計量知識丨中國計量標準器的發(fā)展史
發(fā)布時間：
2022-04-08 14:12
來源：
中國計量標準器的發(fā)展史
我國2000多年創(chuàng)立的計量測試技術是古代文明的基礎。以其高超的水平應用于經濟、生產、科學、文化以及人民生活各個方面，促進了社會生產力的發(fā)展。
歷代的計量標準器都依據科學原理精心制作。秦孝公十八年(公元前344年)，商鞅監(jiān)制頒發(fā)的銅方升，刻銘以當時的應用數學分數定義十六有五分之一立方寸的體積為一升的容量。如今實測容積比原設計數大1%。西漢末年，新朝始建國元年(公元9年)制作一批標準器，其中新莽銅嘉量，巧妙地把尺度、容量、重量三個單位量組合在同一個器物上，器型為龠、合、升、斗、斛五個量，制作中既要形成五個容量單位量的結構，又要滿足斛深一尺、斛重二鈞的規(guī)格。器壁正面有81字總銘，每個量器上各有分銘、標明尺寸和容積。制造工藝相當復雜，當時采用的圓周率為3.1547。歷代數學家、律歷學家都以它為標準考校秦漢度量衡單位的量值。此器歷盡滄桑，如今完整無恙地保存在臺灣故宮博物院。
一些高水平的計量測量器具也應需要被發(fā)明創(chuàng)造出來。春秋(公元前770～前221年)末期，楚國已使用小型權衡器——天平砝碼稱量黃金貨幣，按杠桿原理制作精巧，最小的砝碼只有0.2克，當時稱量的金飾件可以精確到四分之一銖，相當于16毫克。新朝制作的新莽銅卡尺，可以測量工件的圓徑和孔的深度，這項重大的發(fā)明適應當時手工業(yè)成批生產提高測量工效的需要。據考證，我國在公元一世紀的東漢時期已有了桿秤，這是對世界計量技術的重大貢獻。三國時魏武帝曹操(155～220年)的兒子曹沖稱象的故事，說明當時已能利用浮力原理解決大秤量的技術問題。唐代制作一批精美的象牙尺，采用浮雕和撥鏤工藝，牙尺既是測量工具又是藝術珍品，朝廷用來賞賜功臣和贈送外國使者，日本遣唐使帶回的彩色唐牙尺，至今珍藏在日本古都奈良正倉院，這是中日兩國交流度量衡技術和友好往來的歷史見證。北宋初年，發(fā)現太府舊權衡器失準，影響朝廷收入，并出現使用權衡器作弊而引起諸多訴訟糾紛。內藏庫官員劉承王圭(950～1013年)奉命重新考定了標準砝碼，創(chuàng)制了兩種小型精密戥秤，規(guī)定了防止舞弊正確使用大型權衡器的操作方法。給內外府和四方大都頒發(fā)了新的權衡標準器。經過徹底整改，不僅使權衡計量納入公正公平軌道，而且加快推進了唐代以來將衡重的“兩、銖、累、黍”非十進制，改為“兩、錢、分、厘、毫”十進制的進程。
把長度、容量、重量三個物理量建立起自然物標準，在我國秦漢時期已積累了這方面的知識并實驗應用。西漢末年，律歷學家劉歆(？～23年)用積累和黃鐘律管互相參校，定出長度、容量、重量的單位標準量。這種利用音頻原理和黍的容重特性，使度量衡三個量之間建立起參數關系，在一定條件下是合理的。又如史書記:“黃金方寸，而重一斤”，“水一升，冬重十三兩”這些參數關系都是科學的。古時檢定度量衡器具十分強調時令，都選擇春分秋分時節(jié)進行，因為這時“晝夜均而寒暑平”氣溫適中，晝夜溫差小，校正度量衡器具不會受溫度變化的影響。古人還認識到“懸羽與炭而知燥濕之氣”，“煤故炭輕，濕故炭重”測量濕度的知識。在掌握度量衡技術方面，對自然規(guī)律有深入的了解。千百年來，祖先們接連不斷地進行計量測試實踐活動，積累了豐富的認識自然、改造自然的知識和經驗，留下了彌足珍貴的度量衡文物，在中國燦爛的古代科學文明中，譜寫下光輝的一頁。
來源：通遼市市場檢驗檢測中心
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