Обе системы мер — имперская и американская — произошли от более ранней английской системы мер , которую, в свою очередь, можно проследить до древнеримских единиц измерения , а также каролингских и саксонских единиц измерения.
Система единиц измерения США была разработана и использовалась в Соединенных Штатах после Американской революции , на основе подмножества английских единиц, используемых в Тринадцати колониях ; это преобладающая система единиц в Соединенных Штатах и на территориях США (за исключением Пуэрто-Рико и Гуама , где метрическая система , введенная, когда обе территории были испанскими колониями , также официально используется и является преобладающей). [1] Имперская система единиц была разработана и использовалась в Соединенном Королевстве и его империи, начиная с 1824 года. Метрическая система в разной степени заменила имперскую систему в странах, которые когда-то ее использовали.
Большинство единиц измерения были адаптированы тем или иным образом со времен нормандского завоевания (1066). Единицы измерения длины изменились меньше всего — ярд ( который заменил эль ) и чейн были мерами, полученными в Англии. Фут , используемый ремесленниками, вытеснил более длинный фут, используемый в сельском хозяйстве. Сельскохозяйственный фут был уменьшен до 10 ⁄ 11 своего прежнего размера, в результате чего стержень, шест или насест стали 16+1 ⁄ 2 (а не старые 15) сельскохозяйственных футов. Фарлонг и акр , как только они стали мерой размера участка земли, а не его стоимости, оставались относительно неизменными. За последнюю тысячу лет в Англии использовались три основных фунта. Тройский фунт (5760 гран ) использовался для драгоценных металлов, аптекарский фунт (также 5760 гран) использовался фармацевтами , а фунт эвердьюпойс (7000 гран) использовался для общих целей. Аптекарский и тройский фунты делятся на 12 унций (по 480 гран), в то время как фунт эвердьюпойс имеет 16 унций (по 437,5 гран). Единица объема, галлон , имеет разные значения в Соединенных Штатах и в Соединенном Королевстве — американский жидкий галлон составляет около 0,83 имперских галлонов, а американский сухой галлон — около 0,97 имперских галлонов. Американский жидкий галлон был основан на винном галлоне, который использовался в Англии до 1826 года.
После Декларации независимости США единицы измерения в Соединенных Штатах развились в то, что сейчас известно как общепринятые единицы . Соединенное Королевство пересмотрело свою систему измерений в 1826 году, когда оно ввело имперскую систему единиц . Это привело к тому, что в двух странах появились разные галлоны. Позже в этом веке были предприняты попытки выровнять определение фунта и ярда в двух странах, используя копии стандартов, принятых британским парламентом в 1855 году. Однако эти стандарты были низкого качества по сравнению с теми, которые были разработаны для Конвенции о метре . В 1960 году две страны договорились об общих определениях ярда и фунта на основе определений метра и килограмма . Это изменение, которое составило несколько частей на миллион, имело небольшой эффект в Соединенном Королевстве, но привело к тому, что в Соединенных Штатах появились две немного отличающиеся системы линейных мер — международная система и система геодезистов.
Английские единицы измерения были получены из комбинации римских , каролингских и саксонских единиц измерения. Они были предшественниками как имперской системы единиц (впервые определенной в 1824 году, вступившей в силу в 1826 году), так и традиционных единиц США , которые произошли от английских единиц с 1776 года. [2]
Самые ранние записи английских единиц измерения включают вес (и, следовательно, стоимость) саксонских монет. Пенни, введенный Оффой, составлял около 20 гран (1,296 г). Эдуард Старший увеличил вес английского пенни до 26 гран (1,685 г), тем самым приравняв его к пенни Карла Великого . Ко времени нормандского завоевания (1066 г.) он уменьшился до 24 гран (1,555 г). Эта величина впоследствии была названа пеннивейтом и легла в основу тройских единиц веса — тройской унции, используемой по сей день для взвешивания драгоценных металлов. [3] : 44–48 Эдуард I (1272–1307) разорвал связь между стоимостью монеты и ее весом, когда он обесценил английскую чеканку, введя гроут (четыре пенса), который весил 89 гран вместо ожидаемых 96 гран. Гроут еще больше обесценился в 1350-х годах, когда его вес был уменьшен до 72 гран. [4] [5]
Во времена саксов земля измерялась как с точки зрения ее экономической ценности, так и с точки зрения ее размера. В Книге Страшного суда использовалась гайда , экономическая единица измерения. В других источниках фарлонг и руд , по-видимому, являются единицами, связанными с процедурами вспашки. Особый интерес представлял руд, длина которого составляла 15 северогерманских футов, а северогерманский фут был эквивалентен 335 мм (13,2 дюйма). [3] : 50 Ремесленники, с другой стороны, использовали более короткий римский фут.
Стандартизация мер и весов была повторяющейся проблемой для монархов. В 965 году нашей эры король Эдгар постановил, что «только один вес и одна мера должны проходить через все владения короля». [6] В 1197 году Ричард I постановил, что меры зерна и бобов, а также вина и эля должны быть одинаковыми по всей Англии. [7] Великая хартия вольностей , подписанная королем Иоанном в 1215 году, распространила это на ткань. [8] Где-то между 1266 и 1303 годами веса и меры Англии были радикально пересмотрены законом, известным как Составление ярдов и насестов ( Compositio ulnarum et perticarum ) [9], часто называемым сокращенно Compositio . Этот закон, приписываемый либо Генриху III, либо его преемнику Эдуарду I, установил новый фут, который составлял ровно 10 ⁄ 11 длины старого фута, с соответствующим уменьшением размера ярда, элля, дюйма и ячменного зерна. (Фурлонги остались прежними, но род изменился с 15 старых футов на 16 1 ⁄ 2 новых футов. [10] )
В 1324 году Эдуард II систематизировал единицы длины, определив дюйм как 3 ячменных зерна, фут как 12 дюймов, ярд как 3 фута, перч как 5 1⁄2 ярдов и акр как площадь 4 на 40 перчей. [2] Помимо элля (45 дюймов или 114,3 см, который продолжал использоваться в торговле тканями) и чейн (введенной Эдмундом Гюнтером в 1620 году и использовавшейся в землемерии), эти единицы легли в основу единиц длины английской системы измерений. Однако единицы много раз переопределялись — во времена Генриха VIII изготавливались стандартные ярды и элли из латуни , во времена Елизаветы I их заменили стандартами из бронзы , а в 1742 году, после того как научные сравнения показали отклонение до 0,2% от среднего значения, был предложен окончательный стандартный ярд (но не изготовлен). [3] : 122–123 [11]
В эпоху Средневековья сельскохозяйственные продукты, кроме шерсти, в основном продавались по объему, с различными бушелями и галлонами, вводимыми на протяжении многих лет для различных товаров. В начале четырнадцатого века в торговле шерстью традиционно использовалась система весов эвердьюпуа , процесс, который был формализован Эдуардом III в 1340 году. В то же время, стоун , когда использовался для взвешивания шерсти, был формализован как 14 фунтов. [3] : 91–94
В период Тюдоров были проведены многочисленные реформы английских мер и весов. В 1496 году Генрих VII приказал, чтобы эталонные копии ярда, фунта и галлона были изготовлены из латуни и распространены в определенных городах по всему королевству. [12] : 36 Многие меры и весы, которые вошли в употребление, были запрещены: в 1527 году Генрих VIII запретил Тауэрский фунт (5400 гран против 5760 гран аптекарского и тройского фунтов) и торговый фунт (6750 гран против 7000 гран фунта эвердьюпойс) [3] : 105 , а в 1592 году Елизавета I приказала использовать «статутную милю» (5280 футов против 5000 футов лондонской или староанглийской мили). [3] : 123
Согласно Акту об унии 1707 года , Шотландия, которая разработала собственную систему мер и весов независимо от Англии, отказалась от них в пользу английских мер и весов. [12] : 90–91 Акты об унии 1800 года , объединившие Ирландию с Великобританией, оказали меньшее влияние на меры и весы — ирландские меры и весы были основаны на английском футе и фунте эвердьюпойс с 1351 года, хотя ирландский акр и миля были основаны на перче в 7 ярдов, а не на 5.+1 ⁄ 2 ярда как в Англии. [12] : 116
К началу девятнадцатого века многие товары имели свой собственный набор единиц, единицы измерения для шерстяной и суконной промышленности имели единицы измерения, специфичные для этих товаров, хотя и производные от фунта эвердьюпойс или фута, в то время как вино и пиво использовали единицы с теми же названиями, но разными размерами — винный галлон был 231 кубическим дюймом, а галлон пива или эля — 282 кубическими дюймами. Сельскохозяйственная продукция продавалась бушелями, которые были основаны на еще одном галлоне — сухом галлоне в 268,8 кубических дюймах. Хотя это явно не разрешено законом, многие рынки использовали бушели, основанные на весе, а не на объеме при продаже пшеницы и ячменя. [12] : 85–88
Закон о мерах и весах Великобритании 1824 года отменил все существующие британские законы о мерах и весах, некоторые из которых датируются 1300-ми годами, и переопределил существующие единицы измерения. В частности, были изготовлены новые стандартные ярд и тройский фунт в качестве стандартов длины и веса соответственно. Новая мера, имперский галлон , которая заменила множество используемых галлонов, [Примечание 1] была определена как объем 10 фунтов воды при температуре 62 °F (17 °C), который после санкционированных экспериментов оказался равным 277,274 кубическим дюймам. Бушель , который, как и галлон, имел определения, отражающие различные галлоны, был определен как 8 имперских галлонов. [13] [14]
Закон о мерах и весах 1824 года также внес некоторые изменения в администрирование стандартов мер и весов: ранее парламенту была предоставлена охрана стандартов, но закон передал эту ответственность казначейству . Закон также учредил инспекцию по мерам и весам. [13] [14]
Стандартный ярд и фунт были утеряны в 1834 году, когда пожар частично уничтожил Вестминстерский дворец. После отчета, опубликованного в 1841 году комиссией, были изготовлены новые стандартные ярд и фунт с использованием лучших доступных вторичных источников. В отличие от предыдущего стандарта, новый стандарт фунта был фунтом эвердьюпуа. Они были приняты парламентским актом в качестве стандартов длины и веса в 1855 году. После фиаско по поводу различных галлонов, которые были приняты Соединенными Штатами и Соединенным Королевством тридцатью годами ранее, одна из копий стандартного ярда была предложена и принята правительством Соединенных Штатов. [15]
Закон о мерах и весах 1835 года устранил ряд недостатков Закона 1825 года. В ответ на заявления торговцев стоун и центнер были официально определены как 14 фунтов и 112 фунтов соответственно, а эксперимент по определению «кучной» меры, описанный в Законе 1824 года, был прекращен. [14] Не все торговые предприятия следовали использованию 14 стоунов — например, Бриттен в 1880 году каталогизировал ряд различных значений стоуна в различных британских городах и поселках в диапазоне от 4 фунтов до 26 фунтов [16] Закон 1835 года также ограничил использование тройской меры драгоценными металлами и потребовал, чтобы уголь продавался по весу, а не по объему.
Закон о мерах и весах 1878 года пересмотрел режим проверки мер и весов, используемых в торговле. Закон также подтвердил использование латунного стандартного ярда и платинового стандартного фунта в качестве стандартов для использования в Соединенном Королевстве, подтвердил использование аптекарских мер в фармацевтической промышленности, подтвердил определение галлона 1824 года, исключил тройский фунт из списка законных единиц измерения, добавил сажень в список законных единиц и зафиксировал соотношение метрических и имперских единиц, при этом один метр был равен 39,3708 дюйма, а один килограмм был равен 15432,3487 грана (1 фунт = 0,453592654 кг). [14] [17] После принятия закона объем галлона, который был определен как объем 10 фунтов дистиллированной воды при температуре 62 °F (17 °C ), был переизмерен и установлен на уровне 277,42 кубических дюймов, хотя Таможенно-акцизное управление Ее Величества продолжало использовать определение 1824 года для целей акциза. [15]
Закон о мерах и весах 1878 года фактически запретил использование метрических гирь в торговле, поскольку Соединенное Королевство отказалось подписать Конвенцию о метре тремя годами ранее. Стандартный имперский ярд был нестабильным — в 1947 году была количественно определена скорость его усадки, которая составила одну часть на миллион каждые 23 года. [3] : 154 [18] В апреле 1884 года Х. Дж. Чейни, смотритель стандартов в Лондоне, неофициально связался с BIPM (хранителями эталонного метра) с вопросом, будет ли BIPM калибровать некоторые эталоны метра, которые были изготовлены в Соединенном Королевстве. Брох , директор BIPM, ответил, что он не уполномочен выполнять какие-либо подобные калибровки для государств, не являющихся членами. 17 сентября 1884 года британское правительство подписало конвенцию от имени Соединенного Королевства. [19] Закон о мерах и весах 1897 года разрешил использование метрических единиц в торговле; список эквивалентов метрической и имперской систем будет опубликован в следующем году. [20]
Согласно Закону о мерах и весах 1824 года, хранение стандартного ярда и фунта, а также хранение управления мерами и весами было поручено казначейству, но проверка проводилась на местном уровне. Закон о мерах и весах 1835 года формально описывал должность и обязанности инспекторов мер и весов и требовал, чтобы каждый округ назначал таких должностных лиц, а Закон о стандартах мер, весов и чеканки монет 1866 года передал ответственность за меры и весы Торговому совету . В 1900 году Торговый совет основал Национальную физическую лабораторию (NPL) для предоставления лабораторных помещений для мер и весов. [14]
После принятия Закона о мерах и весах (метрическая система) 1897 года , веса и меры в Соединенном Королевстве оставались относительно неизменными до окончания Второй мировой войны . К середине века разница в 2 части на миллион между британскими и американскими стандартными ярдами стала вызывать проблемы — в 1900 году допуск в 10 частей на миллион был достаточным для науки, но к 1950 году этот допуск сократился до 0,25 частей на миллион. [3] : 155 В 1960 году представители Национальной физической лаборатории и других национальных лабораторий Соединенных Штатов и Содружества согласились переопределить ярд как равный точно 0,9144 метра, действие, которое было ратифицировано британским правительством в рамках Закона о мерах и весах 1963 года .
-1.JPG/1280px-VolumeStandards(AU)-1.JPG)
Метрический подход в Великобритании начался в середине 1960-х годов. Первоначально этот подход был добровольным, и к 1985 году многие традиционные и имперские единицы измерения были добровольно изъяты из использования в розничной торговле. Закон о мерах и весах 1985 года формализовал их изъятие для использования в торговле, хотя имперские единицы были сохранены для использования на дорожных знаках, а наиболее распространенные имперские единицы веса, такие как фут, дюйм, фунт, унция, галлон и пинта, продолжали использоваться в розничной торговле для продажи сыпучих товаров или товаров, измеренных или взвешенных в присутствии покупателя. [21] [22] [Примечание 2] С 1 января 2000 года стало незаконным использовать имперские единицы для веса и меры в розничной торговле в Великобритании, за исключением дополнительных единиц или для продажи разливного пива и сидра пинтами или молока, которое продается в возвратной таре. [23]
Когда колонии получили статус доминиона , они также получили право контролировать свои собственные системы мер и весов. [15] Многие приняли имперскую систему единиц с местными вариациями. Индия [24] и Гонконг [25] дополнили имперскую систему единиц своими собственными местными единицами измерения, части Канады [26] и Южной Африки [27] включили единицы измерения землеустройства от более ранних колониальных хозяев в свои системы мер, в то время как многие территории использовали только подмножество единиц, используемых в Соединенном Королевстве, в частности, стоун , квартер и центаль не были каталогизированы, среди прочего, в австралийском, [28] канадском [29] и индийском [24] законодательстве. Кроме того, Канада привела свою тонну в соответствие с мерами США, каталогизировав тонну в 2000 фунтов как законную для торговли, но сохранила имперский галлон. [29]
Стандартизация верфи в 1960 году потребовала соглашения не только между Соединенными Штатами и Великобританией, но также Канадой, Австралией, Новой Зеландией и Южной Африкой, каждая из которых имела свои собственные лаборатории стандартов.
До Декларации независимости США в 1776 году тринадцать колоний , которые должны были стать Соединенными Штатами, использовали английскую систему измерений . [30] Статьи Конфедерации , которые предшествовали Конституции , давали центральному правительству «единственное и исключительное право и власть... устанавливать стандарт мер и весов на всей территории Соединенных Штатов». [31] После образования Соединенных Штатов Конституция подтвердила право Конгресса «устанавливать стандарт мер и весов», но оставила право регулировать торговлю, а также меры и весы за отдельными штатами. [32]
Во время Первого конгресса Соединенных Штатов в 1789 году Томасу Джефферсону было поручено составить план для валюты и мер веса, которые будут использоваться в новой республике. В своем ответе 1790 года он отметил, что существующая система мер была надежной, но что контроль над базовым артефактом не находился под контролем Соединенных Штатов. Его отчет предложил способ изготовления местного стандарта, а также оставил открытым путь для принятия десятичной системы, если это будет уместно. [30] В этом случае существующие стандарты были сохранены.
В течение многих лет на федеральном уровне не предпринималось никаких действий для обеспечения гармонии в единицах измерения – единицы, приобретенные ранними колонистами, по-видимому, служили своей цели. Конгресс ничего не сделал, но Фердинанд Хасслер , суперинтендант обследования Восточного побережья , который в 1790 году встретился, используя контакты в своей родной Швейцарии, приобрел копию [французского] mètre des Archives . В 1810 году Фердинанд Хасслер был отправлен в Европу Казначейством для приобретения измерительных приборов и стандартов. [33]
В 1827 году Альберт Галлатин, посланник Соединенных Штатов в Лондоне, приобрел «точную копию» тройского фунта, находившегося в распоряжении британского правительства, который в 1828 году был принят в качестве эталонной копии веса в Соединенных Штатах. [34]
В 1821 году Джон Куинси Адамс , тогдашний государственный секретарь, представил доклад, основанный на исследовании, заказанном Сенатом в 1817 году, в котором рекомендовалось не принимать метрическую систему. Конгресс ничего не сделал, и в 1832 году Казначейство приняло ярд в 36 дюймов в качестве единицы длины для таможенных целей, фунт эвердьюпойса в 7000 гран в качестве единицы веса и галлон в 231 кубический дюйм («галлон королевы Анны») и бушель в 2150,42 кубических дюйма в качестве единиц объема. [35] Конгресс мало что сделал для продвижения стандартов по всем Соединенным Штатам, кроме фиксирования размера ярда и галлона. [36]
На протяжении девятнадцатого века отдельные штаты разрабатывали свои собственные стандарты, и в частности, появились различные бушели, основанные на весе (массе), а не на объеме, в зависимости как от товара, так и от штата. Это отсутствие единообразия парализовало межгосударственную торговлю, и в 1905 году Национальное бюро стандартов созвало собрание штатов, чтобы обсудить отсутствие единых стандартов и во многих случаях средств нормативного надзора. Собрание состоялось в следующем году и впоследствии стало ежегодным собранием, известным как Национальная конференция по мерам и весам (NCWM). В 1915 году конференция опубликовала свои первые типовые стандарты. [32] Бушель не был полностью стандартизирован, и Чикагская товарная биржа до сих пор (май 2013 г.) использует разные бушели для разных товаров: бушель кукурузы — 56 фунтов, бушель овса — 38 фунтов, бушель соевых бобов — 60 фунтов, а бушель красной озимой пшеницы (как твердой, так и мягкой) также составляет 60 фунтов. Другие товары на бирже исчисляются в фунтах, коротких тоннах или метрических тоннах. [37]
Одним из действий, предпринятых Конгрессом, было разрешение использовать метрическую систему в торговле (1866 г.), сделанное в разгар процесса перехода на метрическую систему в Латинской Америке . [38] Другими действиями были ратификация Метрической конвенции в 1875 г. и, в соответствии с Приказом Менденхолла 1897 г., переопределение фунта и ярда в терминах международного прототипа килограмма и международного прототипа метра соответственно. [39]
В 1901 году управление мерами и весами было передано федеральному агентству, Национальному бюро стандартов, которое в 1988 году стало Национальным институтом стандартов и технологий. [40] Бездеятельность Конгресса и отсутствие единообразия мер и весов, которые парализовали экономический рост США в девятнадцатом веке, привели к тому, что Национальное бюро стандартов созвало в 1905 году собрание штатов, которое привело к созданию Национальной конференции по мерам и весам (NCWM). [41] Эта организация является фактическим контролирующим органом по мерам и весам в Соединенных Штатах, [42] хотя в отношении международных отношений, таких как членство в Генеральной конференции по мерам и весам ( межправительственная организация ), само правительство США должно взять на себя ведущую роль. [43]
В двадцатом веке основным изменением в общепринятой системе мер и весов стало соглашение между NIST и соответствующими органами Австралии, Канады, Новой Зеландии, Южной Африки и Соединенного Королевства, подписанное в 1960 году, которое переопределило ярд и фунт в терминах метра и килограмма соответственно. Эти новые единицы стали известны как международный ярд и фунт. Конгресс не одобрил и не отклонил это действие. (См. § Метрические эквиваленты).
Имперские и общепринятые единицы США уже давно используются во многих отраслях техники. Двумя самыми ранними единицами измерения, которые вошли в употребление, были лошадиная сила и градус Фаренгейта . Лошадиная сила была определена Джеймсом Уаттом в 1782 году как мощность, необходимая для подъема 33 000 фунтов воды на высоту одного фута за одну минуту [46] [Примечание 3] , а градус Фаренгейта был впервые определен Дэниелом Фаренгейтом примерно в 1713 году как температурная шкала, нижняя точка калибровки которой (0 °F) соответствует температуре, при которой замерзает перенасыщенная смесь соли и льда, а верхняя точка калибровки — температуре тела (96 °F). В 1777 году Королевское общество под председательством Генри Кавендиша предложило изменить определение шкалы Фаренгейта таким образом, чтобы температура, соответствующая точке таяния льда, составляла 32 °F (0 °C), а точка кипения воды при стандартных атмосферных условиях — 212 °F (100 °C).
Британская тепловая единица (БТЕ) определяется как количество тепла, необходимое для повышения температуры одного фунта воды на один градус по Фаренгейту. [47] Она использовалась до 1859 года как единица измерения тепла, основанная на имперских единицах, а не на метрических единицах, используемых французами [48] — Клеман-Дезорм определил калорию в терминах килограмма и градусов Цельсия («стоградусная шкала») в 1824 году. [49]
В 1873 году комитет Британской ассоциации содействия развитию науки под председательством Уильяма Томсона (лорда Кельвина) ввел понятие когерентности в единицы измерения и предложил названия дина и эрг в качестве единиц силы и работы в системе единиц СГС . [50] [51] [Примечание 4] Два года спустя Джеймс Томсон , старший брат Уильяма Томсона, ввел термин паундал в качестве когерентной единицы силы в системе фут-фунт-секунда (FPS). [52] Единицей работы FPS является фут-паундал . [53]
Другие системы для измерения динамических величин, которые использовали имперские и американские общепринятые единицы, — это Британская гравитационная система (BG), предложенная Артуром Мейсоном Уортингтоном , и Английская инженерная система (EE). Обе системы зависят от гравитационного ускорения и используют фунт-силу в качестве единицы силы, но используют разные подходы при применении законов движения Ньютона . В системе BG сила, а не масса, имеет базовую единицу, в то время как слаг является производной единицей инерции (а не массы). [54] С другой стороны, система EE использует другой подход и вводит в свои уравнения ускорение под действием силы тяжести ( g ). Оба эти подхода привели к небольшим изменениям в значении фунта-силы (а также килограмм-силы) в разных частях мира. Различные страны опубликовали стандартные значения, которые следует использовать для g , и в 1901 году CGPM опубликовала стандартное значение для g , которое следует использовать в «Международной службе мер и весов», а именно 32,174049 фут/с 2 (9,80665 м/с 2 ), что равно значению g на широте 45°. [55]
Второй закон Ньютона в этих системах принимает вид:
AE игнорируется во многих инженерных курсах и учебниках [56] [57] , в то время как некоторые, такие как Дарби, используют только EE (наряду с SI), описывая системы BG и EE как «архаичные». [58]
Стандартный ярд и [тройский] фунт были утеряны в 1834 году, когда пожар частично уничтожил Вестминстерский дворец . После отчета, опубликованного комиссией в 1841 году, были изготовлены новый стандартный ярд и фунт с использованием лучших доступных вторичных источников. В отличие от предыдущего стандарта, новый стандарт фунта, изготовленный из платины, был фунтом эвердьюпуа. Новый ярд, немного длиннее ярда, чтобы предотвратить износ, как это было с mètre des Archives , был изготовлен из латуни и имел две золотые заглушки близко к концу. Царапины на заглушках обозначали длину ярда. Они были приняты Актом парламента в качестве стандартов длины и веса в 1855 году. После фиаско из-за различных галлонов, которые были приняты Соединенными Штатами и Соединенным Королевством тридцатью годами ранее, одна из копий стандартного ярда и фунта эвердьюпуа (известного в Соединенных Штатах как «монетный фунт») была предложена и принята правительством Соединенных Штатов. [15]
В годы, последовавшие за принятием закона 1878 года, было обнаружено, что стандартный имперский ярд уменьшается со скоростью, подтвержденной в 1950 году, которая составляет почти одну часть на миллион каждые 30 лет. [59] [60] С другой стороны, международный прототип метра, изготовленный из сплава платины и иридия, а не латуни британской фирмой, которая в 1889 году заменила mètre des Archives в качестве стандарта метра, оказался более стабильным, чем стандартный ярд. [61] И Соединенные Штаты, и Великобритания, как подписавшие Метрическую конвенцию , приняли поставку копий как стандартного метра, так и стандартного килограмма. «Монетный фунт» также оказался некачественным.
В 1866 году правительство Соединенных Штатов легализовало использование метрических единиц в договорном праве, определив их в терминах эквивалентных обычных единиц до пяти значащих цифр, что было достаточно для целей торговли. [62] В 1893 году в соответствии с Приказом Менденхолла Соединенные Штаты отказались от ярда 1855 года как стандарта длины и «монетного фунта» как стандарта массы, переопределив их в терминах метра и килограмма, используя значения законодательства 1866 года. [63] В Соединенном Королевстве были проведены новые сравнения имперских и метрических стандартов длины и массы, которые использовались в Законе о мерах и весах (метрическая система) 1897 года ( 60 & 61 Vict. c. 46) для переопределения ярда и фунта в терминах метра и килограмма соответственно. Кроме того, определения как ярда, так и фунта в терминах артефактов, хранящихся в британском правительстве, были подтверждены, дав как ярду, так и фунту два разных определения. [20] Разница между британским и американским ярдом и фунтом составляла порядка нескольких частей на миллион.
К концу Второй мировой войны лаборатории стандартов Канады, Австралии, Новой Зеландии и Южной Африки также имели свои собственные копии фунта и ярда. Эти юридические и технические несоответствия, описанные Макгриви (стр. 290) как «необоснованные», привели к проведению Научной конференции Содружества в 1946 году. [15] [64] на которой было предложено, чтобы страны Содружества и Соединенные Штаты переопределили ярд и фунт в терминах согласованной доли метра и килограмма соответственно. В 1960 году лаборатории стандартов достигли соглашения о переопределении ярда и фунта как
Последняя цифра значения фунта была выбрана таким образом, чтобы число делилось на 7 без повторяющейся десятичной точки , что делает гран равным точно 64,798 91 миллиграмму . [65]
Это соглашение было ратифицировано Соединенным Королевством в 1963 году, в то время как Канада предвосхитила решение, приняв эти ценности в 1951 году, за девять лет до полного международного соглашения. Конгресс Соединенных Штатов не ратифицировал и не аннулировал это соглашение. [36]
До 1960 года имперский и обычный ярд и фунт были достаточно близки друг к другу [Примечание 5], поэтому для большинства практических целей различия в размерах единиц длины, площади, объема и массы можно было не принимать во внимание, хотя имелись различия в использовании - например, в Соединенных Штатах короткие расстояния по дорогам указываются в футах [66], тогда как в Соединенном Королевстве они указываются в ярдах [67]. Введение международного ярда в 1960 году вызвало небольшие, но заметные эффекты в геодезии в Соединенных Штатах, в результате чего некоторые штаты сохранили первоначальные определения обычных единиц измерения, которые теперь известны как геодезическая миля, фут, в то время как другие штаты приняли международный фут. [68] По данным Национального института стандартов и технологий , геодезический фут устарел с 1 января 2023 года, и его использование не рекомендуется. [69]
Определение единиц веса свыше фунта различалось в обычной и имперской системах - в имперской системе использовался стоун в 14 фунтов, центнер в 8 стоунов [Примечание 6] и тонна в 2240 фунтов (20 центнеров), в то время как в обычной системе единиц стоун не использовался, но был центнер в 100 фунтов и тонна в 2000 фунтов. В международной торговле тонна в 2240 фунтов часто называлась «длинной тонной», а тонна в 2000 фунтов - «короткой тонной». При использовании обычных единиц вес тела обычно выражается в фунтах, но при использовании имперских единиц - в стоунах и фунтах . [70] [ цитата не найдена ]
В своем Плане установления единообразия в чеканке монет, весах и мерах Соединенных Штатов Томас Джефферсон , тогдашний государственный секретарь , выделил 14 различных галлонов в английских статутах, различающихся по размеру от 224 до 282 кубических дюймов (от 3,67 до 4,62 литра). [30]
В 1832 году, в отсутствие каких-либо указаний со стороны Конгресса , Казначейство Соединенных Штатов выбрало второй по величине галлон, «галлон королевы Анны» объемом 231 кубический дюйм (3,785 литра), в качестве официального галлона в Соединенных Штатах для фискальных целей. Шестнадцать жидких унций США составляют американскую пинту (8 пинт равны 1 галлону как в обычной, так и в имперской системе).
Во время реформы законодательства о мерах и весах в Соединенном Королевстве в 1824 году старые галлоны были заменены новым имперским галлоном, который был определен как объем 10 фунтов воды при температуре 62 °F (17 °C) и был экспериментально определен как 277,42 кубических дюйма (4,54609 литра). Двадцать имперских жидких унций составляют имперскую пинту, имперская жидкая унция составляет 0,96 жидкой унции США.
В традиционной системе единиц США используется набор единиц измерения объема сухих сред, которые имеют схожий набор названий [Примечание 7] с единицами измерения объема жидкостей, хотя и разные объемы: объем сухой пинты составляет 33,6 кубических дюйма (550 мл), тогда как объем жидкой пинты в США составляет 28,875 кубических дюймов (473 мл), а объем имперской пинты составляет 34,68 кубических дюймов (568 мл). В имперской системе мер нет эквивалента традиционной системе США «меры сухих сред».
На международных товарных рынках баррель ( 42 галлона США , ≈159 литров) используется как в Лондоне, так и в Нью-Йорке/Чикаго для торговли сырой нефтью, а тройская унция (≈31,10 грамма) — для торговли драгоценными металлами, за исключением того, что лондонские рынки используют метрические единицы, а Чикагская товарная биржа — общепринятые единицы.
В таблицах ниже перечислены имперские единицы измерения, которые были разрешены для использования в торговле в Соединенном Королевстве накануне метрической системы (1976 г.) [71] [72] и общепринятые «единицы измерения, которые традиционно использовались в Соединенных Штатах». [73] Кроме того, также каталогизированы именованные единицы измерения, которые используются в машиностроении. До метрической системы единицы измерения, используемые в Ирландии , были такими же, как и в Соединенном Королевстве, в то время как единицы измерения, используемые в Британском Содружестве и в Южной Африке, в большинстве случаев были подмножеством тех, которые использовались в Соединенном Королевстве, с некоторыми местными различиями в некоторых случаях.
Если не указано иное, единицы измерения, указанные ниже, использовались в Соединенных Штатах и Соединенном Королевстве. Эквиваленты СИ указаны с точностью до четырех значащих цифр.
В 1893 году Соединенные Штаты зафиксировали ярд на уровне 3600 ⁄ 3937 метров, что сделало ярд 0,9144018 метра, а в 1896 году британские власти зафиксировали ярд как 0,9143993 метра. [ необходима цитата ] В то время расхождение примерно в две части на миллион считалось незначительным. В 1960 году Великобритания, Соединенные Штаты, Австралия, Канада и Южная Африка стандартизировали свои единицы длины, определив «международный ярд» как равный 0,9144 метра точно. [ необходима цитата ] Это изменение повлияло на геодезистов в Соединенных Штатах и привело к тому, что старые единицы были переименованы в «геодезические футы», «геодезические мили» и т. д. Однако введение в 1938 году в Великобритании Национальной сетки Ordnance Survey означало, что британские геодезисты не были затронуты этим изменением. [ необходима цитата ]
Примечания
Примечания
Введение международного ярда в 1960 году не оказало влияния на британские меры площади, однако американские меры площади земель, в отличие от других мер площади (таких как фунты на квадратный дюйм ), продолжали основываться на статутном ярде США.
Примечания
Примечания
Примечания
Примечания
Несколько единиц объема жидкости имеют похожие названия, но имеют разные объемы – а в случае жидких унций и пинт – разные отношения. Кроме того, определения имперских и американских галлонов основаны на разных концепциях – имперский галлон определяется с точки зрения объема, занимаемого указанной массой воды, в то время как американский галлон определяется с точки зрения кубического линейного измерения.
Примечания
Примечания
Единицы массы как в имперской, так и в американской традиционной системе всегда использовали один и тот же стандарт, хотя различия в кратностях фунта эвердьюпойс появились в девятнадцатом веке. Обе системы использовали три шкалы — эвердьюпойс для общего использования, тройскую для драгоценных металлов и аптекарскую для медицины.
Примечания
Примечания
Аптекарская масса использовалась в фармацевтической промышленности и осталась почти неизменной со времен Средневековья – апотекарьский фунт и унция были такими же, как тройский фунт и унция, но каждая система имела разные деления. В Соединенном Королевстве они были заменены метрическими единицами в 1970 году. [74]
Названия большинства производных единиц измерения в имперской и американской системах являются конкатенациями составных частей единицы измерения, например, единица давления — фунты [сила] на квадратный дюйм . За исключением фунталя , большинство названных единиц измерения не являются связными , но были приняты из-за традиционной рабочей практики. [Примечание 10]
В дополнение к тем, которые каталогизированы выше, существуют сотни других единиц измерения как в имперской, так и в общепринятой системе мер США – многие из них специфичны для конкретной отрасли применения. Такие единицы, теоретически, могут быть заменены общими единицами того же измерения, например, баррель (42 галлона США, 34,97 имперских галлона или 159,0 литров), используемый в нефтяной промышленности, имеет размерность объема и может быть заменен кубическим метром или литром. [75]
Определения разности потенциалов ( вольт ), электрического тока ( ампер ), электрического сопротивления ( ом ) были определены в терминах метрических единиц, международное соглашение было достигнуто на серии конгрессов IEC в Чикаго между 1881 и 1906 годами, когда зародилась электротехническая промышленность. [76] В то время метрическая система была установлена в континентальной Европе, в то время как в Соединенном Королевстве она была проблемой. Аналогичным образом, радиологические единицы измерения были определены в терминах метрических единиц, соглашение впервые было достигнуто на втором Международном конгрессе по радиологии в Стокгольме (1928). [77]
.svg/1280px-Metric_and_imperial_systems_(2019).svg.png)
В 1960-х годах в большинстве англоязычных стран была начата программа метризации , что привело либо к частичному, либо полному вытеснению имперской системы или традиционной системы мер США в этих странах. Текущий статус имперских и традиционных единиц США, как резюмирует NIST , заключается в том, что «метрическая система СИ теперь является официальной системой единиц в Соединенном Королевстве, в то время как традиционные единицы по-прежнему в основном используются в Соединенных Штатах». [78]
Однако ситуация не столь однозначна. Например, в Соединенных Штатах метрическая система является преобладающей системой мер в определенных областях, таких как автомобилестроение, хотя в производстве самолетов используются обычные единицы. [79] В Соединенном Королевстве метрические единицы требуются почти для всего регулируемого [Примечание 11] использования единиц измерения, за исключением нескольких специально освобожденных областей, таких как дорожные знаки , спидометры и разливное пиво . [80] Метрический переход также почти полностью осуществлен в странах Содружества : Австралии , Индии , Новой Зеландии и Южной Африке; метрический переход в Канаде вытеснил имперскую систему во многих областях. [81]
Имперская и американская общепринятые системы измерений используют СИ для своих формальных определений, ярд определяется как 0,9144 метра , фунт эвердьюпойс как0,453 592 37 килограммов ровно, в то время как обе системы мер разделяют определение секунды .
{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь ){{cite book}}: |work=проигнорировано ( помощь )§92.
{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь ){{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )...законодательство, которое конкретно определяет коэффициент перевода для фута геодезии США или международного фута...
{{cite web}}: Отсутствует или пусто |url=( помощь ){{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь ){{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )