讓科技生活更"精準(zhǔn)" 解讀10項(xiàng)新國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)

2月29日，質(zhì)檢總局新發(fā)布沖擊加速度、容量、硬度、聲學(xué)等領(lǐng)域的10項(xiàng)國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)，并正式啟用。

10項(xiàng)基準(zhǔn)可歸納為四類(lèi)：一是振動(dòng)（中、高、低頻）國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)（副基準(zhǔn)）4項(xiàng)和沖擊加速度國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)2項(xiàng)，二是容量計(jì)量基準(zhǔn)1項(xiàng)，三是硬度計(jì)量副基準(zhǔn)2項(xiàng)，四是聲學(xué)計(jì)量基準(zhǔn)1項(xiàng)。它們分別是："(0.001～5000)mL容量國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)"、"中頻振動(dòng)國(guó)家基準(zhǔn)裝置"、"高頻振動(dòng)國(guó)家基準(zhǔn)裝置"、" (2*104～2*106)m/s2沖擊加速度國(guó)家基準(zhǔn)"、" (50～2*104)m/s2沖擊加速度國(guó)家基準(zhǔn)"、"耦合腔互易法聲壓基準(zhǔn)"、"金屬洛氏硬度國(guó)家副基準(zhǔn)"、"金屬表面洛氏硬度國(guó)家副基準(zhǔn)"、"低頻垂直向振動(dòng)國(guó)家副基準(zhǔn)裝置"、"低頻水平向振動(dòng)國(guó)家副基準(zhǔn)裝置"。

容量計(jì)量基準(zhǔn)：液體最低測(cè)量下限拓展至0.001毫升

液體容量?jī)x器計(jì)量基準(zhǔn)的一個(gè)重要服務(wù)領(lǐng)域?yàn)樯歪t(yī)學(xué)領(lǐng)域精密分析實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)工藝中的微量取樣準(zhǔn)確度控制。新基準(zhǔn)建立之前國(guó)家液體容量基準(zhǔn)的最低測(cè)量下限為0.5mL，但是近年來(lái)隨著上述領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，微量液體容量計(jì)量設(shè)備使用數(shù)量快速增長(zhǎng)，并且計(jì)量的容量量值已經(jīng)達(dá)到0.001mL的超微量量級(jí)。為了滿足這種新的計(jì)量和校準(zhǔn)需求，采用液體靜力稱(chēng)重法設(shè)計(jì)了新的測(cè)量系統(tǒng)，通過(guò)防蒸發(fā)勢(shì)阱、高精度稱(chēng)重比較儀和高穩(wěn)定度液體檢定介質(zhì)等技術(shù)方案的采用，將國(guó)家液體容量基準(zhǔn)的測(cè)量能力拓展至0.001mL，不確定度達(dá)到0.05μL (k=2)。

以大規(guī)模基因測(cè)序領(lǐng)域?yàn)槔鋬蓚€(gè)核心工藝流程之一就是高準(zhǔn)確度液體定容量加樣。所以，液體容量計(jì)量基準(zhǔn)測(cè)量能力的提升，有效解決了國(guó)內(nèi)生物芯片、生物制藥、免疫檢測(cè)及化學(xué)合成等領(lǐng)域的定量液體精密控制的計(jì)量校準(zhǔn)需求。

在此基礎(chǔ)上，與葡萄牙國(guó)家計(jì)量院聯(lián)合主導(dǎo)了首次微小液體容量CCM.FF.K4國(guó)際關(guān)鍵比對(duì)，大大提升了我國(guó)在液體容量計(jì)量中的地位，增強(qiáng)了在相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范制定中的話語(yǔ)權(quán)。

硬度計(jì)量基準(zhǔn)：硬度量值與國(guó)際接軌

硬度試驗(yàn)是檢測(cè)材料機(jī)械性能，保證工件強(qiáng)度，提高產(chǎn)品安全性的重要手段。洛氏硬度是應(yīng)用最普遍的力學(xué)性能檢測(cè)方式之一，對(duì)材料硬度的測(cè)試廣泛應(yīng)用在多種行業(yè)中。例如，汽車(chē)部件需要進(jìn)行硬度測(cè)試以研究其防撞性能；制造業(yè)中高精度齒輪等機(jī)械元件的制造加工需要嚴(yán)格控制材料硬度等。

最近一次的國(guó)際比對(duì)中，世界各國(guó)洛氏硬度量值比對(duì)結(jié)果相差較大，為"在世界范圍內(nèi)統(tǒng)一洛氏硬度標(biāo)尺"，2006年國(guó)際硬度工作組規(guī)范了洛氏硬度的定義。

此次發(fā)布的金屬洛氏和金屬表面洛氏硬度國(guó)家計(jì)量副基準(zhǔn)是對(duì)舊的金屬洛氏及表面洛氏硬度國(guó)家副基準(zhǔn)技術(shù)改造基礎(chǔ)上研制成功的，完全滿足國(guó)際新定義要求，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，使得洛氏硬度量值與國(guó)際接軌，對(duì)規(guī)范國(guó)內(nèi)洛氏硬度量值傳遞體系和促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。保證了國(guó)內(nèi)量值的準(zhǔn)確、可靠，可進(jìn)一步服務(wù)于機(jī)械制造業(yè)、汽車(chē)工業(yè)、國(guó)防和醫(yī)療等領(lǐng)域，成為檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量，確定合理加工工藝的重要手段，為進(jìn)一步促進(jìn)先進(jìn)制造業(yè)等相關(guān)產(chǎn)業(yè)與國(guó)際接軌起到重要的支撐作用。

振動(dòng)計(jì)量基準(zhǔn)：服務(wù)國(guó)家重大項(xiàng)目工程

振動(dòng)基準(zhǔn)具有非常廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，如航空航天、地震觀測(cè)、地質(zhì)勘探等領(lǐng)域，以及載人航天、核電裝備、微電子制造、高鐵等重大熱點(diǎn)工程。

此次研究建立的新一代振動(dòng)基準(zhǔn)組裝置在0.1Hz～50kHz范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了振動(dòng)幅值和相位的激光絕對(duì)法精確測(cè)量。實(shí)驗(yàn)室通過(guò)主導(dǎo)國(guó)際比對(duì)，為保證振動(dòng)量值全球等效一致做出重要貢獻(xiàn)的同時(shí)，也充分彰顯了我國(guó)計(jì)量科技的實(shí)力和水平。

新一代基準(zhǔn)組建立后，在國(guó)內(nèi)已為 10余家地震行業(yè)單位建立振動(dòng)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)/校準(zhǔn)裝置，用于地震預(yù)報(bào)、強(qiáng)震觀測(cè)、烈度速報(bào)的低頻振動(dòng)高精密儀器校準(zhǔn)；應(yīng)用振動(dòng)技術(shù)生產(chǎn)和開(kāi)展橋梁檢測(cè)、大型土木結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)，如上海世博會(huì)世博軸在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、世界前十大斜拉橋之一福建瑯岐閩江大橋的通車(chē)檢測(cè)、杭州錢(qián)塘江多橋等。其中在投資700多億元的港珠澳大橋項(xiàng)目中，利用振動(dòng)基準(zhǔn)中的技術(shù)研制出多臺(tái)的低頻振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)套組，測(cè)量大橋隧道段安裝對(duì)接過(guò)程管節(jié)運(yùn)動(dòng)幅度，測(cè)量頻率很低，測(cè)量幅度很小，達(dá)到幾十個(gè)微g，測(cè)量難度大，對(duì)設(shè)備儀器要求非常高。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)量，達(dá)到了項(xiàng)目的需求，為國(guó)家重大項(xiàng)目工程做出了重要的貢獻(xiàn)。

沖擊加速度計(jì)量基準(zhǔn)：全球排名第二計(jì)量

我國(guó)原有的沖擊加速度基準(zhǔn)裝置測(cè)量量程和準(zhǔn)確度遠(yuǎn)不能滿足航空航天、汽車(chē)工業(yè)、建筑工程、交通運(yùn)輸、電子產(chǎn)品可靠性試驗(yàn)等廣泛應(yīng)用和研究領(lǐng)域，以及國(guó)防兵器以及核動(dòng)力等領(lǐng)域高g值沖擊加速度量值溯源的需求。研究建立了新一代沖擊加速度基準(zhǔn)測(cè)量范圍和不確定度水平獲得極大地提升，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，部分能力達(dá)到領(lǐng)先水平。

在應(yīng)用方面，新基準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo)的提升，為航天領(lǐng)域用某型號(hào)火箭沖擊加速度計(jì)提供了量值溯源服務(wù)，解決箭載設(shè)備的抗沖擊測(cè)量問(wèn)題，確保了箭級(jí)分離過(guò)程中儀器的安全可靠；為傳感器生產(chǎn)廠家江蘇聯(lián)能測(cè)試技術(shù)有限公司研制高g值沖擊加速度傳感器提供檢測(cè)服務(wù)，為提高我國(guó)高g值傳感器產(chǎn)品質(zhì)量提供了可靠的數(shù)據(jù)。

此外，該基準(zhǔn)還將廣泛應(yīng)用于國(guó)防兵器、核動(dòng)力、汽車(chē)工業(yè)、建筑工程、交通運(yùn)輸、電子產(chǎn)品可靠性試驗(yàn)等各個(gè)領(lǐng)域，并由此填補(bǔ)相關(guān)產(chǎn)品的量傳溯源空白。

目前，在國(guó)際計(jì)量局 KCDB網(wǎng)站上我國(guó)振動(dòng)沖擊專(zhuān)業(yè)校準(zhǔn)測(cè)量能力31項(xiàng)，僅次于德國(guó)PTB(53項(xiàng))，全球排名第二。

聲學(xué)計(jì)量基準(zhǔn)：解決了次聲波量值溯源問(wèn)題

噪聲污染是國(guó)際公認(rèn)的四大污染源之一，嚴(yán)重影響人的聽(tīng)覺(jué)器官和神經(jīng)功能。發(fā)達(dá)國(guó)家早已重視對(duì)次聲頻段噪聲污染的防治，次聲測(cè)量?jī)x器的量值溯源需求日益凸顯。耦合腔互易法聲壓基準(zhǔn)是聲學(xué)計(jì)量中復(fù)現(xiàn)空氣聲聲壓的重要基準(zhǔn)，量值的準(zhǔn)確性對(duì)于環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)、產(chǎn)品噪聲測(cè)量等具有重要作用。

我國(guó)原有的耦合腔互易法聲壓基準(zhǔn)僅限于可聽(tīng)聲頻段（20 Hz以上）, 不能滿足次聲頻段（20 Hz以下）的量值溯源需求。此次發(fā)布的基準(zhǔn)將頻率范圍擴(kuò)展到2 Hz，并提高了低頻段的不確定度水平，解決了國(guó)內(nèi)空氣次聲量值的溯源問(wèn)題。

耦合腔互易法聲壓基準(zhǔn)，從無(wú)到有建立了空氣中的次聲波測(cè)量能力，在頻率范圍和測(cè)量不確定度水平上達(dá)到與英國(guó)NPL、德國(guó)PTB等發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室同等水平，解決了空氣中次聲波的量值溯源問(wèn)題。國(guó)際關(guān)鍵比對(duì)結(jié)果驗(yàn)證表明，基準(zhǔn)整體能力達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。