计量单位将迎来量子化时代,在天津大学召开【vwin德赢登陆】

by admin on 2020年2月15日

9月24至25日,浙江省计量科学研究院应邀参加“第12届中日韩计量学术研讨会”。来自中、日、韩三国150多位计量测试专家参加会议。  本次会议主题为“计量测试
支撑未来发展”,内容包括“国际单位制量子化变革”、“计量测试与智能制造”、“工业计量的发展”和“计量测试团体标准促进计量测试技术发展”。11位中、日、韩专家就应对国际单位制量子化变革中日韩三国开展的研究、测量管理体系与工业发展、计量测试团体标准的修制订推动计量测试科技发展、计量测试支撑智能制造等方面做了学术报告。  近年来,浙江省计量院不断加强国际交流合作,深入推进“双一流”院所建设,突出品牌示范影响力。加拿大、韩国等国家计量院负责人带队到浙江省计量院交流访问。同时浙江省计量院选派优秀技术骨干赴国外计量机构进行研修交流,不断加强国际合作,推进融合创新。

近日,由中国计量测试学会、中国工程院信息与电子工程学部、精密测试技术及仪器国家重点实验室主办,原国家质检总局科技委计量专业技术委员会、天津计量监督检测科学院、华北理工大学协办的“2018年计量测试学术交流会”在天津大学召开。来自全国计量技术机构、科研院所、以及天津大学的师生共200余人参加了本次学术交流会议。江苏省计量院受邀参加了此次会议,当日副院长马宇明等5人出席了交流会。  大会由中国计量测试学会理事长蒲长城主持。中国工程院院士叶声华、天津大学副校长刘东志、国家市场监督管理总局计量司负责人杜跃军、天津市市场和质量监督管理委员会副主任郭成明以及中国工程院信息与电子工程学部有关领导参加会议。  此次大会的主题为:国际单位制(SI)量子化演进。学术交流会结合2018年国际单位制改革,邀请了国际法制计量组织(OIML)前主席艾伦﹒约翰斯顿先生、中国计量科学研究院书记段宇宁、中国计量科学研究院贺青、林延东、薛梓、方占军、张金涛、王军等专家,分别作了“国际单位制演变”、“计量支撑发展”、
“国际单位制变革及其对电学计量标准的影响”、“米定义的变迁及对制造计量的作用和影响”、“秒定义和世界协调时UTC”、“开尔文定义的变革及其影响”、“摩尔的重新定义”、“坎德拉的发展”等精彩的专题报告。  此次学术会议促进了江苏计量院与国内各科研机构之间的交流,同时,也让与会者更加深入地了解了国际单位制的历史发展、单位制改革的重大意义及世界计量前沿科技知识。

人们日常所用的米秒千克等计量单位,将被重新定义。记者日前从中国计量院主办的展望2025国际计量发展重大挑战国际研讨会上了解到,当前国际计量体系正在经历历史性变革,国际单位制将以量子等自然界基本常数为基础重新定义。国际计量委员会正在起草关于重新修订国际单位制的草案,且有望于2018年被国际计量大会采纳。计量将向先进制造、医学、新能源等新兴产业和领域发展,带来广泛而深刻的影响。

量子基准将取代实物基准

据了解,国际单位制是全球统一的计量单位制,是构成国际计量体系的基石。其核心是7个基本单位,即时间单位秒、长度单位米、质量单位千克、热力学温度开尔文、电流单位安培、发光强度单位坎德拉和物质的量单位摩尔。国际单位制最早形成于19世纪,伴随着科技发展,发生了多次重大变革。

中国计量院院长方向介绍,20世纪80年代开始,量子力学的发展催生了国际单位制又一次重大变革。国际计量界决定对国际单位制的7个基本单位重新定义,将其与宇宙中恒定不变的量或基本物理常数联系起来,以量子物理为基础的自然基准取代实物基准,这样就不会受到空间和时间改变的影响,测量准确度等技术指标得以大幅度提高。

此次变革的核心是计量单位量子化和量值传递扁平化。方向解释,所谓计量单位量子化,是指通过全面采用量子计量基准,大幅提高测量精度和稳定性;而量值传递扁平化则是指通过量子计量基准与信息技术的结合,使量值传递链条更短、速度更快、测量结果更准更稳。

单位米的基准是实物米尺,各个国家都有一把作为基准的米尺,而且需要溯源到国际计量局的国际米原器进行校准,以确定其准确量值。然后通过实物传递到省一级、市一级、县一级等一级级地进行校准。传递的过程越长,其精度的损失就越大。方向说,现在通过激光的波长来定义米,因为激光的频率和速度非常稳定,只要准确地测定某一种激光的频率或速度,然后以此来计算一定时间里它走过的距离,就可以定义米了。

重新定义后的米为激光在真空中1/299792458秒所走的距离,其准确度比国际米原器大幅提高,而且其复现和传递可以不受时间和环境的影响,更能满足我们不断增长的测量需求。现在的先进制造、精密制造、精准医疗等,对长度的测量需要精确到几何级,直接用激光器来校准,肯定比传统方式要更精确。方向说。

精准计量催生新技术

近年来,国际单位制重新定义的相关工作已取得了重要进展,目前仅剩一个基本单位千克,定义仍沿用实物基准。为实现用基本物理常数和量子技术重新定义千克,包括中国计量院在内的许多国家计量院已经开展了多年实验研究。

作为国际单位制的基础、核心和关键,时间频率基准已率先完成量子化变革,其定义从天文时转变为基于原子能级跃迁的原子时,测量精度立刻提升了1000万倍以上。正是基于时间定义的量子化变革,实现了卫星导航定位,其精度达到了厘米级别。时间定义的变革还快速催生长度、电学、温度、质量等单位的重新定义。如米就是建立在秒的量子化变革基础上,定义为激光在真空中三亿分之一秒所走距离,使长度测量进入原子级别。

伴随测量精度大幅提升,一大批革命性的新技术由此诞生,带来产业的跨越式发展。如精准测量支撑了纳米技术和石墨烯的应用、提升了先进制造中航空发动机的精度、推动了精准医疗产业的发展、决定了核潜艇侦测和隐身技术的竞争成败等。方向介绍。

据国际计量委员会主席白瑞英格利斯在研讨会上介绍,国际计量委员会正在起草关于重新修订国际单位制的草案,该草案有望于2018年被国际计量大会采纳。当天的研讨会上,国际计量委员会以及美国、德国、中国等国家计量院的专家们还就国际单位制重新定义以及计量支撑工业4.0、智能电网和新能源等重要内容进行了探讨。

不过,对于单位制重新定义后对日常生活带来的影响,方向表示,米虽然还是那个米,内涵却有根本的改变,更加精准和持续改进成了其新的特质,但其细微的变化我们在日常生活中可能很难感受得到。这些变化对新兴产业的发展,对人类认识和改造自然有着不可估量的作用。

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