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国际计量局

国际计量局协调国际计量标准,维护参考时间尺度,并支持全球测量结果的可比性。

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国际计量局通常以其法语缩写 BIPM 为人所知,是一个成立于1875年的政府间组织,旨在促进计量学(研究测量的科学)领域的国际合作。其总部位于法国巴黎附近圣克卢公园内的布勒特伊馆,为参与国维持共同的计量体系提供制度和科学框架。其职责涵盖国际单位制(SI)、国际参考时间尺度以及各国计量标准的比对。成员国共同承担其活动经费。(bipm.org)

起源与历史发展

国际计量局依据米制公约设立,该公约由十七个国家的代表于1875年5月20日在巴黎签署。公约确立了一个常设组织、共同治理框架,以及国际计量工作的经费安排。1921年,公约经过修订,使国际计量局的工作范围和职责不再局限于最初侧重的长度和质量标准。(bipm.org)

国际计量局早期的工作主要围绕米和千克的国际原器及各国原器展开。1889年,第一届国际计量大会(CGPM)批准采用铂铱合金制成的国际原器。各国的副本可与这些参考原器进行比对,从而为不同国家的测量建立共同基础。自那时起,国际计量局一直保存着国际千克原器。直到2019年5月20日,质量单位都由这一实物原器定义。(bipm.org)

此后,该组织的职能从保管实物原器,逐步扩展到协调以实验、原子性质和基本常数为基础的计量体系。国际计量大会于1960年正式确立国际单位制;国际计量局负责出版其权威说明文件《国际单位制手册》。(bipm.org)

治理与国际参与

在组织架构上,国际计量局的科研和行政运作与两个治理机构的职能相互区分。国际计量大会汇集成员国代表团,就国际计量体系作出决策。国际计量委员会(CIPM)由十八位不同国籍的委员组成,在国际计量大会授权下指导和监督国际计量局。该委员会协调科研工作、拟订建议,并向参与国政府报告行政和财务情况。(nist.gov)

按专业领域设立的咨询委员会汇集专家,处理技术问题并协调比对工作。这些委员会的活动将国际计量局与国家计量院及其他专业实验室联系起来。加入《米制公约》的国家成为成员国;此外还设有附属成员类别,允许更多国家和经济体参与部分活动,包括国际互认框架下的活动。(bipm.org)

国际单位制与单位的实现

国际计量局支持国际单位制的发展、实际实现和推广,但该体系的变更须由国际计量大会通过,而非由国际计量局的实验室单方面决定。《国际单位制手册》载明定义、符号、词头,以及量和单位的表述惯例,旨在为科学、技术、工业和国际贸易提供统一的计量语言。(bipm.org)

2019年5月20日,一项重大修订正式生效,以七个定义常数的固定数值来定义国际单位制。这些常数包括光速、普朗克常数、元电荷、玻尔兹曼常数和阿伏伽德罗常数。此次修订消除了千克对单一实物原器质量的依赖,同时明确区分了单位的定义与实现:实验室可以通过适当的实验方法实现某一定义,而由此得到的测量结果仍具有不确定度。(bipm.org)

实验室服务与比对

国际计量体系依赖各国实验室维持的标准。国际计量局针对部分量提供校准和比对服务,帮助各机构将其标准与国际认可的参考标准相衔接。其技术工作包括电学和质量计量、化学测量、辐射剂量测量、放射性核素测量以及时间尺度。(bipm.org)

比对在考虑各项标准的测量不确定度的基础上,确定独立维持的标准之间的一致程度。这些工作支持计量溯源性以及实验室能力的认可。在辐射计量领域,国际计量局对剂量测量和放射性测量的基准进行比对;在化学计量领域,其服务包括气体测量和有机分析。因此,其工作远远超出了传统意义上的“度量衡”范畴。(bipm.org)

国际时间计量

国际计量局利用世界各地参与实验室提供的时钟和时间传递数据,计算国际原子时(TAI)。国际原子时是一种连续的原子时间尺度,以国际单位制秒的实现为基础。协调世界时(UTC)由国际原子时通过引入闰秒得到,以保持与基于地球自转的时间大致一致。(bipm.org)

协调世界时并非由单一主时钟产生。参与机构维持各自本地的实时实现,记为 UTC(k),国际计量局则在每月发布的《T通报》中公布它们与协调世界时的差值。这使实验室能够建立对国际参考时间尺度的溯源性。协调世界时为导航、电信、科研设施和数字系统的同步提供支持。(bipm.org)

测量能力的相互认可

1999年建立的国际计量委员会互认安排,为认可各国计量标准以及参与机构签发的校准和测量证书提供了框架。它将国际比对与测量能力的评估和公布相结合。(bipm.org)

国际计量局的关键比对数据库记录比对结果和获得国际认可的校准和测量能力。数据库条目须在互认安排框架内经过审查和批准。这些记录列明参与机构能够提供的服务及其相应的比对证据,使国际认可的技术依据能够供公众查阅。(bipm.org)