计量单位
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作者: 李洪松
一、概 述
在测量中,人们总是用数值和测量单位(在我国,又称为计量单位)的乘积来表示被测量的量值。所谓计量单位,是指为定量表示同种量的大小而约定地定义和采用的特定量。为给定量值按给定规则确定的一组基本单位和导出单位,称为计量单位制。
法定计量单位是指由国家法律承认、具有法定地位的计量单位。实行法定计量单位是统一我国计量制度的重要决策。它将彻底结束多种计量单位制在我国并存的现象,并与国际主流相一致。
我国《计量法》规定:“国家采用国际单位制。国际单位制计量单位和国家选定的其他计量单位,为国家法定计量单位。”
国际单位制是我国法定计量单位的主体,所有国际单位制单位都是我国的法定计量单位。国际标准ISO 1000规定了国际单位制的构成及其使用方法。我国规定的法定计量单位的使用方法,包括量及单位的名称,符号及其使用、书写规则,与国际标准的规定一致。
国家选定的作为法定计量单位的非国际单位制单位,是我国法定计量单位的重要组成部分,具有与国际单位制单位相同的法定地位。
国际标准或有关国际组织的出版物中列出的非国际单位制单位(选人我国法定计量单位的除外),一般不得使用。若某些特殊领域或特殊场合下有特殊需要,可以使用某些非法定计量单位,但应遵守相关的规定。
二、法定计量单位的构成
国际单位制是在米制的基础上发展起来的一种一贯单位制,其国际通用符号为“SI”。它由SI单位(包括SI基本单位、SI导出单位),以及SI单位的倍数单位(包括SI单位的十进倍数单位和十进分数单位)组成,具有统一性、简明性、实用性,合理性和继承性等特点。SI单位是我国法定计量单位的主体,所有SI单位都是我国的法定计量单位。此外,我国还选用了一些非SI的单位,作为国家法定计量单位。
我国法定计量单位的构成如下:
(1)SI基本单位共7个。
(2)包括SI辅助单位在内的具有专门名称的SI导出单位共21个。
(3)由SI基本单位和具有专门名称的SI导出单位构成的组合形式的SI导出单位;
(4)SI单位的倍数单位包括SI单位的十进倍数单位和十进分数单位,构成倍数单位的SI词头共20个。
(5)国家选定的作为法定计量单位的非SI单位共16个。
(6)由以上单位构成的组合形式的单位。
(一)Sl基本单位
米、秒、千克、安培、坎的拉、开尔文、摩尔、7个SI基本量的基本单位,它们是构成SI的基础。
(二)SI导出单位
SI导出单位是用SI基本单位以代数形式表示的单位。这种单位符号中的乘和除采用数学符号。它由两部分构成:一部分是包括SI辅助单位在内的具有专门名称的SI导出单位;另一部分是组合形式的SI导出单位,即用SI基本单位和具有专门名称的SI导出单位(含辅助单位)以代数形式表示的单位。
某些SI单位,例如力的SI单位,在用sI基本单位表示时,应写成kg m/s2。这种表示方法显然比较繁琐,不便使用。为了简化单位的表示式,经国际计量大会讨论通过,给它以专门的名称――牛[顿],符号为N。类似地,热和能的单位通常用焦[耳](J)代替牛顿米(N m)和kg m2/S2。这些导出单位,称为具有专门名称的SI导出单位。
电离辐射、医疗卫生领域中的某些量,涉及人类健康和安全防护。这些量的量纲相同,或具有与其他量相同的量纲,因此,用SI基本单位表示这些量的SI导出单位时,也具有相同的形式。为了便于区分不同的物理量,避免使用时混淆而造成事故,这些量的SI导出单位也被赋予专门的名称。例如:吸收剂量、比授[予]能及比释动能的单位,通常用戈[瑞](Gy)代替焦耳每千克(J/kg),剂量当量单位则用希[沃特]代替焦耳每千克(J/kg)。
SI单位弧度(rad)和球面度(sr),称为SI辅助单位,它们是具有专门名称和符号的量纲为一的量的导出单位。例如:角速度的SI单位可写成弧度每秒(rad/s)。
电阻率的单位通常用欧姆米(Ω m)代替伏特米每安培(v m/A),它是组合形式的SI导出单位之一。
(三)SI单位的倍数单位
在SI中,用以表示倍数单位的词头,称为SI词头。它们是构词成分,用于附加在SI单位之前构成倍数单位(十进倍数单位和分数单位),而不能单独使用。
表5,2-3共列出20个SI词头,所代表的因数的覆盖范围为10-24-1024。
词头符号与所紧接着的单个单位符号(这里仅指SI基本单位和SI导出单位)应视作一个整体对待,共同组成一个新单位,并具有相同的幂次,而且还可以和其他单位构成组合单位。例如:Icm3=(10-2m)3=0-6m3。1μs-1=(10-6s)-1=106s-1,1mm2/s=(10-3m)2/s=10-6m2/s。
由于历史原因,质量的SI基本单位名称“千克”中已包含SI词头,所以,“千克”的十进倍数单位由词头加在”克”之前构成。例如:应使用毫克(mg),而不得用微千克(μkg)。
(四)可与SI单位并用的我国法定计量单位
由于实用上的广泛性和重要性,在我国法定计量单位中,为11个物理量选定了16个与SI单位并用的非SI单位,如表5.2-4所示。其中10个是国际计量大会同意并用的非sI单位,它们是:时间单位――分、[小]时,日(天),[平面]角单位――度、[角]分、[角]秒;体积单位――升;质量单位――吨和原子质量单位,能量单位一一电子伏。另外6个,即海里、节、公顷、转每分、分贝、特[克斯],则是根据国内外的实际情况选用的。
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