答:
计量的专业种类是随着工农业生产和科学技术的发展,根据计量管理工作的需要被测“量”的性质而逐步细分的。目前,计量专业基本上可分成长度计量、温度计量、力学计量、电磁计量、无线电计量、时间频率计量、放射性计量、光学计量、声学计量、化学计量。
1.长度计量
长度计量就是对物体的几何量的测量。其内容包括端度、线纹、角度和表面粗糙度,直度、平度、坡度、圆柱度、表面形状、表面位置、表面几何尺寸的精密测量,还包括万能量具的检定、光学仪器检定及生产中特殊零件的测量。长度计量的基本单位是“米”,它是国际单位制七个基本单位之一。符号为“m”。
(1)端度计量:是指某一物体两个方面(如一根棒的两端面)之间的长度的测量。
(2)线纹计量:以任意两条刻线之间的距离来表示长度的叫线纹计量。
(3)角度计量:测量任意两条直线或两个平面相交组成的角。
(4)表面粗糙度计量。
(5)平面度计量:指实际平面对理想平面的偏差。它包容实际平面且距离最小的两平行平面间的距离。
(6)直线度计量。
(7)精密测量:即各种几何量的精密测量。
2.温度计量
温度计量就是利用各种物质的热效应来计量物体的冷热程度,内容包括:超低温、低温、中温、高温、超高温计量等。温度的单位为“开(尔文)”,符号为“K”。
(1)超低温:用于科研工作、国防科学对超低温测量。一般为一270℃以下的温度,如用于物体的超导性能的研究、卫星上的测温元件等。
(2)低温计量:一270℃~0℃都是属于低温计量范围。如应用于冷藏食品用的冰库、冷库的温度计量。
(3)中温计量:O℃~630℃为中温计量。应用于日常生活和一般工业生产中。如体温计、一般玻璃水银温度计、铂电阻温度计、压力温度计等。
(4)高温计量:630℃~60000℃属于高温计量。应用于炼焦、炼铁、炼钢、轧钢、铸造、水泥、陶瓷、玻璃、炼油等高温材料生产等方面。常用的有热电偶、光学温度计等。
(5)超高温计量:超过6000℃:的为超高温计量。用来测定原子弹爆炸、发射火箭等方面。研究氢同位素等离子体产生聚变时,温度至少在几千万度甚至高达1亿度以上。
3.力学计量
力学计量包括质量、容量、密度、压力、真空、测力、力矩、粘度、硬度、冲击、速度、流量、振动、加速度等的计量。
(1)质量计量:质量计量就是对物体质量进行的一种计量。质量就是物体所含物质的多少,它不受地球引力变化的影响,对同一物体,质量是恒定的,这是和重量不同的地方,它的基本单位是“千克”,符号用“kg'’表示。质量计量可划分为:大质量(20kg以上)、中质量(1~20kg)、小质量(1g以下)。
(2)容量计量:容量计量单位是“升”,符号为“L”。
(3)密度计量:是指物体单位体积所具有的质量。密度计量的单位为“千克每立方米”,符号为“kg/m"’。
(4)粘度计量:粘度是指液体内摩擦,就是当液体在层流时,这种内摩擦表现为流体内部对运动的阻力。粘度计量的单位是“帕斯卡秒”,符号为“Pa•s”。
(5)压力计量:压力又称压强。它是垂直地、均匀地作用在单位面积上的力。其单位是“帕斯卡”,符号为“Pa”。
(6)真空计量:对低于一个大气压的绝对压力测量,通称为真空计量。真空计量分为:①粗真空(1×10’~1333Pa);②低真空(1333~0.133Pa);③高真空(0.133~1.33×1014Pa);④超高真空(133¨Pa以下)。
(7)测力计量:对各种材料,如水泥、钢材、木材和其他的半成品、成品的机械性能测量的测量以及坦克、拖拉机等牵引力的,都属测力计量。其计量单位是“牛顿”,符号为“N”。
(8)硬度计量:现在最常用的有布氏硬度(代号HB),洛氏硬度(代号R,RB,Rc)、维氏硬度(代号HV)计量等。
(9)转速计量:转速计量是测量如船舰轮机的转速、泵机等各种马达的转速以及纺织中锭子和布机的转速等。单位是“弧度每秒”,符号为“rad/s”。
(10)流量计量:它是测定流体通过输送管道的数量,即包括对流速和流量的测量,单位是“立方米每秒”,符号为“m³/s”。
(11)振动计量:测量物体沿着直线或弧线经过某一中心位置(或平衡位置)来回运动的频率。计量单位是“赫(兹)”,符号为“Hz”。
4.电磁计量
电磁计量是根据电磁原理,应用各种电磁标准器和电磁仪器、仪表,对各种电磁物理量进行测量。
(1)电流计量:单位是“安培”,符号为“A”。
(2)电动势计量:单位是“伏(特)”,符号“V”。
(3)电阻计量:单位是“欧(姆)”,符号为“Ω”。
(4)电感计量:单位是“亨(利)”,符号为“H”。
(5)电容计量:单位是“法(拉)”,符号为“F”。
(6)磁场强度计量:单位是“安培每米”,符号为“A/m”。
(7)磁通计量:单位是“韦(伯)”,符号为“wb”。
(8)软磁材料参数计量:是软磁材料的特征磁参数的计量。如起始磁导率μ、最大磁导率μm、最大磁感应强度Bm、剩余磁感应强度Br矫顽力H。
(9)硬磁参数计量:是硬磁材料的特征磁参数的计量。如剩余磁感应强度Br、矫顽力Hc、退磁曲线、最大磁能积(B·H)max等。
5.无线电计量
无线电计量是指无线电技术所用全部频率范围内从超低到微波的一切电气特性的测量。无线电计量中需要建立计量标准,开展量值传递和测试的参数是很多的。目前,我们国家建立的计量标准有:高频电压、功率、相位、驻波系数、脉冲、阻抗、噪声、Q值、失真等。
(1)高频电压:它是无线电计量中最通用和基本的参数之一,大多数电子设备的计量与它有关。各种高频电压表、发射机和接收机则是主要技术指标。
(2)功率计量:在电子技术中,测量发射机的输出功率,也要测量接收机的灵敏度,因此需要测量大、中、小功率以至微小功率。功率是无线电计量中重要的参数之一。
(3)噪声计量:无线电计量中的噪声为电噪声,它是指存在于器件、电路、电子设备和信号通道中不带有观察者所需要信息的无规则信号。目前,我们国家已建立的噪声标准有:1.3cm,2.5cm波导高温噪声标准;同轴热噪声标准;5cm,7.5cm低温噪声标准。
(4)衰减计量:它是表征无线电波在传输或传播过程中由于能量的损耗和反射,传输功率或电压减弱程度的一种量度。
(5)微波阻抗计量:阻抗计量是对物体或电路电特性的物理量的测量。所谓微波阻抗,可以由阻抗参量、反射参量和驻波参量这3套参量来表示。
(6)相移计量:相移计量一般是测量两个振荡之间的相位差或相移。
(7)失真度计量:失真度是无线电参数中的一项常用的参数,它在无线电工程技术(广播、通信、电视、录音、电声和传输等)、国防、无线电测量和电测量等领域中都有广泛的应用。失真度计量主要包括:低失真和超低失真信号的产生和测量;放大器、网络的谐波失真、互调失真等的测量。
6.时间频率计量
时间和频率是描述周期现象的两个不同侧面。时间的计量单位是“秒”,符号为“s”。周期现象在单位时间内重复变化的次数称为频率;单位为“赫(兹)”,符号为“Hz”。周期和频率在数学上互为倒数关系,所以时问和频率计量实际上是共用同一个基准。时间频率基准——铯原子钟的准确度已达5×10ˉ15,相当于600万年不差1 s。
标准时间和标准频率的传递有直接比对和接收比对两种。直接比对法是将校频标通过高精度频率测量装置,与频率基准进行比对校准。例如原子钟相互之间的比对就常用此法。接收比对则有短波发播(2.5,10,15,20,25MHz),即高频接收比对;长波(100kHz)和超长波
(10~60kHz)发播.即低频和低频接收比对;还有利用电视信号,利用人造卫星进行远距离时刻比对等等。
7.放射性计量
放射性计量应称为电离辐射计量。是对那些能直接或间接引起电离的辐射(x射线、y射线、α射线、镭、铀、钍元素的中子辐射)进行测量称为放射性计量。放射性计量分为适度计量(或称强度计量)和剂量两个方面。它广泛应用于医疗卫生(如服用同位素、肝扫描都必须剂量诊断准确)、环保监测、原子能发电、探矿、探伤、石油管道去污定位以及应用于农业上的育种和食品等等。放射计量仪器主要是伦琴计。
8.光学计量
光学计量主要包括光强、光通量、亮度、照度、色度、辐射度、感光度、激光等项。光学计量基本单位有:发光强度“坎(德拉)”,符号为“cd,,;光亮度单位是“坎(德拉)平方米”,符号为“cd/m2’;光通量单位是“流(明)”,符号为“lm”;光照度单位是:“勒(克斯)”,.符号为“lx”。
9.声学计量
声学计量是专门研究测量物质中声波的产生、传播、接收和影响特性。声强、声压、声功率是声学计量中3个重要的基本参量。其中声压应用最广泛,因为直接测量声强和声功率非常困难,而测量声压比较容易,因此常常通过测量声压来间接地测量其他参量。声学计量涉及通信、广播、电影、房屋建筑、工农业生产、医药卫生、航行、渔业、海防、语言、音乐、生理、心理,以及各种生产、生活与科学领域。例如水声计量应用于军事方面用来搜索、引导武器攻击敌人的舰艇,在经济建设方面用于导航、保证航海安全、探测鱼群捕捞、研究海底的地质结构以及测量海底深度等。成为近代尖端技术之一的超声学,可用于化学分析、检查材料质量。超声计址在医疗卫生方面(超声医疗仪)能够治疗风湿、冠心病、脑m栓等症。此外,还有听力测量、噪声测量等等。
10.化学计量
化学计量也称为物理化学计量,是指对各种物质的成分和物理特性、基本物理常数的分析、测定。主要包括:酸碱度、气体分析、燃烧热、粘度、标准物质等。
(1)标准物质:是具有一种或多种足够好的确立了的特性,用来校准计量器具、评价计量方法或给材料赋值的物质或材料。
(2)酸碱度计量:测定溶液酸性或碱性的程度。其计量单位用氢离子来表示,即人们通称pH值。一般酸碱度的测量范围为0~14pH。pH:7为中性;pH>7为碱性;pH<7为酸性,所用的计量仪器有酸度计等,我国已建有酸度标准,在0~95℃时,正负偏差不超过0.02pH。
(3)粘度计量:粘度计量在石油、化工、煤炭、冶金、轻工、国防及科学研究方面应用广泛。在石油工业中粘度是衡量石油产品质量的最重要指标之一;润滑油粘度值的测定对机械安全运转,保证飞机正常飞行是重要的措施;在合成纤维工业及塑料工业中通过测定聚合物的粘度来控制产品的聚合度;在煤炭、冶金工业中需要测定融溶炉渣的粘度,使其顺利排渣等等。粘度的测量分为绝对测量和相对测量,根据不同原理,可以制成不同类型的粘度计,如毛细管粘度计、落球粘度计、旋转粘度计、振动粘度计、超声波粘度计等等,其中玻璃毛细管粘度计用得最为普遍。我国采用乌氏玻璃毛细管粘度计,是用相对测量法建立工作基准组的。
(4)成分分析仪器:随着生产、建设、科研、国防的需要,以气压、密度、热化学、粘度、扩散、声学、热导、电导、极化、吸附、磁学、光学、质谱等原理为基础的各种气体成分分析仪器已普遍使用。它对于开展环境保护、治理“三废”,开展综合利用都很重要。这些分析仪器与保证其量值准确的标准物质一般应结合应用。
(5)热量计量:测定各种燃料的燃烧叫热量计量。热量的测定,对工业、国防、火箭技术、化学研究等有重要作用。其计量单位为“焦耳”,符号为“J,,。我国建立的燃烧热标准,测定准确度可以达到±0.006%,总误差不超过±0.02%。
(6)标准测试方法:统一的标准测试方法,如基本物理常数、物质提纯度等有关的测试工作(有的可达到7个“9”以上,即99.99999%。)
21世纪,国际计量界十分重视开创化学计量新领域,并已在理论和实践上进行了有益和有效的探索,确定了环境(气、水、土壤中污染物化学成分)、健康(食品和药品中化学成分)、工业(如金属材料化学成分)及天然气的化学计量领域,使化学计量在全球环境、人类健康、国际贸易、资源开发和新材料等领域发挥重要作用。