蔡正平(計量技術專家)

蔡正平，計量技術專家，他畢生從事力值與硬度計量事業，曾組織並設計了中國自己的0.5MN、5MN、20MN（50、500、2000噸力）標準測力機。60年代建議並實現統一全國洛氏硬度標準。80年代編寫完成了233萬字的《力值與硬度計量手冊》，為培養硬度計量人才起到重要作用。他是中國力值與硬度計量領域的奠基人之一。

基本介紹

• 中文名：蔡正平
• 國籍：中國
• 民族：漢族
• 出生日期：1930年5月7日
• 職業：計量技術專家
• 主要成就：實現統一全國洛氏硬度標準
• 代表作品：力值與硬度計量

生平簡介

求學經歷

蔡正平，1930年5月7日生於上海。父親蔡順遇是從事五金生意的小業主。

母親劉娟琴，勤勞、善良。1936年夏，他隨祖母到老家浙江省鎮海縣（現屬寧波市）澥浦鎮讀國小。1942 年入三北鳳湖初級中學，該校是中共黨領導下的進步學校，因此他從小受到抗日救國的愛國教育。1943年秋，正值他在家患重病時，學校遭偽軍解散，很多同學走上革命的道路，他因病未能參加，甚為遺憾。抗戰勝利後，他回到上海繼續念書，1951年8月畢業於上海市立育才中學，同年考入南京大學機械製造系（後更名南京工學院），1955年8月畢業。

國家計量局工作期間

9月被分配到成立不久的國家計量局工作。他是第一批分配到該局的大學生之一。由於當時設備簡陋、工作內容“簡單”，所以有不少人鬧情緒，他卻認為：“這是一張白紙，正好施展自己的才能來繪製美麗的圖畫。”他被分配從事力值與硬度計量工作，但當時一無資料，二無設備，三無指導，工作十分困難，他邁開雙腳，走訪了各有關工業部門及研究所，深入材料試驗機製造廠，初步摸清了國內力值與硬度計量的現狀。

1957年12月，局領導派他到蘇聯列寧格勒全蘇計量科學研究院深造，實習完成後，蘇聯導師給他的評語是：“……蔡同志卓越的成績表現在他勤奮地進行了大量的工作，以及開始時只能掌握俄文單字而到年中時，已經能夠收集、查閱、複製必須的專業文獻。蔡同志在整個實習期間，非常主動地認真地提出問題和創造性的建議，認為蔡正平同志是一位在力值與硬度方面可尊敬的專家。在他工作的開展和知識、經驗的積累下，無疑地蔡同志可以成為很好的科學工作者。”1959年1月他回國家計量局工作。當時正值三機部第六研究所按蘇聯圖紙試製了一台0.5MN（50噸力）液壓式標準測力機，但一直不能運轉，更無法評定其準確度，因此到國家計量局求援。領導把這項任務交給了蔡正平，這正是他在蘇聯實習過的內容之一。

首台0.5MN（50噸力）液壓式二等標準測力機

經過半年的努力工作，不僅使測力機能正常運轉，並用“土”辦法和誤差綜合評定的方法估算其準確度，然後用旁證的辦法，確定其誤差評定的準確性，從而建立了中國首台0.5MN（50噸力）液壓式二等標準測力機。這種誤差評定的方法，當時國內在該領域內屬首次套用。60年代初，國內外的洛氏硬度量值極為混亂，對工業及國防生產均帶來不利的影響，急需建立一台高準確度的直接加荷式基準洛氏硬度計，來統一全國量值。但當時是十分困難的事，特別是缺乏測試儀器，蔡正平把50倍的生物顯微鏡改裝成200 倍的金剛石壓頭測量儀，用改裝的天平來測量並調整基準硬度計主軸摩擦力，並從長春材料試驗機廠進口的700餘只金剛石壓頭中精心挑選了5隻最好的，組成基準金剛石壓頭組。實驗確定硬度計的各參數偏差對準確度的影響，建成了基準洛氏硬度計。他花了比建立基準硬度計更大的精力傳遞下去，才獲得全國的認可。

研製5MN（500噸力）液壓式標準測力機

1960年，接受任務後由他組織力量，自力更生設計研製5MN（500噸力）液壓式標準測力機，克服沒有經驗、沒有資料的重重困難，於1966年研製成功。滿足了國防建設急需。

0.1MN，1MN基準測力機

60年代，他又負責建立0.1MN（10噸力）基準測力機。70年代，他負責設計1MN（100噸力）基準測力機及負責建立5MN標準測力機，同時又負責建立國家雷射洛氏和表面洛氏硬度基準研究課題，並負責《力值與硬度計量手冊》的主編工作。他把這幾項工作像彈鋼琴似的交叉進行。到1980年，這三項工作都獲得完滿的成功。

工作經歷

1978年，蔡正平被任命為中國計量科學研究院副院長，1985年調任國家計量局總工程師。此時，他不僅自己不脫離第一線工作，積極負責20MN（2000噸力）標準測力機的研製工作。他為了培養人才，在幾次課題任務技術方案確定後，任命其它同志為課題負責人。他主管全院、全局的科研成果評定工作，做到民主、認真、不荀私情。他主管全國計量檢定規程的審定工作時，做到嚴格、規範並積極提高編寫人員的素質。他制定過1963～1972年力學計量長遠規劃，以及參加1978～1985年力值與硬度計量規劃的制定和1981年至1990年計量十年規劃的討論。

榮譽稱號

由於努力工作，成績顯著，他先後獲得了國家計量局和中國計量科學研究院1962年及1977年先進工作者稱號，1991年獲得了國務院的政府特殊津貼。於1988年1月晉升為研究員級高級工程師。他一貫要求進步，從1959年第一次申請入黨起，經過七次申請，歷時25年，終於在1984年光榮加入了中國共產黨。

他曾先後到聯邦德國、蘇聯、日本、巴西、朝鮮等國家進行技術考察和學術交流。他還擔任過國家科委計量科學專業組—學科組成員，國家科技進步獎評審委員會委員兼計量評審組組長；國際計量技術聯合會第三技術委員會（IMEKO TC-3）中國委員；中國計量測試學會1～4屆理事、常務理事等，中國儀器儀表學會第3屆理事和試驗機專業學會1～3屆副理事長，北京計量測試學會1～3屆副理事長；全國計量檢定規程審定委員會主任；中國計量學院客座教授等。

主要科學技術成就

堅持真理，積極推廣我國洛氏硬度新基準

洛氏硬度試驗套用非常廣泛。20世紀50年代，各國洛氏硬度量值很不一致。

例如1953年由聯邦德國發起一次國際比對，結果各國間最大相差2.5HRC。1956年由民主德國發起一次國際比對，結果最大相差3。0HRC。我國在50年代，採用的是蘇聯基準洛氏硬度塊作為中國臨時基準（簡稱“舊基準”），在軍工部門廣泛套用。60年代初，以蔡正平為首的課題組建立了以直接加荷式高精度洛氏硬度計為基準（簡稱“新基準”），新、舊基準值相差1.3～2.8HRC。而洛氏硬度計允差為1HRC，重要零件差1HRC即要報廢，所以新、舊基準間出現差值很大。由於軍工部門受舊基準影響深，堅持要按舊基準傳遞，局領導也一度下令停止新基準傳遞。

洛氏硬度機

在這種嚴峻的形勢下，蔡正平和他的同事們，團結一致，通過各種試驗，深入生產第一線，查閱了國內外有關資料，獲得了新基準傳遞有利於洛氏硬度計製造行業，有利於工業生產的豐富的第一手材料，並不斷地向局領導和有關工業部門匯報，得到了支持，終於1962年10月，國家計量局下文按新基準統一全國洛氏硬度量值。以後，經過多次國際比對，中國新基準值處於各國平均值附近。1963年日本計量所所長，委託硬度計量專家真下美佐男來華進行洛氏硬度量值比對，結果非常一致，他非常高興地說：“真沒有想到，兩國洛氏硬度值這么一致，今後日中兩國貿易，在硬度問題上，不會發生糾紛了”。新基準的推廣套用，也為以後建立國家雷射洛氏硬度基準，使洛氏硬度計量水平進入國際先進行列，奠定了良好的基礎。

自行設計我國首台5MN（500噸力）標準測力機

60年代初，在中央大抓“兩彈一星”的時刻，提出以自力更生為主、外援為輔的方針，在這個大背景下，軍工部門為測量火箭推力的需要，派員來國家計量局聯繫研製5MN（500噸力）標準測力機事宜。當時大家都沒有見過5MN（500噸力）測力機是什麼模樣，據說國外也只有幾個國家有，但無資料。瑞士曾報價50萬美元，但沒有樣本。局領導組織了以蔡正平為首的有軍工部門和其它有關單位參加的課題組，蔡正平兼主管設計，他根據液壓式測力機的原理，進行設計。設計工作每到一個新階段，都請國內有關專家進行審查、討論，集思廣益，經過一年多的努力，終於完成了七百餘張藍圖。1962年底，以軍工專用設備的名義，落實到上海重型工具機廠試製。

於1966年8月試製成功，費用僅45萬元人民幣。鑑定會結論是：“計量性能達到國際先進水平。”這是一台大型精密儀器，淨重（質量）達30多噸。在鑑定會上，上海重型工具機廠廠長說：“我們對這台設備能否試製成功，始終抱懷疑態度。主管設計蔡正平那么年輕，對設計這么龐大、精密的儀器既無經驗，又無國外資料借鑑，所以我們一直不願意接這項任務，現在居然試製成功了，真是出乎意料之外。”該項成果獲1978年科學大會獎。

積極採用新技術，提高洛氏硬度基準水平

70年代初，雷射技術和計算機技術在計量領域中的套用剛興起。原洛氏硬度計基準是用顯微鏡來測量壓入深度，這對洛氏硬度基準水平的提高，是一個關鍵的制約因素，而且顯微鏡要熟練的操作人員來讀數，對線誤差較大。蔡正平和他的同事們構想：能否用雷射技術來代替顯微鏡測量壓入深度以提高精度，變主觀測量為客觀測量，可以實現測量自動化，當時國外沒有任何這方面的報導，他們在實驗室內利用現有條件，加上土辦法來進行模擬試驗，經過多次反覆，模擬試驗終於成功。這項工作也得到領導上大力支持，由蔡正平組織8個有關單位組成一個龐大的課題組，研究內容包括：研製雷射洛氏及表面洛氏基準硬度計；研製基準金剛石壓頭組；研製基準洛氏硬度比對塊。因為三者是配套的，因此在總課題下分成三個分課題組，由蔡正平擔任總課題負責人。

他起草了總課題任務書，對各分課題組提出了明確、詳細的技術要求，簽訂協定並組織實施。親自參加硬度計主機的技術設計、關鍵性驗試；親自負責進行基準金剛石壓頭組的檢驗、挑選、試驗。1981年經鑑定：“達到國際先進水平。”該成果於1985年獲國家科技進步獎二等獎。

精益求精，建立5MN標準測力機

在第一台5MN（500噸力）標準測力機完成後，為了全國進行量值傳遞，所以領導決定製造一台5MN標準測力機。蔡正平根據精益求精原則，在第一台成果基礎上，通過幾年實踐作了修改，原圖紙728張，經修改和新增加的有593張。在該機中，首次採用了：高壓油密封技術、頂端單軸承導向技術、φ6”鋼球副支承技術、油路冷卻技術、大油缸氮化技術、大砝碼化學鍍鎳技術和電液伺服控制新技術，進一步改善了該機的性能，經國家計量局批准，作為中國大力值基準之一，更名為5MN基準測力機。該成果到1983年完成，獲1985年國家科技進步二等獎。

完成《力值與硬度計量手冊》的編寫

1972年當國務院整頓各條工業戰線時，在“文化大革命”中受到嚴重摧殘的計量機構，開始復甦。蔡正平看到各地都在培養新的力值與硬度計量工作者，急需教材，因此產生編寫一部《力值與硬度計量手冊》的構想。這個想法一經批准，他親自組建編寫小組，他指出編寫要具有自己的獨特風格，著重實用。該手冊由蔡正平擔任主編，由於任務重和過度勞累，他曾於1976 年9月工作時昏倒。到1980年止，全書共233萬字，分三冊：上冊為《力值與硬度計量基礎及規範》；中冊為《力值計量及材料試驗機》；下冊為《硬度計量及硬度計》。1978年和1980年由科學出版社出版。1982年該社將該手冊作為“我國科學家的優秀著作介紹到國外”，參加了法蘭克福舉行的第三十四屆國際圖書博覽會。

大膽創新，建立20MN標準測力機

早在1975年，根據火箭推力測量的需要和軋鋼自動化的需要，七機部和冶金部均向國家計量局要求建立20MN標準測力機。這項任務又交給了蔡正平。由於該設備設計複雜和其它原因直到1981年才落實到上海重型工具機廠試製，但該廠裝配車間允許主機的淨高不能超過11m，這給設計帶來很大困難，因為按照傳統的動壓潤滑方案，僅僅大油缸高度就必須在2.5m以上，主機高度不能低於12m。而且這么長的油缸，要求直線度、圓度均為0.01mm，國內也無法加工。這逼著他們必須創新，他們構想能否將大油缸副由傳統的動壓潤滑改為靜壓潤滑？只有這樣才可能將大油缸長度縮短一半左右，主機高度才能壓縮到11m以內，使大油缸加工變為可能。但這是世界上無前例的事，所以課題組利用5MN（500噸力）標準測力機，在該機上做了模擬試驗，通過模擬試驗，獲得了一系列設計的參數。終於在1990年建成。接著在1990年10月至1991年2月，中日兩國進行了20MN測力機比對，結果表明，在準確度上兩國一致，但在力值波動上，我國還優於日本一個數量級，日本專家對此測力機的優良性能讚賞不已，他說：“這台設備的力值波動度優於日本，達到10-5數量級，這是中國同行在硬體上採用尖端技術的成果。”1991年9月2日，以國際計量技術聯合會第三技術委員會（IMEKO TC3）主席德國力值計量專家M·彼得斯博士為首的德、日、英、芬蘭五名著名力值計量專家，到上海重型工具機廠實地考察了20MN測力機，M·彼得斯博士並親自上機操作、檢驗，專家們認為中國測力機研製技術已達到國際領先地位。1991年10月，國家科委對該機進行驗收，再度對該項目的技術水平評價為：“鑒於上述技術指標以及靜壓潤滑技術首次在國際上成功地套用於液壓式測力機，表明該項目研究成果在世界大力值測力機領域居領先水平。”在該會前後，《人民日報》等20餘家報紙均在顯著版面上作了報導，5家電視台也進行了播放。研製成功的20MN（2000噸力）標準測力機是我國目前最大的超重型精密大力值計量裝置，淨重200t，主機高度為10.5m，該裝置外形類似一台精製的萬噸水壓機。值得一提的是全部零件均為國產。它的建成已為軋鋼機自動化、國防地下核爆炸試驗工程、造船工業、海洋石油開發、核能開發、重型機械工業、量值傳遞等服務，還可對老軋機挖潛改造和安全生產服務；為準確測量運載火箭的發動機推力服務；為大型橋樑的建設服務；為大型水壩、電站的建設服務；為地質、地震研究服務等等。1992年2月，經國家技術監督局批准該機為大力值基準（即最高標準），故更名為：“20MN基準測力機”。該項目獲得了1996年國家科技進步獎一等獎。

重視計量工作為生產服務

蔡正平一向重視計量工作要為生產服務，他經常深入生產第一線，親自

參加檢定工作並進行調研。在硬度計量方面，他對汽車製造工業、飛機製造工業、軸承行業、刀具、刃具行業、工具機行業等作了大量調查，寫出了“硬度計量在國民經濟中的作用”一文。並親自參加鎮江錨鏈廠和大連造船廠的錨鏈試驗機的檢定，得悉這些試驗機經過國家計量部門檢定後，可以獲得英國勞埃德船級社的認可，這樣中國的錨鏈產品才能打入國際市場，價格也可成倍地提高。他又到葛洲壩工程檢定試驗機，獲悉這些試驗機檢定合格是葛洲壩工程質量可靠保證的主要基礎，同時了解到他們通過試驗機試驗，可以證實新材料和新工藝的可行性，為葛洲壩工程節約了大量的資金。1986年1月又應渤海石油公司平台製造廠的邀請，到塘沽現場對800t導管架進行稱重和測定重心位置。這是我國與法國道達爾公司合資開發南海油田的大型海洋鑽探設備，僅平台造價為90萬美元。這么巨大的平台架如何稱重、找重心，誰也沒有乾過。經過多次反覆研究方案，編制稱重程式，最後完成了任務，受到國內外專家的好評，為國家創匯作出了貢獻。蔡正平用這些實例，不僅激勵了自己，也用來鼓舞其他同志熱愛計量工作。

標準測力機

團結協作，嚴謹治學

蔡正平從事的課題、編著的書籍，很多具有龐大的工程性質，因此需要與很多單位、很多同志協同合作，因此團結協作精神就非常重要。1963年由杜銘心和蔡正平領導的實驗室，獲國家計量局先進集體的稱號，力學處黨支部寫了一份先進事跡介紹，其中寫道：“室的團結、室的優良作風，首先來自實驗室的領導—杜銘心和蔡正平同志，同志們說要論團結，兩位主任是團結的榜樣，要論幹勁，他們也是我們學習的標兵。”“談到老蔡，同志們就會說：他在學習上、工作上都是我們學習的榜樣，他工作效率高、成果多、幹勁足，他把業餘時間都列入工作計畫，白天干不完的晚上乾，平時乾不完的就星期天干，這些行動都深深感動了每個同志。”在《力值與硬度計量手冊》完成後，編寫組的同志們多次希望他再組織編寫一本新書。科學出版社《力值與硬度計量手冊》責任編輯曾表示：“蔡正平審定的稿件，我可以放心，因為他的要求比我還高。”；他負責設計、研製的所有基準、標準器，用了幾十年，至今仍在為祖國經濟建設服務。

主要論著

1 蔡正平主編.力值與硬度計量手冊，上冊力值與硬度計量基礎及規範.北京：科學出版社，1978.

2 蔡正平主編.力值與硬度計量手冊，中冊力值計量及材料試驗機.北京：科學出版社，1980.

3 蔡正平主編.力值與硬度計量手冊，下冊硬度計量及硬度計，科學出版社，1980.

4 蔡正平，施昌彥.國際計量聯合會“力與質量計量”第七屆會議概況與測力、稱重感測器技術考察報告.北京：科學技術文獻出版社，1979.

5 蔡正平，鄒炳易，施昌彥等譯.電子稱重技術與測力計量的最新進展—第十屆國際計量技術聯合會力與質量計量會議論文選.北京：中國計量出版社，1986.