Система единиц измерения , также известная как система единиц или система измерения , представляет собой совокупность единиц измерения и правил, связывающих их друг с другом. Системы измерения исторически были важны, регламентированы и определены для целей науки и торговли . Используемые экземпляры включают Международную систему единиц или СИ (современную форму метрической системы ), британскую имперскую систему и обычную систему Соединенных Штатов .
В древности системы измерения определялись на местном уровне: различные единицы измерения могли определяться независимо в зависимости от длины большого пальца короля или размера его ступни, длины шага, длины руки или, возможно, веса воды в бочонок определенного размера, возможно, сам по себе определяемый руками и костяшками пальцев . Объединяющей характеристикой является то, что существовало какое-то определение, основанное на каком-то стандарте. Со временем локти и шаги уступили место «обычным единицам» для удовлетворения потребностей торговцев и ученых.
Предпочтение более универсальной и последовательной системе постепенно распространялось по мере роста международной торговли и науки. Изменение системы измерения потребует затрат в ближайшем будущем, что часто приводит к сопротивлению такому изменению. Существенная выгода от перехода к более рациональной и международно согласованной системе измерения была признана и пропагандирована учеными, инженерами, бизнесменами и политиками, что привело к тому, что большая часть мира приняла общепринятую метрическую систему.
Французская революция породила метрическую систему , которая распространилась по всему миру, заменив большинство привычных единиц измерения. В большинстве систем длина (расстояние), масса и время являются базовыми величинами .
Более поздние научные разработки показали, что для расширения набора основных величин можно добавить электромагнитную величину, такую как электрический заряд или электрический ток. Гауссовы единицы имеют в качестве основных величин только длину, массу и время, без отдельного электромагнитного измерения. Другие величины, такие как мощность и скорость , выводятся из базовых величин: например, скорость — это расстояние в единицу времени. Исторически для одного и того же типа величины использовался широкий диапазон единиц. В различных контекстах длина измерялась в дюймах , футах , ярдах , саженях , стержнях , цепях , фарлонгах , милях , морских милях , стадиях , лигах с коэффициентами пересчета, которые не основывались на десятичной степени.
В метрической системе и других современных системах основные отношения между величинами, выраженные физическими формулами, такими как законы движения Ньютона , используются для выбора небольшого количества основных величин, для каждой из которых определяется единица измерения, из которой все остальные единицы могут быть производными. Вторичные единицы (кратные и дольные) получаются из этих основных и производных единиц путем умножения на степени десяти. Например, где единицей длины является метр ; Расстояние в 1 метр составляет 1000 миллиметров или 0,001 километра.
В большинстве стран метрика завершена или почти завершена.
Однако традиционные единицы измерения США по-прежнему широко используются в Соединенных Штатах и в некоторой степени в Либерии . В Бирме используются традиционные бирманские единицы измерения с частичным переходом на метрическую систему. Единицы США используются в Канаде в ограниченном контексте из-за большого объема торговли с США. Также широко используются имперские меры веса и меры, несмотря на де-юре канадский перевод в метрическую систему мер.
В ряде других юрисдикций действуют законы, предписывающие или разрешающие использование других систем измерения в некоторых или во всех контекстах, например, в Соединенном Королевстве, законодательство которого , например, в отношении дорожных знаков разрешает использовать только знаки расстояния, отображающие имперские единицы измерения (мили или ярды) [1] – или Гонконг. [2]
В США метрические единицы практически всегда используются в науке, часто в армии и частично в промышленности. Обычные единицы измерения в США в основном используются в домохозяйствах США. В розничных магазинах литр (в США пишется как «литр») является широко используемой единицей измерения объема, особенно в бутылках с напитками, а для лекарств используются миллиграммы, а не зерна.
Некоторые другие единицы, не входящие в систему СИ , все еще используются на международном уровне, например морские мили и узлы в авиации и судоходстве, а также футы для высоты самолета.
Метрические системы единиц развивались с момента принятия первой четко определенной системы во Франции в 1795 году. В ходе этой эволюции использование этих систем распространилось по всему миру, сначала в неанглоязычных странах, а затем в англоязычных странах. .
Кратные и дольные метрические единицы связаны степенями десяти, а их названия образуются с помощью приставок . Это соотношение совместимо с десятичной системой счисления и в значительной степени способствует удобству метрических единиц.
В ранней метрической системе существовало две основные единицы: метр для длины и грамм для массы. Другие единицы длины и массы, а также все единицы площади, объема и производные единицы, такие как плотность, были получены из этих двух основных единиц.
Mesures usuelles ( по -французски «обычные измерения ») представляли собой систему измерений, введенную как компромисс между метрической системой и традиционными измерениями. Он использовался во Франции с 1812 по 1839 год.
Использовался ряд вариаций метрической системы. К ним относятся гравитационные системы , полезные в науке системы сантиметр-грамм-секунда (сгс), система метр-тонна-секунда (мтс), когда-то использовавшаяся в СССР, и система метр-килограмм-секунда (мкс). В некоторых инженерных областях, таких как компьютерное проектирование , также используется миллиметр-грамм-секунда (ммс). [3]
Текущим международным стандартом метрической системы является Международная система единиц ( Système International d'Unités или SI). Это система, в которой все единицы могут быть выражены в семи единицах. Базовыми единицами системы СИ являются метр , килограмм , секунда , ампер , кельвин , моль и кандела .
И имперские единицы , и обычные единицы США произошли от более ранних английских единиц . Имперские единицы в основном использовались в бывшей Британской империи и Британском Содружестве , но во всех этих странах они были в значительной степени вытеснены метрической системой. Они все еще используются в некоторых приложениях в Соединенном Королевстве, но в большинстве случаев были заменены метрической системой в коммерческих , научных и промышленных приложениях. Однако традиционные единицы измерения по-прежнему остаются основной системой измерения в Соединенных Штатах . Хотя некоторые шаги в направлении метрической системы были сделаны (в основном в конце 1960-х и начале 1970-х годов), традиционные единицы имеют прочное влияние благодаря обширной промышленной инфраструктуре и коммерческому развитию.
Хотя имперская и обычная системы США тесно связаны, между ними существует ряд различий . Единицы длины и площади ( дюйм , фут , ярд , миля и т. д.) были идентичны со времени принятия Международного соглашения о ярдах и фунтах ; однако США, а ранее и Индия, сохранили старые определения для целей обследования. Это, например, привело к появлению исследовательского центра в США. Единицы массы и веса эвердупуа различаются для единиц, превышающих фунт (фунт). В имперской системе используется камень весом 14 фунтов, длинный центнер весом 112 фунтов и длинная тонна весом 2240 фунтов. В США камень не используется, а центнеры и тонны короткие: 100 фунтов и 2000 фунтов соответственно.
В чем эти системы наиболее заметно различаются, так это в единицах объема. Американская жидкая унция (fl oz), около 29,6 миллилитра (мл), немного больше, чем британская жидкая унция (около 28,4 мл). Однако, поскольку в одной пинте США содержится 16 жидких унций США , а в одной имперской пинте — 20 имп жидких унций, имперская пинта примерно на 20% больше. То же самое относится и к квартам , галлонам и т. д.; шесть галлонов США — это чуть меньше пяти британских галлонов.
Система Эвердюпуа служила общей системой массы и веса. Помимо этого есть Троя и аптекарские системы . Тройскую гирю обычно использовали для драгоценных металлов , черного пороха и драгоценных камней . Тройская унция — единственная используемая в настоящее время единица системы; он используется для драгоценных металлов. Хотя тройская унция больше, чем ее эквивалент эвердупуа, фунт меньше. Устаревший тройской фунт делился на 12 унций, а не на 16 унций на фунт, как в системе эвердюпуа. Аптекарская система традиционно использовалась в фармакологии , но теперь заменена метрической системой; в ней использовались те же фунты и унции, что и в тройской системе, но с другими дополнительными подразделениями.
Естественные единицы — это единицы измерения , определенные в терминах универсальных физических констант таким образом, что выбранные физические константы принимают числовое значение единицы, когда выражаются в этих единицах. Природные единицы названы так потому, что их определение основано только на свойствах природы , а не на какой-либо человеческой конструкции. Возможны различные системы натуральных единиц в зависимости от выбора используемых констант.
Вот некоторые примеры:
Нестандартные единицы измерения, которые также встречаются в книгах, газетах и т. д., включают:
Единица измерения, применимая к деньгам , называется расчетной единицей в экономике и единицей измерения в бухгалтерском учете. [5] Обычно это валюта , выпущенная страной или ее частью; например, доллар США и цент США ( 1 ⁄ 100 доллара) или евро и евроцент.
ISO 4217 — это международный стандарт, описывающий трехбуквенные коды (также известные как код валюты) для определения названий валют, установленные Международной организацией по стандартизации (ISO).
На протяжении всей истории использовалось множество официальных систем измерения. Хотя некоторые из этих традиционных систем больше не используются официально, они время от времени используются в повседневной жизни, например, при приготовлении пищи .
Все еще используется:
