第5课时-第二章-计量综合知识-第一节-量和单位.doc

第二章计量综合知识本章重点讲解综合通用知识，量和单位的应用，关于测量、计量学、测量结果、测量仪器、测量标准方面的知识，包括被测量、影响量、测量误差、测量精准度、测量不确定度等描述测量结果的术语和示值误差、最大允许误差、分辨力、灵敏度等描述测量仪器特性的术语应用第一节：量和单位知识点一：量和量值一、量和量值量和单位二、量制、量纲和量纲为一的量三、计量单位和单位制（一）量1．量的概念（1）量的基本概念量是指“现象、物体和物质的特性，其大小可用一个数和一个参照对象表示”在表示量的大小时，参照对象可以是一个计量单位、测量程序、标准物质或其组合量可指一般量和特定量（表2-1）（2）序量定义：由约定测量程序定义的、与同类的其他量可按大小排序的量称序量例：洛氏c标尺硬度、石油燃料乙烷值、里氏标尺地震强度特点：序量只能写入经验关系式，它不具有计量单位或量纲序量之间无代理运算关系，序量的差值或比值没有物理意义序量按序量值标尺排序3）同重量和同类量同种量：在计量学中把可直接相互进行比较的量，如宽度、厚度、周长、波长为同种量同类量：若干同重量组合在一起为同类量，如功、热量、能量2．量的符号(1)量的符号①量的符号通常是单个拉丁字母或希腊字母，如面积的符号a，力的符号f，波长的符号λ等。

②一个给定的符号可表示不同量，如符号q即表示电荷也表示热量③量的符号都必须用斜体表示例题】下列对量的符号表示错误的有（）a.当下标是阿拉伯数字、数学符号、元素符号、化学分子式时，用正体表示b.量的符号的下标可以是单个或多个字母c.同一个量有不同的应用或要表示不同的值d.用物理量的符号以及用表示变量、坐标和序号的字母作为下标时，下标字体用斜体字母，其他下标用斜体答案：d（二）量值1．量值的含义量值全称量的值，简称值，是指“用数和参照对象一起表示的量的大小”量值与量的关系：量是指对象、物体和物质的特性，量值是指量的大小量值的表示形式：冒号前为特定量的名称，冒号后为该特定量的量值例如：①给定秆的长度：5.34m或534cm②给定物体的质量：0.152kg或152g③给定弧的曲率：112m-1④给定样品的摄氏温度：-5℃⑤在给定频率上给定电路组建的阻抗（其中j是虚数单元）：（7+3j）ω⑥给定玻璃样品的折射率：1.52⑦给定样品的洛氏c标尺的硬度（150kg负荷下）：43.5hrc（150kg）⑧铜样品中镉的质量分数：3μg/kg或310-9⑨水样品中溶质pb2+的质量摩尔浓度：176mmol/kg⑩在给定血浆样本中任意镥亲菌素的物质的量浓度（世界卫生组织国际标准80/552）50国际单位/i上述例中①②③④⑤⑨中参照对象是计量单位，⑦表示参照对象是测量程序，⑩参照对象是标准物质，⑥不表示参照对象2．量值的表达量值应该正确表达，如18℃～20℃或(18～20)℃，但不能表示为18～20℃，因为18是数字，不能与量值等同使用。

例题】下列对于一块接线板，额定电压和电流时，（　　）表示正确a.150-240v,5-10ab.150v-240v,5a-10ac.(150-240)v,(5-10)ad.(150-240)伏[特]，（5-10）安[培]答案：bc知识点二：量制、量纲和量纲为一的量（一）量制1、含义量制是指“彼此间由非矛盾方程联系起来的一组量”也可以说，量制是在科学技术领域中约定选取的基本量和与之存在确定关系的导出量的特定组合2、表示形式量制通常以基本量符号的组合作为特定量制的缩写名称，如基本量为长度(l)、质量(m)和时间(t)的力学量制的缩写名称为l，m，t量制二）量纲量纲：“是指给定量与量制中各基本量的一种依存关系，它用与基本量相应的因子的幂的乘积去掉所有数字因子后的部分表示”量纲以大写的正体罗马字母表示2．量纲的表示（量纲的符号为dim）导出量量纲的约定符号是由该导出量定义的基本量量纲的幂的乘积表示量q的量纲表示为dim q例如：在国际量制中，力（量的符号f）的量纲表示为dimf=lmt-2dim可以是正数、负数或零在导出某量的量纲时不考虑标量、向量或张量特性量纲仅表示量的构成，而不表示量的性质。

在给定量制中，同类量具有相同的量纲，不同量刚的量通常不是同类量，但具有相同量纲的量不一定是同类量q= lαmβtγ，其中α，β，γ，称为量纲指数,例如：国际量制中，功和力矩具有相同的量：l2mt-2但是完全不同性质的量量纲的意义在于定性地表示量与量之间的关系，尤其是基本量和导出量之间的关系量纲是一个量的表达式，在实际工作中，任何科技领域中的规律、定律，都可通过各有关量的函数式来描述通过量纲可得出任何一个量与基本量之间的关系，以及检验量的表达式是否正确如果一个量的表达式正确，则其等号两边的量纲必然相同，通常称它为“量纲法则”利用这个法则可用来检查物理公式的正确性例如冲量ft=m(v2–v1)，其等号左边的量纲为dim( ft)=lmt-1；等号右边的量纲是dim[m(v2–v1)]= lmt-1，两边具有相同的量纲，表明上述公式是正确的三）纲量为一的量又称为无量纲量“在其量纲表达式中与基本量相对应的因子的指数均为零的量”量纲为一的量的测量单位和值均是数，如平面角、质量分数、折射率等实数是量纲为一的量，如线圈的圈数、量子系统能级的衰退这些量并不是没有量纲，只不过它的量纲指数皆为零由于任何指数为零的量皆等于1，所以量纲为1的量，也就是无量纲量，无量纲量也称为量纲为1的量。

知识点三：计量单位和单位制（一）计量单位1．计量单位的概念计量单位是“根据约定定义和采用的标量，任何其他同类量可与其比较使两个量之比用一个数表示”计量单位也叫做测量单位计量单位用约定赋予的名称和符号表示量纲为一的量的计量单位是数例题】下列单位的国际符号中，不属于国际单位制的符号是__a___　　a．t；　　b．kg；　　c．ns．　　d． μm答案：a4．一贯导出单位 (1)一贯导出计量单位“可由比例因子为1的基本单位幂的乘积表示的导出单位”称为一贯导出计量单位，简称为一贯单位在国际单位制中，全部导出单位都是一贯单位，如力的单位牛顿，1n= l kgms-2；功、能的单位焦耳，1j=1nm；电压单位伏特，1v=lωα等5.倍数单位和分数单位倍数单位：指给定计量单位乘以大于1的整数得到的计量单位例如：兆赫是赫兹的十进倍数单位分数单位：指给定计量单位除以大于1的整数得到的计量单位例如：毫米、微米是米的十进分数单位其中千(103)、兆（lo6）是倍数单位的si词头，毫(lo-3)和微(10-6)是分数单位的si词头k、m、m和μ为词头的国际符号，千、兆、毫和微为词头的中文符号si词头为10的幂，不可用于2的幂。

6．制外计量单位“不属于给定单位制的计量单位”称为制外计量单位，简称制外单位例如：如时间单位的分( min)、时(h)、天（日）(d)，以及表示体积单位的升(l)和质量单位吨(t)等二）计量单位制和国际单位制(si)1．单位制“对于给定量制的一组基本单位、导出单位、其倍数单位和分数单位及使用这些单位的规则又称计量单位制同一量制可以有不同的单位制，因基本单位选取的不同，单位制也就不一样常用国际单位制：mks制、cgs制、mts制、mkgfs制2．国际单位制( si)国际单位制缩写si，由国际计量大会批准采用的基于国际量制的单位制，包括单位名称和符号、词头名称和符号及其使用规则 (1)米制的建立米制是国际上最早建立的一种计量单位制度在1791年经法国科学院的推荐，法国国民代表大会确定了以长度单位米为基本单位的计量制度当时米的定义是地球子午线长的四千万分之一，这也就是米的最初定义规定了面积的单位是平方米，体积的单位为立方米 1875年5月20日由17个国家的代表签署了《米制公约》，为米制的传播和发展奠定了国际基础由各签字国的代表组成的国际计量大会( cgpm)是米制公约的最高组织形式，下设国际计量委员会( cipm)，其常设机构为国际计量局(bipm)，局址设在巴黎。

1889年召开了第一届国际计量大会，米制公约正式成员国已发展到51个我国于1977年加入《米制公约》2)国际单位制(si)的形成1960年第十一届国际计量大会决定把以上述六个单位为基本单位的实用计量单位制命名为“国际单位制”，并规定其国际符号为“si”1974年第十四届国际计量大会决定增加将物质的量的单位摩尔作为基本单位目前国际单位制共有七个基本单位国际单位制在科学技术的发展中产生，它也将随着科学技术的发展而不断发展和完善国际单位制的定义：以米、千克、秒、安培、开尔文、坎德拉和摩尔七个单位为基本单位的实用计量单位制例题】下列（）属于国际单位制的特点a.合理性b.客观性c.科学性d.简明性e.完整性答案：acd【例题】国际单位制坚持“一个量对应一个单位”的原则，说明它具有（）特点a.统一性b.简明性c.合理性d.科学性答案：c①si基本单位（掌握名称和符号）国际单位制选择了彼此独立的七个量作为基本量，即长度、质量、时间、电流、热力学温度、物质的量和发光强度对每一个量分别定义了一个单位，称为基本单位，si基本单位见表2-3例题】下列（）不是国际单位制的基本单位a.电流b.时间c.热力学温度d.距离答案：db．质量单位——千克(kg)千克是质量的si单位名称，其国际符号为“kg”，中文符号为千克。

定义是：“千克是质量单位，等于国际千克原器的质量质量单位采用1立方分米的水在最大密度(4℃)时的质量，叫它为l千克在国际单位制基本单位中，千克是惟一的实物基准它的缺点是易磨损，表面也会污染，这些都造成了千克原器质量的不稳定c．时间单位——秒(s)秒是时间的si单位名称1967年第十三届国际计量大会决定采用现在的秒的定义，称它为原子时从而使秒的复现不确定度达到10-15量级，相当于三千万年只差一秒，是目前所有计量单位中复现准确度最高的d．电流单位——安培(a)安培是国际单位制中电流的si单位名称，其定义是：“在真空中，截面积可忽略的两根相距1m的无限长平行圆直导线内通以等量恒定电流时，若导线间相互作用力在每米长度上为210-7n，则每根导线中的电流为1ae.热力学温度单位——开尔文(k)开尔文是国际单位制中热力学温度的si单位名称，它的定义是：“热力学温度开尔文是水三相点热力学温度的1/273.16水的三相点是指水的固态、液态和汽态三相间平衡时所具有的温度水的三相点温度为0.01℃水的三相点温度和三相点压力是唯一确定的热力学温度单位开尔文是在1954年第十届国际计量大会上正式定义的，当时叫“开氏度”(k)。

1967年第十三届国际计量大会上决定改为开尔文(k)但在日常生活中，一般都用摄氏度表示，如天气温度、实验室温度等f.物质的量单位——摩尔( mol)摩尔是物质的量的si单位名称，用于表示物质的量，其国际符号为mol，中文符号为摩1971年第十。