開。這三把鑰匙分別由國(guó)際計(jì)量局(BIPM)局長(zhǎng)、國(guó)際計(jì)量委員會(huì)(CIPM)主席和法國(guó)國(guó)家檔案館館長(zhǎng)保管。這項(xiàng)工作受國(guó)際計(jì)量委員會(huì)的18名委員共同監(jiān)督。千克原器的最近一次使用是在2014年。 
國(guó)際千克原器變化了嗎?
       這很難說,因?yàn)楦鶕?jù)定義,國(guó)際千克原器的質(zhì)量就是1千克!如果這個(gè)問題改為:與自然常數(shù)相比,國(guó)際千克原器的質(zhì)量發(fā)生變化了嗎?答案是:還沒有。這是因?yàn)槟壳拔覀冞€沒有達(dá)到比較這兩者所需要的測(cè)量精度。將國(guó)際千克原器與保存在同樣環(huán)境中的千克基準(zhǔn)進(jìn)行比較,沒有檢測(cè)到變化。然而,從1889年到1993年,對(duì)看似相同的千克實(shí)物基準(zhǔn)進(jìn)行比較時(shí),檢測(cè)到變化大約為每100年50微克。變化的原因以及為什么變化停止(或暫停),這很有可能永遠(yuǎn)是一個(gè)謎。以實(shí)物為基礎(chǔ)的千克定義帶來(lái)了上述問題,而對(duì)于千克的新定義,這些問題將不復(fù)存在。
重新定義千克之后,我可以將質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)器重新送檢嗎?
       重新定義千克后,實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)在一樣,繼續(xù)將自己的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)器送到國(guó)家計(jì)量院(NMI)或其他次級(jí)校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行校準(zhǔn)。然而,國(guó)家計(jì)量院將按照新定義對(duì)千克進(jìn)行復(fù)現(xiàn),那么,向千克的溯源途徑會(huì)發(fā)生改變。
SI用戶可參考:www.bipm.org/utils/common/pdf/SI-statement.pdf
我們?cè)趺床拍艽_認(rèn)實(shí)驗(yàn)室對(duì)千克的復(fù)現(xiàn)是正確的?
       和其它單位一樣,國(guó)際比對(duì)機(jī)制存在并運(yùn)行很多年了。所有聲稱可復(fù)現(xiàn)千克單位的實(shí)驗(yàn)室需要通過與國(guó)際同行進(jìn)行比對(duì),以此來(lái)驗(yàn)證可溯源至千克單位的定義。。1999年達(dá)成的《各國(guó)計(jì)量基(標(biāo))準(zhǔn)互認(rèn)和各國(guó)計(jì)量院簽發(fā)的校準(zhǔn)與測(cè)量證書互認(rèn)協(xié)議》(CIPM-MRA)中對(duì)此作了相關(guān)規(guī)定。

來(lái)源:國(guó)際計(jì)量局網(wǎng)站 
翻譯:陳杭杭 朱秀梅


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