BIPM概况

时间: 2020-10-28


1. 成立背景
   国际计量局(Bureau International des Poids et Measures, BIPM)是根据1875年的《米制公约》建立的。米制公约(Convention of the Metre) 是一个有关计量的外交协议,最早于1875年由17个国家的代表在巴黎签署,1921年稍做修改。
    自问世以来,米制公约一直是世界上所有关于计量单位国际协议的基础。米制公约设置了国际计量大会(CGPM) 、国际计量委员会( CIPM) 和国际计量局(BIPM) 等组织机构,并赋予它们处理全球计量事务的使命,尤其是满足建立准确度日益提高、测量范围不断扩展和多样性逐渐增加的计量基、标准,以及演示国家计量基、标准等效性的需求。BIPM是由米制公约创建的,它受CIPM的唯一监督,而CIPM本身则是由CGPM授权的。正是通过这种永久性的组织结构,确保各成员国政府能够在与计量单位有关的所有事务上保持一致。BIPM现有51个成员国,其中包括所有主要的工业化国家。BIPM的总部设在法国巴黎,其经费来源于米制公约各成员国,并接受CIPM 的监督。

 

2. 任务 

    国际计量局的任务是为在世界范围内建立单一和一贯的、且溯源到国际单位制(SI) 的测量体系提供基础。为此,它的任务形式多种多样,包括某些计量基、标准的建立,维护和传递(如质量和时间单位的直接传递) ,以及国家计量基、标准国际比对的组织和协调(如长度、电学、辐射度学和电离辐射领域)。作为各国国家计量院之间合作的协调人,BIPM的另一项任务是开展CIPM咨询委员会的工作,以协调世界范围内研究和提高计量基、标准的活动。


3. 科学工作
    BIPM主要开展以下7个领域的科学工作。

  • 激光波长和频率标准

    在长度领域,BIPM的主要工作是开展与各国国家计量院之间的激光波长和频率标准的比对。这些标准都是按照1997年CIPM所采用的米的定义来复现米的装置。

  • 质量

    质量单位的传递方式,主要是通过与BIPM工作标准或国际原器正式复制品的比对,来校准各国国家千克原器标准,而BIPM工作标准和国际原器的复制品则每隔一段较长的时间与国际原器比对一次。自1889年以来,这种与国际原器的比对共进行过三次,间隔约40年。在最近的一次比对中(1988 年—1992 年) , BIPM的工作标准和正式复制品,并且通过它们,34个国家的国家原器,在BIPM与国际原器进行了比对。所获得的相对不确定度约为10-7。不锈钢的国际标准也同时进行了校准,这是通过与BIPM工作标准的比对完成的。
    此外,BIPM 目前还开展以下几方面的研究:空气密度测量;Pt/Ir 标准清洗后的再污染;称重过程中磁性的影响;使用新型扭矩天平测定万有引力的牛顿常数。

  • 时间

    世界范围广泛使用的实用时标包含两个要素:时间单位的复现和连续的时间参考。目前所采用的时间参考是国际原子时(TAI),这是2000年在BIPM 利用50多个国家实验室的约200台原子钟的数据计算出来的。由于所用的是世界上最好的铯频标的数据,所以,TAI的标度单位与SI单位秒非常接近。
    TAI是一种不变和稳定的时标,无法反应出地球自转微弱的不规则变化。另一种广泛实用的时标是协调世界时(UTC),它能反应地球自转的长期不规则变化。UTC与TAI基本一致,只是需要不定期地加上落后的1s,以确保太阳于正午时刻穿过格林威治子午圈的时间偏差不超过0.9 s。
    利用全球定位系统(GPS)卫星以及最近研制的双路卫星时间频率传递系统(TWSTFT),可以在全世界范围进行时钟比对,以提供计算TAI所需的数据。时钟比对中GPS共视C/A码的应用以及TWSTFT与时钟的比对,再加上更稳定的商用铯频标的问世,使得在过去20年中,时间数据的准确度己提高了近两个数量级。
    BIPM还开展了其他一些时间频率传递方法的研究。

  • 电学

    自宏观量子效应引入电学计量中以来,即1990年1月1日采用约瑟夫森常数KJ-90 和克里青常数RK-90的约定值以来,世界范围内电学计量标准的一致性有了很大的提高。对于BIPM来说,这两种宏观量子效应在电学计量标准的应用,改变了国际最高水平的电学计量标准国际比对的方式。
    除国际比对外,对各国国家计量院的电学标准进行校准也一直是BIPM的主要任务之一。

  • 光度和辐射度

    自1997年第16届CGPM采用目前坎德拉的定义以来,光度和辐射度单位的复现方法发生了很大改变,从过去的基于铂凝固点(1768 ℃) 黑体宽带辐射,转向现在利用某一特定波长绝对响应率已知的探测器的窄带辐射。由于流明和坎德拉的复现均采用探测器法,因此,现在光度测量和辐射度测量技术的关联要比以前密切得多。

  • 电离辐射

    在电离辐射领域,BIPM的主要任务是研究、建立、维护和提高辐射剂量测量和放射性核素测量中的国际参考标准,这些标准将用于BIPM的关键比对中。此外,BIPM还提供国家计量标准的校准服务。

  • 化学

    在1971年召开的第14届CGPM上,应IUPAC、IUPAP和ISO等组织的要求,决定采用“摩尔”作为物质的量的基本单位,从而使SI基本单位表变得完整起来。近年来,随着世界经济的全球化,化学计量的重要性变得更加突出,国际贸易、人类健康与安全、环境保护等领域都要求通过立法和标准化来保证化学测量和化学分析结果的可比性和国际溯源性。正是在这种形势下,根据CIPM的决定,BIPM于2000年设立了化学部。
    目前,全球性的空气污染、工业和汽车废气排放等问题日益严重,为适应与此相关的国际、区域性和国家立法的要求,BIPM将工作重点首先放在气体混合物的计量上,即和CCQM气体分析工作组一起,开展一确保气体标准可比性和溯源性的国际计划。为此,BIPM的工作任务包括:作为主导实验室参与臭氧浓度测量的国际比对,并提供校准服务;建立臭氧浓度测量SI溯源性的国际基础体系;研究和建立高准确度的气体标准比对方法。
    除上述几个领域的科学工作外,为适应实验室内部的需求,BIPM还开展温度、压力和湿度测量方面的一些工作。

    更多信息请登陆国际计量局的官方网站。