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第三版國際計量學詞匯(VIM)的導引簡介
VIM是指國際計量局(BIPM)聯合有關國際組織共同制定的國際計量學詞匯的簡稱。第一版由其與國際電工委員會(IEC)、國際標準化組織(ISO)、國際法制計量組織(OIML)共同編撰,于1984年出版。修訂后的第二版增加了國際臨床化學聯合會(IFCC)、國際理論和應用化學聯合會(IUPAC)、國際理論和應用物理學聯合會(IUPAP)等三個組織,于1993年出版。以上七個組織同年還發布了《測量不確定度表示導則》(GUM)。VIM前兩版的英文名均為International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology。
上述七個國際組織由BIPM主持于1997年共同成立了計量導則聯合委員會(JCGM)。2005年,國際實驗室認可合作組織(ILAC)也加入了該委員會。
JCGM有兩個工作組:第一組為“測量不確定度表示”工作組,任務是促進GUM的使用,并為其廣泛應用進行補充;第二組為“關于VIM”工作組,任務是修訂VIM并促進其使用。
JCGM第二工作組(JCGM/WG2)一經成立,就著手第三版VIM的工作,并于2004年提交了第一稿草案。經征詢意見,研究討論,補充和修改,已于2006年8月提交了VIM第三版草案最終稿,并提交八個國際組織批復,不久就能面世。為使我國計量工作者對VIM第三版有一初步了解,現將最終稿中的“導引”(Introduction)部分譯錄如下:
通常,詞匯(vocabulary)是一種“包含一個或幾個專門學科領域中諸多名詞及其定義的術語詞典”(ISO1087-1:2000,子條目3.7.2)。本詞匯屬于計量學,涉及測量的知識領域。它也包含了調整量和單位的基本原則。對于量和單位方面的問題,可從不同角度處理。本詞匯的第一章就是這樣處理的,并且它以國際標準ISO31《量與單位》(后被ISO/IEC8000所替代)和《SI手冊》(由BIPM出版)中不同部分所制定的原則為依據。
VIM第二版已于1993年出版。為了把化學和實驗醫藥學中測量的需要首次包含進來,也為了追加一些其他概念,諸如涉及計量溯源性、測量不確定度、名詞屬性(一般來自“質量管理的測量”)等的若干追加概念,從而產生了第三版。
為了強調概念在制定詞匯中的重要性,更好地反映本版VIM的內容,遂將題名改為《國際計量學詞匯———通用、基本概念和相關術語》(International Vocabulary of Metrolo?鄄gy———Basic and General Concepts and Associated Terms)。
在本詞匯中,理論認為無論是物理學、化學、實驗醫藥學、生物學,還是工程技術,所有各領域所做測量的基本原則是沒有根本差別的。此外,還試圖符合生物化學、食品科學、司法科學、分子生物學等領域中測量方面概念的需要。
在VIM第二版中曾出現過的一些概念,由于不再被認為是基本的或通用的,就不再出現在第三版中。對于與測量器件(measurement de?鄄vices)有關的某些概念在VIM第三版中就不再收錄,讀者可查閱其他詞匯,如IEC 60050《國際電工技術詞匯》(IEV)。涉及質量管理、有關計量或法制計量的互認協議的一些概念,讀者可參考文獻目錄中給出的文件。
正如以下概述,VIM第三版的編制對測量的現行不同理念和闡述提出了一些根本問題。這些差異有時就給編撰定義帶來了困難,這些定義所有不同闡述都會被采用。在第三版中并沒有哪一條特定闡述是優先采用的。
由于測量不確定度的處理是從經典方法(有時稱“傳統方法”或“真值方法”)向著不確定度方法演變的,對此第二版中一些相關概念就有必要重新考慮。雖然對經典方法并沒有明確的闡述,但一般認為它是指被測量最終能用符合其定義的唯一真值來描述。在經典方法中,測量目的是要確定盡可能接近該唯一真值的量值。經典方法假設了測量和儀器并不能產生該真值,因為有系統的和偶然的額外“誤差”。假定這兩類誤差總可以被識別,從而它們得做誤差傳遞的不同處理。但是,并沒有一種合理的規則能將它們合成而給出所得測量結果的總誤差。人們只能估計總誤差的上限,不嚴格地稱此為“不確定度”。
在CIMP建議書INC-1(1980)《不確定度表示》中,提出不確定度分量應分為兩類,按照用統計方法評定還是用其他方法評定而分為A類和B類,并且也用方差項來處理B類分量而將它們合成。在GUM(1993,修訂版1995)中,詳述了不確定度方法的理念,在假設被測量能用本質上的單值來表征的前提下,著重通過一明晰的測量模型進行測量不確定度的數學處理。此外,在GUM以及IEC的文件中,還對工業計量中常遇到的情況,即對用校準過的儀器單次讀數的事實,提供了關于不確定度方法的指導。
不確定度方法的測量目的并不是要確定盡可能接近真值的值。相反,不確定度方法認為來自測量的信息只能對被測量確定其量值區間。增加相應信息可以減少由被測量合理產生的這組值。即使是最精確的測量也不能將該區間縮小到單一值,這是因為被測量的定義的精細程度原本是有限的;因此定義的不確定度就對任何測量的不確定度設置了最小限。其值之一就可以表征該區間,此值稱為“被測量量值”。
在IEC文件中著重單次讀數的測量,可以通過證明測量結果是否一致來審查量值是否隨著時間變化。按IEC的觀點,對定義的不確定度也允許其不可忽略的情況。測量結果的有效性高度取決于通過校準所確定的儀器計量特性。描述被測量的量值區間即給出同樣示值的計量標準的量值區間。
在GUM中,為了闡明測量目的而保留了真值的概念,但認為形容詞“真”是多余的。IEC并沒有采用闡明該目的的概念。在本詞匯中,出于通常慣用的原因,還是保留了該術語及其概念。
在VIM第三版中,引入了來自不確定度方法的一些術語和概念,同時也保留了經典方法的一些術語和概念,因為后者還在使用。有少量術語在兩種方法中都使用,實際是指兩個不同的概念。對這種情況就需要有兩個不同定義(參見“測量準確度”、“參考條件”、“分辨率”等條目)。
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