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在國際單位制中的7個基本單位中（1.長度—米；2.質(zhì)量—千克或公斤；3.時間—秒；4.電流—安或安培；5.熱力學(xué)溫度—開或開爾文；6.物質(zhì)的量—摩或摩爾；7.發(fā)光強度—坎或坎德拉）時間單位的定義與測量是歷史最悠久、情況最復(fù)雜、目前測量精度最高的一個基本單位。

天文學(xué)時間標(biāo)準(zhǔn)在人類社會活動和科學(xué)技術(shù)進步中曾經(jīng)發(fā)揮了巨大作用。但是由于它的實測精度很難提高，在20世紀(jì)50年代以后，逐步為新興的物理學(xué)原子標(biāo)準(zhǔn)所取代。原子時間計量標(biāo)準(zhǔn)在1967年正式取代了天文學(xué)的秒長的定義新秒長規(guī)定為：位于海平面上的銫Cs133原子基態(tài)的兩個超精細(xì)能級間在零磁場中躍遷振蕩9192631770個周期所持續(xù)的時間為一個原子時秒。這一定義標(biāo)志著時間測量的一個新時代的到來。

時間既然由原子振蕩頻率來定義。因此頻率穩(wěn)定度和頻率準(zhǔn)確度便成為時間測量的一個重要概念。在時頻測量中習(xí)慣上把不穩(wěn)定性稱為穩(wěn)定度，例如，國際原子時的穩(wěn)定度為正負(fù)3乘10的負(fù)15次方。就是指國際原子時在取樣時間內(nèi)的不穩(wěn)定性

時域下的時間穩(wěn)定度測量——被測時鐘和參考時鐘的輸出信號（例如秒）分別進入時間間隔計數(shù)器。參考時鐘的秒脈沖信號為開門信號被測時鐘的秒脈沖信號為關(guān)門信號。然后由時間間隔計數(shù)器計算被測時鐘秒脈沖到達預(yù)設(shè)波陣面高度的時刻。  

時域下的頻率穩(wěn)定度測量——測量頻率穩(wěn)定度一般使用兩個頻率不同但相近的振蕩器，去伺服混頻器再經(jīng)過低通濾波后，由電子計數(shù)器進行測量。

頻域下的頻率穩(wěn)定度特征——要得到各種偶然因素造成的頻率不穩(wěn)定性，一般方法是將它們的功率譜密度函數(shù)在所有的頻率上進行積分。然后對增量利用方差進行統(tǒng)計處理。最常用的是Allan方差。

時間和頻率比對——在原子時測量領(lǐng)域中，由于構(gòu)成時間的基本單位是頻率。因此，實驗室內(nèi)部需要經(jīng)常進行頻率比對，以求得盡量均勻的時間單位；同時，各個實驗室之間也需要相互比對。時間比對主要分為局部時間比對和遠(yuǎn)距離時間比對，在遠(yuǎn)距離時間比對中又采用搬運鐘、單向法、雙向法。