BIPM概況

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TBT綜合知識

國際組織與合格評定

時間: 2020-10-28

1. 成立背景
國際計(jì)量局（Bureau International des Poids et Measures, BIPM）是根據(jù)1875年的《米制公約》建立的。米制公約(Convention of the Metre) 是一個有關(guān)計(jì)量的外交協(xié)議，最早于1875年由17個國家的代表在巴黎簽署，1921年稍做修改。
自問世以來，米制公約一直是世界上所有關(guān)于計(jì)量單位國際協(xié)議的基礎(chǔ)。米制公約設(shè)置了國際計(jì)量大會(CGPM) 、國際計(jì)量委員會( CIPM) 和國際計(jì)量局(BIPM) 等組織機(jī)構(gòu)，并賦予它們處理全球計(jì)量事務(wù)的使命，尤其是滿足建立準(zhǔn)確度日益提高、測量范圍不斷擴(kuò)展和多樣性逐漸增加的計(jì)量基、標(biāo)準(zhǔn)，以及演示國家計(jì)量基、標(biāo)準(zhǔn)等效性的需求。BIPM是由米制公約創(chuàng)建的，它受CIPM的唯一監(jiān)督，而CIPM本身則是由CGPM授權(quán)的。正是通過這種永久性的組織結(jié)構(gòu)，確保各成員國政府能夠在與計(jì)量單位有關(guān)的所有事務(wù)上保持一致。BIPM現(xiàn)有51個成員國，其中包括所有主要的工業(yè)化國家。BIPM的總部設(shè)在法國巴黎，其經(jīng)費(fèi)來源于米制公約各成員國，并接受CIPM 的監(jiān)督。

2. 任務(wù)

國際計(jì)量局的任務(wù)是為在世界范圍內(nèi)建立單一和一貫的、且溯源到國際單位制(SI) 的測量體系提供基礎(chǔ)。為此，它的任務(wù)形式多種多樣，包括某些計(jì)量基、標(biāo)準(zhǔn)的建立，維護(hù)和傳遞（如質(zhì)量和時間單位的直接傳遞) ，以及國家計(jì)量基、標(biāo)準(zhǔn)國際比對的組織和協(xié)調(diào)(如長度、電學(xué)、輻射度學(xué)和電離輻射領(lǐng)域)。作為各國國家計(jì)量院之間合作的協(xié)調(diào)人，BIPM的另一項(xiàng)任務(wù)是開展CIPM咨詢委員會的工作，以協(xié)調(diào)世界范圍內(nèi)研究和提高計(jì)量基、標(biāo)準(zhǔn)的活動。

3. 科學(xué)工作
BIPM主要開展以下7個領(lǐng)域的科學(xué)工作。

激光波長和頻率標(biāo)準(zhǔn)

在長度領(lǐng)域，BIPM的主要工作是開展與各國國家計(jì)量院之間的激光波長和頻率標(biāo)準(zhǔn)的比對。這些標(biāo)準(zhǔn)都是按照1997年CIPM所采用的米的定義來復(fù)現(xiàn)米的裝置。

質(zhì)量

質(zhì)量單位的傳遞方式，主要是通過與BIPM工作標(biāo)準(zhǔn)或國際原器正式復(fù)制品的比對，來校準(zhǔn)各國國家千克原器標(biāo)準(zhǔn)，而BIPM工作標(biāo)準(zhǔn)和國際原器的復(fù)制品則每隔一段較長的時間與國際原器比對一次。自1889年以來，這種與國際原器的比對共進(jìn)行過三次，間隔約40年。在最近的一次比對中(1988 年—1992 年) ， BIPM的工作標(biāo)準(zhǔn)和正式復(fù)制品，并且通過它們，34個國家的國家原器，在BIPM與國際原器進(jìn)行了比對。所獲得的相對不確定度約為10-7。不銹鋼的國際標(biāo)準(zhǔn)也同時進(jìn)行了校準(zhǔn)，這是通過與BIPM工作標(biāo)準(zhǔn)的比對完成的。
此外，BIPM 目前還開展以下幾方面的研究：空氣密度測量；Pt/Ir 標(biāo)準(zhǔn)清洗后的再污染；稱重過程中磁性的影響；使用新型扭矩天平測定萬有引力的牛頓常數(shù)。

時間

    世界范圍廣泛使用的實(shí)用時標(biāo)包含兩個要素:時間單位的復(fù)現(xiàn)和連續(xù)的時間參考。目前所采用的時間參考是國際原子時(TAI)，這是2000年在BIPM 利用50多個國家實(shí)驗(yàn)室的約200臺原子鐘的數(shù)據(jù)計(jì)算出來的。由于所用的是世界上最好的銫頻標(biāo)的數(shù)據(jù)，所以，TAI的標(biāo)度單位與SI單位秒非常接近。
    TAI是一種不變和穩(wěn)定的時標(biāo)，無法反應(yīng)出地球自轉(zhuǎn)微弱的不規(guī)則變化。另一種廣泛實(shí)用的時標(biāo)是協(xié)調(diào)世界時(UTC)，它能反應(yīng)地球自轉(zhuǎn)的長期不規(guī)則變化。UTC與TAI基本一致，只是需要不定期地加上落后的1s，以確保太陽于正午時刻穿過格林威治子午圈的時間偏差不超過0.9 s。
    利用全球定位系統(tǒng)(GPS)衛(wèi)星以及最近研制的雙路衛(wèi)星時間頻率傳遞系統(tǒng)(TWSTFT)，可以在全世界范圍進(jìn)行時鐘比對，以提供計(jì)算TAI所需的數(shù)據(jù)。時鐘比對中GPS共視C/A碼的應(yīng)用以及TWSTFT與時鐘的比對，再加上更穩(wěn)定的商用銫頻標(biāo)的問世，使得在過去20年中，時間數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度己提高了近兩個數(shù)量級。
    BIPM還開展了其他一些時間頻率傳遞方法的研究。

電學(xué)

自宏觀量子效應(yīng)引入電學(xué)計(jì)量中以來，即1990年1月1日采用約瑟夫森常數(shù)KJ-90 和克里青常數(shù)RK-90的約定值以來，世界范圍內(nèi)電學(xué)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的一致性有了很大的提高。對于BIPM來說，這兩種宏觀量子效應(yīng)在電學(xué)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用，改變了國際最高水平的電學(xué)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)國際比對的方式。
除國際比對外，對各國國家計(jì)量院的電學(xué)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn)也一直是BIPM的主要任務(wù)之一。

光度和輻射度

自1997年第16屆CGPM采用目前坎德拉的定義以來，光度和輻射度單位的復(fù)現(xiàn)方法發(fā)生了很大改變，從過去的基于鉑凝固點(diǎn)(1768 ℃) 黑體寬帶輻射，轉(zhuǎn)向現(xiàn)在利用某一特定波長絕對響應(yīng)率已知的探測器的窄帶輻射。由于流明和坎德拉的復(fù)現(xiàn)均采用探測器法，因此，現(xiàn)在光度測量和輻射度測量技術(shù)的關(guān)聯(lián)要比以前密切得多。

電離輻射

在電離輻射領(lǐng)域，BIPM的主要任務(wù)是研究、建立、維護(hù)和提高輻射劑量測量和放射性核素測量中的國際參考標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)將用于BIPM的關(guān)鍵比對中。此外，BIPM還提供國家計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的校準(zhǔn)服務(wù)。

化學(xué)

    在1971年召開的第14屆CGPM上，應(yīng)IUPAC、IUPAP和ISO等組織的要求，決定采用“摩爾”作為物質(zhì)的量的基本單位，從而使SI基本單位表變得完整起來。近年來，隨著世界經(jīng)濟(jì)的全球化，化學(xué)計(jì)量的重要性變得更加突出，國際貿(mào)易、人類健康與安全、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域都要求通過立法和標(biāo)準(zhǔn)化來保證化學(xué)測量和化學(xué)分析結(jié)果的可比性和國際溯源性。正是在這種形勢下，根據(jù)CIPM的決定，BIPM于2000年設(shè)立了化學(xué)部。
    目前，全球性的空氣污染、工業(yè)和汽車廢氣排放等問題日益嚴(yán)重，為適應(yīng)與此相關(guān)的國際、區(qū)域性和國家立法的要求，BIPM將工作重點(diǎn)首先放在氣體混合物的計(jì)量上，即和CCQM氣體分析工作組一起，開展一確保氣體標(biāo)準(zhǔn)可比性和溯源性的國際計(jì)劃。為此，BIPM的工作任務(wù)包括：作為主導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室參與臭氧濃度測量的國際比對，并提供校準(zhǔn)服務(wù)；建立臭氧濃度測量SI溯源性的國際基礎(chǔ)體系；研究和建立高準(zhǔn)確度的氣體標(biāo)準(zhǔn)比對方法。
    除上述幾個領(lǐng)域的科學(xué)工作外，為適應(yīng)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部的需求，BIPM還開展溫度、壓力和濕度測量方面的一些工作。

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