了得網圖書_2018-2019計量學學科發展報告

精彩書摘

《2018-2019計量學學科發展報告》：
（二）端度（量塊）與線紋
1.端度（量塊）
由於國際上端度計量發展的需求不足，在量塊高端研究方面的動力缺乏。但是由於我國制造業的大力發展，特別是高端制造和進口替代的需求增長迅猛，端度計量研究仍有很多工作要做。
盡管我國的端度計量的在各個方面已經處於世界先進水平，但是很遺憾，在量塊的向下傳遞鏈上卻沒有太大的進步。也就是我國制造業，特別是與幾何量計量緊密相關的機械制造業水平沒有很大的提升。因此，我們今後的工作重點應該在提升量塊的使用水平上。研究對於不同使用需求的量塊進行不同的檢測校準，進行使用量塊進行儀器校準方面的更準確、更實用的方法研究和推廣。
2.線紋
線紋工作基準作為國家線紋量值溯源的源頭，其主要應用為代表國家參加國際比對實現線紋間距參量與國際接軌和校準高精度的線紋尺、高精度測長儀器。因其能夠實現一維高精度的測長和線紋高精度對準。除了現有的線紋對準，拓展其他對準應用，發揮其測高精度測長功能，實現其高精度的面間距和球體間距的多功能測量應用意義明顯。另外，線紋工作基準的長度測量精度受限於空氣中測長精度的限制，要提高線紋工作基準測長的精度水平需要采用真空干涉測長方式，這是目前線紋工作基準的國際發展趨勢。
在二維線紋計量上，一方面測量範圍不能滿足大尺寸測量儀器溯源的需要，另一方面當前的靜態測量方法中，測量速度和效率是目前面臨的最大問題。測量點受測量速度及溫漂的影響，無法滿足全尺寸測量需求。因此，開展大尺寸網格坐標溯源方法及基於動態掃描精準定位的快速高精度測量研究，實現網格全尺寸快速校準及溯源，是當前二維線紋的發展趨勢。
（三）空間計量
坐標測量技術是幾何量測量技術的發展趨勢，各種不同坐標測量原理的設備已經在市場上廣泛獲得應用。通用的坐標測量機可以代替大部分的傳統測量手段。專用的齒輪測量中心已經完全替代了傳統的齒輪測量儀器，可以提供包括變位齒輪在內的檢測功能。激光跟蹤儀、激光掃描儀、影像測量儀器等解決了大型工件的檢測和快速檢測的需求。
目前工業界為了解決坐標測量設備的溯源，通常利用測量繫統分析方法，利用統計技術實現測量儀器適應性的評估。隨著測量精度的提升，測量儀器引入的不確定度與公差之比越來越大。產品質量控制的精細管理需要基於測量結果的不確定度層面的質量風險評估。坐標測量技術中點測量獲得數據的測量不確定度與測量策略關繫極大，造成不確定度評定的困難。今後在通用的不確定度評定方法研究和推廣方面將有巨大需求。
（四）大長度計量
1.野外基線計量技術將向更大範圍／復雜環境條件方向拓展
野外基線是測繪導航行業的量值源頭，標準基線建立在野外，距離較長、受環境因素影響，提高野外基線測量精度是大長度研究難點，保證基線量值的準確可靠對於地理信息行業量值和國家長度標準統一具有重要意義。近年來在新型激光、環境傳感器和光電技術方面，新的測量方法和儀器裝置不斷出現。
隨著激光技術、光電技術的發展，高精度的精密測量儀器、新的測量方法和測量裝置不斷湧現。德國PTB和中國計量院研制了基線環境監測繫統，為光電測距、激光測距儀器提供了空氣折射率實時補償。中國計量院利用μ-base高精度測距儀進行了野外基線量值溯源實驗，達到了很好的重復性。德國PTB研制了多波長激光干涉絕對測距儀實現了空氣折射率的自補償，芬蘭MIKES研制了光譜法測溫技術用於大範圍長度測量。中國計量院、天津大學、德國PTB利用飛秒激光頻率梳研究新一代野外基線量值溯源裝置。隨著新技術、新裝置的不斷發展，野外基線計量基線發展，精度有望進一步提高，為測繪、導航、航空、大地監測等領域提供量值溯源服務。
2.大尺寸坐標計量向更高精度／更高效率方向發展
近年來，伴隨著高精度和高效率的坐標測量儀器的研制和測量方法的不斷改善，我國大尺寸坐標測量精度、測量效率得到了不斷提升，大尺寸計量技術不斷發展完善，整體朝著高精度測量、高效率測量、大空間組合測量的方向發展。
在航空航天、汽車艦船等大尺寸工業領域都需要準確的大尺寸計量，因此利用大尺寸坐標測量儀器建立測量繫統對大尺寸裝置實現精確、高效計量至關重要。在滿足現行國際標準的前提下，正確並高效率地對繫統空間測量不確定度進行評定成為人們關注的熱點問題，逐步實現更精確、高效率、低成本的大尺寸測量手段成為研究人員和用戶共同追求的目標。
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前言/序言

當今世界正經歷百年未有之大變局。受新冠肺炎疫情嚴重影響，世界經濟明顯衰退，經濟全球化遭遇逆流，地緣政治風險上升，國際環境日益復雜。全球科技創新正以前所未有的力量驅動經濟社會的發展，促進產業的變革與新生。
2020年5月，習近平總書記在給科技工作者代表的回信中指出，“創新是引領發展的第一動力，科技是戰勝困難的有力武器，希望全國科技工作者弘揚優良傳統，堅定創新自信，著力攻克關鍵核心技術，促進產學研深度融合，勇於攀登科技高峰，為把我國建設成為世界科技強國作出新的更大的貢獻”。習近平總書記的指示寄托了對科技工作者的厚望，指明了科技創新的前進方向。
中國科協作為科學共同體的主要力量，密切聯繫廣大科技工作者，以推動科技創新為己任，瞄準世界科技前沿和共同關切，著力打造重大科學問題難題研判、科學技術服務可持續發展研判和學科發展研判三大品牌，形成高質量建議與可持續有效機制，全面提升學術引領能力。2006年，中國科協以推進學術建設和科技創新為目的，創立了學科發展研究項目，組織所屬全國學會發揮各自優勢，聚集全國高質量學術資源，凝聚專家學者的智慧，依托科研教學單位支持，持續開展學科發展研究，形成了具有重要學術價值和影響力的學科發展研究繫列成果，不僅受到國內外科技界的廣泛關注，而且得到國家有關決策部門的高度重視，為國家制定科技發展規劃、謀劃科技創新戰略布局、制定學科發展路線圖、設置科研機構、培養科技人纔等提供了重要參考。
2018年，中國科協組織中國力學學會、中國化學會、中國心理學會、中國指揮與控制學會、中國農學會等31個全國學會，分別就力學、化學、心理學、指揮與控制、農學等31個學科或領域的學科態勢、基礎理論探索、重要技術創新成果、學術影響、國際合作、人纔隊伍建設等進行了深入研究分析，參與項目研究和報告編寫的專家學者不辭辛勞，深入調研，潛心研究，廣集資料，提煉精華，編寫了31卷學科發展報告以及1卷綜合報告。綜觀這些學科發展報告，既有關於學科發展前沿與趨勢的概觀介紹，也有關於學科近期熱點的分析論述，兼顧了科研工作者和決策制定者的需要；細觀這些學科發展報告，從中可以窺見：基礎理論研究得到空前重視，科技熱點研究成果中更多地顯示了中國力量，諸多科研課題密切結合國家經濟發展需求和民生需求，創新技術應用領域日漸豐富，以青年科技骨干領銜的研究團隊成果更為凸顯，舊的科研體制機制的藩籬開始打破，科學道德建設受到普遍重視，研究機構布局趨於平衡合理，學科建設與科研人員隊伍建設同步發展等。
在《中國科協學科發展研究繫列報告（2018-2019）》付梓之際，衷心地感謝參與本期研究項目的中國科協所屬全國學會以及有關科研、教學單位，感謝所有參與項目研究與編寫出版的同志們。同時，也真誠地希望有更多的科技工作者關注學科發展研究，為本項目持續開展、不斷提升質量和充分利用成果建言獻策。

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