量值传递网

真值、实际值与量值传递的由来

被测量本身所具有的真正值称为真值。真值是一个理想概念，通常未知；只有在特定情况下才已知，例如圆周角为 360°。

由于真值通常无法直接获得，实际测量中用实际值代替真值参与比较。实际值是由满足规定要求、经校准且不确定度足够小的测量器具测得的值，因此也称为。这里的“相对”指它只在所比较的精度层级上可视为真值，并非绝对真值；合格参照由校准、不确定度和规定要求确定，并非仅按等级高一级即可使用。

由此产生一个现实问题：日常工作中使用的仪器或量具，通常不直接与国家基准对比。解决方式是：国家通过各级实物计量标准构成量值传递网，将计量单位逐级传递至日常工作仪器或量具；分层传递是实际校准体系的组织方式，并不普遍排除工作仪器直接对比基准的可能。

逐级比较传递的结构

量值传递网的基本结构是分层级的：

• 最高层是国家基准，它复现或定义计量单位；
• 中间层是各级实物计量标准，其准确度按层级依次降低；
• 最底层是日常工作仪器或量具，即现场实际使用的测量器具。

传递方式是逐级比较：上一级标准与下一级标准进行比较，把量值传给下一级；下一级再传给更下一级，直到工作仪器。每一级比较中，被检器具的准确度低于作为参照的上一级标准，因此上一级测得的值对该级而言就是实际值（相对真值）。这样，工作仪器的示值可以溯源到国家基准，整个链条构成量值传递网。

授时作为量值传递的实例

时间频率量值的传递可以用日常“对表”来说明。常见的对表方式有两种：

• 参照电视画面显示的时间；
• 通过手机或电脑连接网络进行时间同步。

这两种方式都是把本地时钟与一个更高层级的时间参照进行比较，属于量值传递在时间量上的具体表现。

进一步追问：电视或互联网服务器上的时间又是从哪来的？答案指向国家时间基准。

国家标准时间的确定与保持

中国科学院国家授时中心拥有守时原子钟组，其规模在国内第一、世界第三。该原子钟组负责确定和保持：

• 国家标准时间，记为 UTC(NTSC)；
• 原子时标准，记为 TA(NTSC)。

其中 UTC 指国际协调世界时，NTSC 为国家授时中心的标识。国家授时中心产生的国家标准时间与国际协调世界时 UTC 的偏差保持在 5ns 以内，其时间频率稳定性及权重贡献均位列全球前四位。

因此，当电视和网络服务器的时间已建立并记录校准链、且传递延迟经评估时，其提供的时间可溯源到国家授时中心原子钟组确定并保持的国家标准时间；而国家授时中心的时间又通过国际比对与协调世界时 UTC 保持联系。这条从原子钟组到用户终端的路径，正是量值传递网在授时领域的体现。

符号与单位

• UTC：国际协调世界时；
• UTC(NTSC)：国家授时中心保持的国家标准时间；
• TA(NTSC)：国家授时中心保持的原子时标准；
• ns：纳秒，时间单位，1ns = 10⁻⁹s。