国家计量院

美国国家标准与技术研究院(National Institute of Standards and Technology,NIST)是美国的国家计量院。成立于1901年,原名美国国家标准局(NBS),1988年8月更名为NIST,隶属美国商务部。原址位于华盛顿特区,50年代在科罗拉多州波尔多(Boulder)建立第二院区,60年代总部迁至马里兰州盖瑟斯堡(Gaithersburg)。使命是通过发展测量科学、标准和技术,促进美国的创新和产业竞争力,增强经济安全,提高生活质量。愿景是成为创造关键测量解决方案和促进公平标准的全球领导者。核心能力是测量科学,标准和技术。核心价值观是固执,诚信,包容和卓越。

NIST的组织结构包括院长领导下的研究所、外部项目、管理部门和院长办公室四个部分。这是2010年进行组织结构重大调整,从延续20年之久的基于学科的结构改革为基于任务的结构的结果。现任院长Walter Copan博士。7个研究所包括物质测量研究所、物理测量研究所、工程研究所、信息技术研究所、信技术研究所、纳米科学技术研究中心和中子研究中心,职责是研究建立世界领先的测量科学、标准和技术,是NIST的核心部分。3个外部项目包括鲍德里奇绩效卓越项目,职责是促进组织追求卓越绩效;霍林斯制造业拓展伙伴关系项目,职责是为中小制造企业提供技术和商业支撑;先进制造业办公室,职责是建立一个服务美国制造业创新的研究机构网络。

NIST建有8个合作机构,包括与克罗拉多大学联合建立的JILA实验室,与美国国家海洋与大气管理局(NOAA)联合建立的霍林斯海洋研究所(HML),与马里兰大学联合建立的量子联合研究所(JQI)和量子信息和计算机科学联合中心(QuICS),与马里兰大学联合建立的生物科学和生物技术研究所(IBBR),与马里兰州和蒙哥马利县合作成立的国家网络安全卓越中心(NCCoE),与斯坦福大学合作成立的生物计量联合计划(JIMB),以及坐落于纽约长岛布鲁克海文国家实验室的国家同步加速器光源NSLS-II。此外,NIST还参加利用国会专项拨款成立的旨在培育特定领域技术能力的短期合作机制“卓越中心”,包括西北大学牵头的先进材料卓越中心,科罗拉多州立大学牵头的社区抗灾卓越中心,以及爱荷华州立大学牵头的法庭医学卓越中心。这些合作机构在推动重点领域技术创新和保持与产业界密切联系方面发挥了重要作用。

NIST有正式员工约3400人,其中科技人员1850人、博士1130人;客座研究人员和博士后等非固定人员3800人。NIST员工中有一大批杰出科学家,包括诺贝尔奖得主4人、美国国家科学奖章得主2人、美国麦克阿瑟基金天才奖得主2人。NIST有32名首席研究员(NIST Fellow),并有71人担任美国国家科学院、国家工程院院士或国内外各学会会士。

NIST预算列入联邦财政预算,由国会批准后划拨。预算通常由政府拨款、第三方投资和服务收入三部分构成。2017年的政府拨款数额为9.52亿元,含研究所经费6.9亿元、外部项目1.53亿元、基础设施建设1.09亿元。

NIST有盖瑟斯堡和波尔多两个院区,总占地面积3180000平方米,建筑面积371500平方米。其中位于盖瑟斯堡的先进计量实验室(AML)2003年建成,总投资2.35亿美金,总面积49843平方米,包含338个可再构的实验室及洁净区,是具有温度、湿度、隔振、空气洁净度以及电源质量等高水平环境条件的世界一流精密实验室。位于波尔多的精密计量实验室(PML)总投资7720万美金,使用面积约5400平方米。

NIST是全球公认的世界领先计量机构,科学成就享誉全球,是国际计量科技前沿发展的重要领导者。截至2018年1月5日,获得国际互认的国家级校准测量能力有1889项,数量位居全球第一;参加了390多项关键比对,其中主导90多项。NIST向全球客户提供多种技术服务,包括600多项校准服务,年均检测校准数量约13000台件;100多个标准参考数据库,年销售量约6000单元、数据下载量约1.3亿;1300多种标准参考物质,年发售量32000个单元;多种标准参考仪器和操作App等。NIST的出版物主要包括《NIST研究期刊》(Journal of Research of NIST)、《物理化学参考数据期刊》(Journal of Physical and Chemical Reference Data),以及不同领域和主题的技术报告系列(Technical Report Series)。

德国联邦物理技术研究院(Physikalisch-Technische Bundesanstalt,PTB)是德国的国家计量研究院,隶属于德国经济与能源部,其主要职能是为社会各界包括工业、贸易、科学等部门提供科技与计量服务,把最准确、最可靠的计量能力作为其核心竞争力。

1887年在德国工业界的迫切需求下,创建于柏林郊区夏洛特伯格,原名 Physikalisch-Technische Reichsanstalt (PTR),创始人分别是德国科学家赫尔曼·亥姆霍兹与德国企业家沃纳·西门子,亥姆霍兹任第一任院长。该院的宗旨是实现科学及技术的结合,切实解决德国工业生产中的难题。20世纪初期,PTR将科学部与技术部合并,是首个根据专业划分部门的计量研究院,从而实现了各学科的科学研究与工业技术需求的结合。1920年,与德国度量衡研究中心RMG合并,实现了德国长度、质量、体积等量值溯源链的统一。二战期间,PTR的建筑及设施遭到战争破坏,战后在柏林以西200公里的德国下萨克森州城市“布伦瑞克”重建,并在1953年更名为Physikalisch Technische Bundesanstalt (PTB)。1990年,德国统一,PTB与东德国家计量院ASMW合并。

自建立以来,曾聘用艾尔伯特·爱因斯坦、马克斯·普朗克、马克斯·劳厄等著名科学家加入其咨询委员会,共有13位诺贝尔奖获得者参加过其咨询委员会。20世纪,PTB科研成果卓越,获得多项诺贝尔奖:爱因斯坦作为PTR的访问学者与荷兰学者德哈斯首次测量了回旋磁效应;威利·维恩制作了第一台黑体辐射源,发现了黑体辐射位移定律,并因此获得1911年诺贝尔物理学奖;马克斯·普朗克在PTR的实验数据上建立了黑体辐射模型,并因此获得了1918年诺贝尔物理学奖;1932年瓦尔特·博特发明了康普顿效应的测量方法,并因此获得了1954年诺贝尔物理学奖;1978年成立了医学计量部门,在医药研制以及肿瘤诊断领域成果颇丰;1979年建立了BESSY大型同步辐射源,1992年建立了功率更大的BESSY II同步辐射源,在医学、生物只要以及临床诊断、治疗领域发挥了巨大作用。

PTB共有 9个科研部门,涉及了力学与声学、电磁、化学与防爆、光学、精密仪器工程、电离辐射、温度与同步辐射、医学、法制计量等计量领域,大约包括60个技术研究室、200个工作组、1900名工作人员,其主要运行经费是政府财政年度拨款,2017年约1.85亿欧元。

对于德国国家质量基础(NQI),PTB的主要工作成果体现在确定基本物理常数,实现国际单位制体系中量值的复现、保存、传递等基础计量工作,同时依据德国法制计量的一系列法案开展法制计量工作。对于认证认可,PTB对德国校准服务部门(DKD)的校准实验室开展量值传递与合格评定,保证DKD量值体系的统一、稳定。对于标准化,PTB院长通常是DIN院长会的成员之一,为标准化工作的开展加入计量与精密科学测量的成分;另一方面,PTB专业部门的技术人员也会参与一些DIN的标准化技术委员会,以及一些具体的标准制定。

国际计量领域,在CIPM、ISO、OIML等国际组织中任重要职位。针对国际合作工作,设置了独立的国际合作部门,并在多个发展中国家派驻人员,通过年度财政专项支撑,持续数十年为发展中国家的质量基础建立提供支撑与引导。

英国国家物理研究院(National Physical Laboratory,NPL)是英国的国家计量院。以公共企业(public corporation)形式运行,其管理实体“NPL管理有限企业”归属英国商业、能源和工业战略部。NPL的愿景是成为卓越的国家实验室,通过发展科学和工程对英国产生非凡的影响力,其任务是提供支撑英国繁荣发展和生活质量提升的测量能力。

NPL成立于1900年,原本是丘(Kew)天文台的一部分,坐落在外伦敦里士满的老鹿公园的一角,后搬至附近的特丁顿。第一任院长是理查德·泰特雷·格雷兹布鲁克。在其建院的前18年,隶属于英国皇家学会。其建院宗旨是开展测量仪器检定校准、材料测量、物理常数测定等工作,将科学常识应用于日常工业生产和商业贸易中,破除理论和实践之间的壁垒,在科学和商业之间建立桥梁。

一些重要的发明产生于NPL,许多著名科学家在NPL工作过。1946年计算机科学家阿兰·图灵在NPL开展了自动计算机的研制工作。1955年第一台高精度铯原子钟由科学家路易斯·艾森在NPL研制成功,促进基于原子时的秒定义在国际上取得共识。1966年唐纳德·戴维斯在NPL提出了计算机网络包交换技术,并在NPL组建了第一个实用局域网,这为后来因特网的发展奠定了基础。1975年瓦特天平(2016年更名为基伯天平)的原理由布莱恩·基伯博士在NPL提出,NPL据此研制了两台瓦特天平,分别用于测量安培和普朗克常数,后者获得了目前不确定度最小的结果,这将支撑2018年的质量单位千克的重新定义。

NPL坐落于伦敦西南部的特丁顿,拥有专业实验室388间,总面积约36000平米。NPL的管理机构分为三级。第一级为NPL管理有限企业委员会,是NPL的官方决策实体;第二级为审计与风险委员会、薪资委员会、提名委员会和科学技术咨询委员会,其中科学技术咨询委员会为NPL提供独立的战略建议、质询和其他支撑;第三级为NPL实行团队,2017年10月包括院长、副院长以及各大部门负责人等9人。2015年4月,NPL共有员工700多人,其中国足球协会超级联赛过550名为计量专业人员。2018年2月,NPL的科学研究涵盖了包括先进材料、生物科技、地球观测与气候等在内的25个领域。NPL 2016年的总经费为8830万英镑,其中3460万英镑由竞争获得,其余来自政府定向支撑。

NPL的主要工作包括研究建立英国计量基标准,参加国际比对确保测量结果的国际等效一致,开展跨学科的科学研究和技术开发,研制测量仪器,为社会提供技术服务,为政府部门、企业界和学术界提供培训和咨询。作为英国国家测量系统(NMS)的主要组成部分,NPL还为用户提供高质量的量值传递服务。2016年,NPL的重点研究和应用领域包括先进制造、数字通信和量子技术、能源与环境、生命科学与健康。NPL的主要出版物是每年出版的《年度评论》(Annual Review),先容NPL过去一年的主要工作和成果、发表的重要文章、有突出贡献的科学家等,其电子版可在NPL官方网站(http://www.npl.co.uk/publications/)获得。

日本国家计量研究院(National Metrology Institute of Japan,NMIJ)隶属于日本经济贸易工业部的国家先进工业科学和技术研究院(National institute of advanced industrial science and technology,AIST)。1903年创建于东京,名为中央度量衡器检定所,1952年更名为中央计量检定所,1961年更名为日本国家计量研究院,1980年代由东京迁至距东京80km的茨城县筑波科学城,2001年归属于国家先进工业科学和技术研究院。2015年年度预算66.7亿日币,约3.88亿人民币。下设四个研究部门:工程计量研究部、物理计量研究部、材料与化学研究部、测试与分析仪器研究部,以及两个管理部门:战略研究部和计量业务质量管理中心。

是亚洲范围内计量研究实力一流的研究院,活跃在亚洲与国际计量领域,其主要目标是建立、保存和推广国家计量基标准,确保国际等效,为日本工业的快速发展提供技术基础,将工业需求与精密测量相结合,加强日本产业竞争力。同时开展的工作还有:参与CIPM、APMP、ISO等国际组织,开展国际计量合作、国际比对;为日本计量服务体系(Japan calibration service system, JCSS)提供量值溯源服务,间接保证日本工业计量量值体系的准确可靠;开展技术咨询服务,解决客户不能通过校准测试实现的特定计量需求,进而强化计量技术与工业之间的合作。

韩国标准科学研究院(Korea Research Institute of Standards and Science,KRISS)隶属于韩国科技与信息部的基础科技研究理事会,韩国政府财政资助的研究机构,目前位于韩国大田市,其主要目标是通过建立国家计量标准、计量技术研发和国家计量标准的制定与传播,为韩国科技进步奠定基础,从而促进国家科技发展,提高国家产业竞争力,提高人民生活质量。

成立于1975年,当时名为韩国标准化研究院(Korea Standards Research Institute, KSRI);1979年开始对韩国国内提供计量服务;1991年更名为韩国标准科学研究院(Korea Research Institute of Standards and Science,KRISS);1999年被韩国计量标准法案指定为韩国国家计量院。

设置了物理、化学医学、工业、技术服务四个专业部门,另外设置量子技术、先进仪器两个研究所。2017年的数据统计显示,全院年度预算共计1.54亿美金,员工458名,其中科研人员、技术工人及管理人员分别占62%、25%、13%。是亚洲范围内计量研究实力一流的研究院。