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1、第八节第八节 知识点、计量科学研究概述 （一）计量科学研究的内容 计量科学研究的内容通常有: 计量技术的研究; 计量基准和标准的研究; 测量的理论、原理、方法、技术和设备的研究; 量值溯源与传递方法的研究; 标准物质和物理常量的研究; 技术法规及检定、校准方法的研究; 计量管理科学和管理方法的研究等。 (二)我国计量科学研究的现状和趋势 1.在单位复现和基准研究方面,量子基准取代实物基准成为发展趋势 2.不断拓宽的应用领域给计量技术研究和发展带来巨大机遇和挑战 3.在计量实用技术方面,高新技术不断推动着量值传递技术的发展 4.在工程计量方面,各种计量技术的综合运用更加突出,计量的系统工程技术的
2、作用日益重要 5.在计量管理理论和方法研究方面,更加注重对最新管理理论和统计理论的运用 在计量管理法规的研究制定方面,更加注重绩效评价、成本管理,系统决策成为法规制定的基 础。在不确定度理论、质量管理理论、统计理论的指导下,技术法规具有更强的适应性、科 学性和兼容性。 6.软件、信息技术在测量、管理方面的应用迅速普及 软件、信息技术渗透到各个测量环节,不仅提高了测量的自动化程度,方便了测量结果和测量信息的开发利用。虚拟仪表的出现和发展对传统仪表概念、测量原理和量传模式等都提出 了更新课题。 7.标准物质的发展趋势 标准物质的前沿技术研究包括研制开发新的品种、提高已有品种的质量、变革和改进量值
3、传递方法和体系,包括对金属标准物质等提高其纯度和增加定值元素,发展临床、食品、环境 等域的新品种;改进现有计量方法和发展新的计量方法,特别是有机化合物的计量方法;开展标 准物质制备技术和储存方法的研究,探索制备均匀材料的新途径和痕量成分的稳定保存方法; 开展有关标准物质抽样检验和和计量数据处理的研究等。 知识点、计量科学研究方法 (-)计量科学研究的特点 计量科学研究作为自然科学研究的一部分,既具有探索性、创造型、继承性、连续性等自然 科学研究的特点,又具有准确性、一致性、溯源性、法制性等计量学的特点。 1.探索性 2.创造性 3,继承性 4.连续性 5.准确性 6.一致性 7.溯源性 8.法
4、制性 (二)计量科学研究选题的方法 1.发现和提出问题的一般方法 (1)从国家发布的科技计划中得到带有问题的课题 (2)从计量工作所急需解决的问题中提出问题 (3)从平时的工作实践中发现问题 (4)国际建议和国际标准中发现问题 2.分析问题、形成课题的一般方法 (1)对所提出的问题进行定性分析从一个问题的提出到科研课题的建立,还应对问题进行定性 分析,界定研究问题的主要矛盾,区分需要解决的是技术问题、方法问题或是工艺问题等,以确 立解决问题的关键技术路线。 (2)对所提出的问题进行定量分析和模型的建立 对提出的问题进行定性分析,确立解决问题的关键技术路线后,就应对问题进行定量分析。建 立解决模
5、型,模型中应包括课题实施的各部分研究内容、解决方案、技术分析、设备供应、 试验统计、预算分解和各部分实现的预期时间等。 (3)对所提出的问题进行分解、组合 对课题提出的问题进行分解或组合,使课题有明确的分工并有可考核的目标。 (三)自然科学研究方法在计量科学研究中的应用 1.文献查询法 2.科学实验法 3.数学模型分析法 数学模型分析法的一般步骤为:分析问题模型假设 建立模型 模型求解 模型的分析、检验和应用。 (4)模型求解 (5)模型的分析、检验和应用 知识点、计量科学研究方法 4.黑箱分析法 黑箱方法就是通过外部观测、试验、探索而找出输人和输出关系,并由此来研究黑箱的整体 功能和特性并推
6、断其内部结构的一种研究方法。大部分的计量测试采用的都是这种方法,这 时仅关注被检仪器的输人和输出的关系是否符合该仪器的工作特性要求,而不必详细了解仪 器内部的原理和结构。 【案例】 某计量技术人员接到一个制定仪器校准规范的任务后,收集了许多关于该仪器的使 用说明和相关研究文献,然而,由于无法获得该新型仪器内部的工作原理和数学模型,难以选择合适的校准方法,致使校准规范的制定工作陷人困境。 【案例分析】 在科学研究中,遇到既定研究方法无法解决的问题时,应及时对遇到问题进行 分析,根据研究目的选择合适的研究方法。在校准规范的制定过程中,如果能够了解仪器内部 的工作原理和数学模型,无疑可以为制定校准规
7、范提供有力的技术支持。然而,制定校准规范 毕竟不是新产品的研制,在校准方法的研究中,关心的是被校仪器输人和输出的关系是否符合 该仪器的工作要求,而不必完全了解仪器内部的结构。 因此,如果受限于客观条件的限制,无法获得仪器内部计算的数学模型,也可以通过对使用目 的、相关文献的分析,通过大量的试验来判断仪器的工作特性和实验方法是否适合。当受到 某些条件的限制,对一个系统的内部结构还不太清楚时,可以采用黑箱分析法,即通过外部观测 和试验去认识其功能和特性。该技术人员缺乏科研及制定校准规范的经验,遇到困难时束手 无策。需要学会选择合适的研究方法,以便完成研究任务。应该从研究的目的着手进行科学 分析,当
8、缺乏数学模型时,应分析被校仪器输人和输出的关系,从而选择合适的校准方法。 (四)具有计量特色的研究方法 1.不确定度分析在计量科学研究中的应用 在进行计量标准和测量设备的研制、计量检定或校准方法的研究、计量技术法规的制、修 订过程中,以不确定度分析和预估作为科学研究的指导,是计量科学研究中常用的方法。 2.误差理论在计量科学研究中的应用 根据误差理论,可以在研究过程中分析误差来源,适当进行误差指标分配,使各部件的设计合 理,易于制造;设计测量方法,使部分误差可以适当抵消或对某些误差项作适当的修正,形成性 能更加优良的整体。 3.量值溯源和比对在计量科学研究中的作用 进行量值溯源和比对试验是评估
9、计量研究成果必不可少的一环。在研究过程中,采用量值溯 源和比对,是验证科研方案、寻找问题、缺陷的重要方法,同时也是评价计量科研成果的一种 手段。 知识点、计量科学研究的程序 组织实施一项计量科学研究,特别是承担有关科技管理部门的科研任务,通常可将整个过程分 成若干的阶段:调研选题、申请立项、研究实施、鉴定验收、成果登记。 【案例】 某计量技术机构的科研人员,研制了一种可以用于化工厂气体流量在线校准的计量 设备样机,并在实验室模拟状态下试验成功。但在现场试验中发现设备总是不稳定,测得数据 和实验室数据比对没有规律性,在征询相关方面意见时发现一些化工厂早已有类似设备使用,并且使用效果良好。 【案例
10、分析】 在选定计量科学研究课题前,应通过文献检索、走访调研、科技查新等方式充 分收集与研究课题相关的信息。通过对信息的归类和整理,了解相关领域的技术发展状况分 析拟开展课题的创新性、必要性和可行性,借鉴现有成果和技术,避免不必要的重复研究。同 时,为了控制风险,研究人员应有丰富的专业知识,熟悉研究的领域。 在本案例中,研究人员不知道早已有类似设备,说明该技术人员对该领域的技术发展状况并不 了解。而在现场试验时才了解到这种信息,说明选择课题时没有进行充分的调研分析。 1.根据相关信息提出科研设想 (1)来自计量工作实践 (2)来自社会各方面的需求 (3)来自政府管理部门的计划 (4)来自文献或法
11、规 2.调研分析,完善和确认科研设想 (1)研究意义的调研 (2)相关技术的调研 (3)研究条件的调研 (4)社会环境的调研 3.提出研究任务计划 根据调研得到的信息不断完善科研设想,提出包括研究内容、研究目标、技术路线、进度安 排、必要条件等在内的研究任务计划。此后,按规定向有关部门提交申请立项的建议。 (二)申请立项 1.选择合适的申报渠道 2.申请书的撰写 申请材料是审批立项的重要依据。不同的申报渠道有不同的要求,对申请资料内容和格式有不同要求,常见的有项目建议书、项目申请书、计划任务书、可行性报告等。但目的都是要 说明申请者的基本情况、要研究什么、为什么研究、怎样研究、需要什么条件、现
12、有基础 怎样、预期取得什么成果等。 4.做好论证答辩 5.批准立项 通过管理部门审查的项目,管理部门一般以正式文件的形式下达科研计划。有时为了加强科 研项目的管理,管理部门还会要求项目承担单位签订项目任务书、责任任务书、合同书等用 以约束管理部门和承担单位的责任、权利的文件文本。履行这些程序后.一个科研项目就正 式立项。 (三)研究实施 研究实施是科研工作的最重要环节。研究实施过程还应注意做好以下工作: 1.做好组织工作 2.注意控制计划进度 3.重视研究过程中的调研工作,避免闭门造车 (四)鉴定验收 1.鉴定验收的形式 研究任务完成后,通常要对研究成果进行技术评价,对研究工作进行总结验收。常
13、见的形式主 要有成果鉴定和项目验收两大类。 2.成果鉴定 (1)鉴定的范围 列人国家和省、自治区、直辖市以及国务院有关部门科技计划(以下简称科技计划)的应用技 术成果,以及少数科技计划外的重大应用技术成果可以申请技术鉴定。 (2)鉴定的准备 在申请鉴定前应做好以下准备: 取得必要的技术检测试验证明; 进行成果查新; 取得试用证明(必要时); 撰写成果说明书(必要时); 撰写研究工作报告; 撰写研究技术报告; 准备其他必要的技术资料。 (3)鉴定的申请 需要鉴定的科技成果,由科技成果完成单位或者个人根据任务来源或者隶属关系,向其主管机 关申请鉴定。隶属关系不明确的,科技成果完成单位或者个人可以向
14、其所在地区的省、自治 区、直辖市科学技术委员会申请鉴定。申请时按照主管机关规定填报鉴定申请书并附 送有关材料。 (4)鉴定的组织 鉴定科技成果管理机构(以下简称组织鉴定单位)负责组织。必要时可以授权省级人民政府有 关主管部门组织鉴定,或者委托有关单位(以下简称主持鉴定单位)主持鉴定。 组织鉴定单位和主持鉴定单位可以根据科技成果的特点选择下列鉴定形式: 检测鉴定是指由专业技术检测机构通过检验、测试性能指标等方式,对科技成果进行评 价。 会议鉴定是指由同行专家采用会议形式对科技成果做出评价。 函审鉴定是指同行专家通过书面审查有关技术资料,对科技成果做出评价。 (5)鉴定的内容 是否完成合同或计划任
15、务书要求的指标; 技术资料是否齐全完整,并符合规定; 应用技术成果的创造性、先进性和成熟程度; 应用技术成果的应用价值及推广的条件和前景; 存在的问题及改进意见。 (6)鉴定的程序 组织鉴定单位应当在收到鉴定申请之日起三十天内,明确是否受理鉴定申请,并做出答复。对 符合鉴定条件的,应当批准并通知申请鉴定单位。对不符合鉴定条件的,不予受理。对特别重 大的科技成果,受理申请的科技成果管理机构可以报请上一级科技成果管理机构组织鉴定。 组织鉴定单位或者主持鉴定单位应当在确定的鉴定日期前十天,将被鉴定科技成果的技术资 料送达承担鉴定任务的专家。 组织鉴定单位和主持鉴定单位应当对鉴定结论进行审核,并签署具
16、体意见。鉴定结论不符合 本办法有关规定的,组织鉴定单位或者主持鉴定单位应当及时指出,并责成鉴定委员会或者检 测机构、函审组改正。经鉴定通过的科技成果,由组织鉴定单位颁发科学技术成果鉴定证 书。科技成果鉴定的文件、材料,分别由组织鉴定单位和申请鉴定单位按照科技档案管理 部门的规定归档。 3.项目验收 (1)验收的要求 项目计划目标和任务已按照考核目标要求完成,经费使用合理,为通过验收。凡具有下列情况 的9为不通过验收: 项目目标任务未完成的; 所提供的验收文件、资料、数据不真实,存在弄虚作假; 未经申请或批准,项目承担单位、项目负责人、考核目标、研究内容、技术路线等发生变 更; 超过项目规定的执行年限半年以上未完成,并且事先未做出说明; 经费使用存在严重问题。 (3)项目验收(鉴定)而提供的资料包括: 项目验收(鉴定)申请表、项目经费决算表、项目购置仪器、设备
