stringtranslate.com

Единицы измерения США

Страны, использующие метрическую ( СИ ), имперскую и традиционную американскую системы мер по состоянию на 2019 год

Единицы измерения США являются системой единиц измерения, обычно используемых в США и на большинстве территорий США , [1] с момента стандартизации и принятия в 1832 году. [2] Система мер США развилась из английских единиц , которые использовались в Британской империи до того, как США стали независимым государством. Система мер Соединенного Королевства развилась к 1824 году, создав имперскую систему (с имперскими единицами ), которая была официально принята в 1826 году, изменив определения некоторых ее единиц. Следовательно, хотя многие единицы США по сути похожи на свои имперские аналоги, между системами существуют заметные различия .

Большинство общепринятых единиц измерения США были переопределены в терминах метра и килограмма с помощью Приказа Менденхолла 1893 года и, на практике, за много лет до этого. [3] Эти определения были уточнены международным соглашением о ярде и фунте 1959 года. [4]

Соединенные Штаты используют общепринятые единицы в коммерческой деятельности, а также для личного и общественного использования. В науке, медицине, многих секторах промышленности и некоторых правительственных и военных областях используются метрические единицы. Международная система единиц (СИ), современная форма метрической системы , является предпочтительной для многих применений Национальным институтом стандартов и технологий США (NIST). [5] Для новых типов измерений, где нет традиционной общепринятой единицы, используются международные единицы, иногда смешанные с общепринятыми единицами: например, электрическое сопротивление провода, выраженное в омах (СИ) на тысячу футов.

История

Система единиц измерения США 1832 года основана на системе, которая использовалась в Великобритании до введения британской имперской системы 1 января 1826 года. [6] Обе системы произошли от английских единиц , системы, которая развивалась на протяжении тысячелетий до обретения Америкой независимости и которая имеет свои корни как в римских , так и в англосаксонских единицах измерения.

Традиционная система была отстаиваема базирующимся в США Международным институтом по сохранению и совершенствованию мер и весов в конце 19 века. Некоторые сторонники традиционной системы считали французскую революционную, или метрическую, систему атеистической. Президент вспомогательного отделения Института в Огайо писал, что традиционные единицы были «справедливым весом и справедливой мерой, которые одни приемлемы для Господа». Его организация позже зашла так далеко, что опубликовала музыку для песни, провозглашающей «долой всякую „метрическую“ схему». [7]

Правительство США приняло Закон о метрическом переводе 1975 года, который сделал метрическую систему «предпочтительной системой мер и весов для торговли и коммерции США». В законодательстве говорится, что федеральное правительство несет ответственность за оказание помощи промышленности в ее добровольном переходе на метрическую систему, т. е. метрификации . Это наиболее очевидно в требованиях США к маркировке пищевых продуктов, где единицы СИ почти всегда представлены наряду с обычными единицами. Согласно CIA World Factbook , Соединенные Штаты являются одной из трех стран (наряду с Либерией и Мьянмой (Бирмой) ), которые не приняли метрическую систему в качестве своей официальной системы мер и весов. [8]

Указ президента 12770, подписанный президентом Джорджем Бушем- старшим 25 июля 1991 года, ссылаясь на Закон о переводе метрической системы, предписывал департаментам и агентствам исполнительной власти правительства Соединенных Штатов «принять все необходимые меры в рамках своих полномочий» для использования метрической системы «в качестве предпочтительной системы мер и весов для торговли и коммерции Соединенных Штатов» и уполномочивал министра торговли «учредить Межведомственный совет по метрической политике (ICMP), который будет помогать министру в координации реализации этого указа в масштабах всего федерального правительства».

Единицы измерения, принятые в США, широко используются в потребительских товарах и промышленном производстве. Метрические единицы являются стандартными в науке, медицине, а также во многих секторах промышленности и правительства, включая армию . [ 8] Существуют отдельные возражения против использования метрических единиц в плотницком деле и строительстве, основанные на том, что легче запомнить целое число дюймов плюс дробь, чем измерение в миллиметрах, [9] или что измерения фут-дюйм более подходят, когда расстояния часто делятся на половины, трети и четверти, часто параллельно. В метрической системе также отсутствует параллельное измерение фута . [ 10]

Термин «единицы измерения, принятые в США» использовался бывшим Национальным бюро стандартов США [11] , хотя в разговорной речи иногда используется термин «английские единицы измерения» [12] .

Длина

Для измерения длины в американской традиционной системе используются дюйм , фут , ярд и миля , которые являются единственными четырьмя общепринятыми единицами измерения длины в повседневном использовании. С 1893 года фут был юридически определен как ровно 12003937 м (приблизительно0,304 8006  м ). [13] С 1 июля 1959 года единицы длины определяются на основе1  ярд =0,9144 м . [4] США, Великобритания и другие страны Содружества согласились с этим определением в Международном соглашении о ярдах и фунтах 1958 года. На момент заключения соглашения основной геодезической системой отсчета в Северной Америке была Североамериканская система отсчета 1927 года (NAD27), которая была построена методом триангуляции на основе определения фута в Приказе Менденхолла 1893 года, то есть1  фут = 12003937 м : это определение было сохранено для данных, полученных из NAD27, но переименовано в американский обзорный фут, чтобы отличать его от международного фута. [4] Для большинства приложений разница между двумя определениями незначительна — один международный фут равен ровно 0,999 998 фута геодезии США, что составляет разницу около 18  дюйма (3 мм) на милю, но это влияет на определение Государственных систем плоских координат (SPCS), которые могут простираться на сотни миль. [14]

NAD27 был заменен в 1980-х годах Североамериканским датумом 1983 года (NAD83), который определяется в метрах. SPCS также были обновлены, но Национальная геодезическая служба США оставила решение о том, какое (если таковое имеется) определение фута использовать, на усмотрение отдельных штатов (и других юрисдикций). Все системы SPCS 1983 определены в метрах, но сорок юрисдикций также используют геодезический фут, шесть используют международный фут, а десять не указывают, какой тип фута следует использовать, если таковой имеется. [15]

В 2019 году NIST совместно с Национальной геодезической службой (NGS), Национальной океанической службой (NOS), Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA) и Министерством торговли (DOC) выпустили уведомление Федерального регистра (FRN), в котором указано об отмене единиц измерения «американский геодезический фут» и «американская геодезическая миля» с 31 декабря 2022 года. [16]

В таблицах этого и последующих разделов наиболее распространенные показатели выделены курсивом , а приблизительные значения указаны в скобках; значения, не указанные в скобках, являются точными.

Международные единицы

Международные морские единицы

Подразделения по обследованию США

Обратите внимание, что, как объявил Национальный институт стандартов и технологий , американский геодезический фут и другие единицы, определенные на его основе, устарели с 2023 года, «за исключением исторических и устаревших приложений». [16] [13] [18]

Область

Наиболее широко используемая единица площади с названием, не связанным с какой-либо единицей длины, — это акр . Ранее Национальный институт стандартов и технологий утверждал, что обычные единицы площади определяются в терминах квадратного фута обследования, а не квадратного международного фута, [17], но с 2023 года он заявляет, что «хотя исторически миля определялась с использованием американского фута обследования, уставная миля может быть определена с использованием любого определения фута, как и в случае со всеми другими единицами, перечисленными в этой таблице. Однако следует избегать использования определений, основанных на американском футе обследования, после 31 декабря 2022 года, за исключением исторических и устаревших приложений». [18]

Объем

Бутылка объемом 23,7 жидких унций США (700 мл) с указанием единиц измерения как в США, так и в метрических единицах.

Кубический дюйм , кубический фут и кубический ярд обычно используются для измерения объема. Кроме того, существует одна группа единиц для измерения объема жидкостей (основанная на винном галлоне и подразделениях жидкой унции ), и одна для измерения объема сухого материала , каждая из которых имеет свои собственные названия и подединицы.

Хотя единицы и их названия похожи на единицы в имперской системе , и многие единицы являются общими для обеих систем в целом; однако, что касается объема, то это полная противоположность. Независимость США от Британской империи за десятилетия до реформирования единиц в 1824 году — в первую очередь галлона , его подразделений и (по массе) более высоких комбинаций выше фунта — является причиной различий в значениях.

Как не участвовавшие в этой реформе, США сохранили отдельные системы для измерения объемов жидкостей и сухих материалов, тогда как имперская система объединила единицы для обоих под новым имперским галлоном. США используют галлон до 1824 года (231 кубический дюйм, 3790 см 3 ) и бушель Винчестера (2150,42 кубических дюйма, 35 239,1 см 3 ), в отличие от британского определения 1824 года 1 имперский галлон (4,5 л; 1,2 галлона США) = 10 фунтов (4,5 кг) воды, а бушель — 8 имперских галлонов (36 л; 9,6 галлона США).

Объем жидкости

Одна жидкая унция США составляет 116 пинты США, 132 кварты США и 1128 галлона США. Чайная ложка, столовая ложка и чашка определяются в терминах жидкой унции как 16 , 12 , и 8 жидких унций соответственно. Жидкая унция получила свое название изначально от объема одной унции эвердьюпойс воды, [ необходима ссылка ], но в США она определяется как 1128 галлона США. Следовательно, жидкая унция воды весит около 1,041 унции эвердьюпойс.

В США для маркировки пищевых продуктов и лекарственных средств чайная и столовая ложки определяются как метрические чайная и столовая ложки, а именно5 мл и15 мл соответственно. [21]

Поговорка «пинта — это фунт в мире» относится к 16 жидким унциям воды США, которые весят примерно (примерно на 4% больше) одного фунта эвердьюпойс. Имперская пинта воды весит фунт с четвертью (20 унций ).

Существуют различные стандарты для баррелей для некоторых конкретных товаров, включая 31 галлон для пива, 40 галлонов для виски или керосина и 42 галлона для нефти. Общий стандарт для жидкостей составляет 31,5 галлона или половину хогсхеда. Обычный размер 55-галлонной бочки для хранения и транспортировки различных продуктов и отходов иногда путают с баррелем, хотя это не стандартная мера.

В США порции напитков обычно измеряются в жидких унциях. Молоко обычно продается в полпинтах (8 жидких унций), пинтах, квартах, полугаллонах и галлонах. Объем воды для раковин, ванн, прудов, бассейнов и т. д. обычно указывается в галлонах или кубических футах. Количество газов обычно указывается в кубических футах (при одной атмосфере).

Minims, drams, gill и pottle в настоящее время используются редко. Gill часто называют "half-cup". Pottle часто называют "half-gallon".

Сухой объем

Сухой объем измеряется по отдельной системе, хотя многие названия остаются прежними. Небольшие фрукты и овощи часто продаются в сухих пинтах и ​​сухих квартах. Сухой галлон США используется реже и не был включен в справочник, который многие штаты признают авторитетным в законе об измерениях. [22] [23] Однако иногда используются пеки или бушели , особенно для винограда , яблок и подобных фруктов в сельскохозяйственных регионах.

Масса и вес

Исторически существовало пять различных английских систем массы: тауэрская , аптекарская , тройская , авердьюпойс и метрическая . Из них авердьюпойс является наиболее распространенной системой, используемой в США, хотя тройский вес по-прежнему используется для взвешивания драгоценных металлов. Апотечное весовое измерение, когда-то использовавшееся аптекарями, было в значительной степени заменено метрическими измерениями. Тауэрское весовое измерение вышло из употребления в Англии (из-за законодательного запрета в 1527 году) столетия назад и никогда не использовалось в США. Имперская система, которая по-прежнему используется для некоторых мер в Соединенном Королевстве и других странах, основана на авердьюпойс с отклонениями от общепринятых единиц США, превышающих фунт.

Фунт эвердьюпойс, который составляет основу общепринятой системы единиц массы США, определен как 453,59237 грамма по соглашению между США, Соединенным Королевством и другими англоязычными странами в 1959 году. Другие единицы массы определяются на его основе.

Фунт авердьюпойса юридически определен как мера массы , [24] но название фунт также применяется к мерам силы . Например, во многих контекстах фунт авердьюпойса используется как единица массы, но в некоторых контекстах термин «фунт» используется для обозначения « фунт-силы ». Слаг — это еще одна единица массы, полученная из фунта-силы.

Тройский вес, вес авердьюпойс и вес аптекарей все построены на одной и той же базовой единице, гране, которая одинакова во всех трех системах. Однако, хотя каждая система имеет некоторое совпадение в названиях своих единиц измерения (все имеют унции и фунты), соотношение между граном и этими другими единицами в каждой системе различается. Например, в аптекарском и тройском весе фунт и унция одинаковы, но отличаются от фунта и унции в авердьюпойс с точки зрения их соотношения с гранами и друг с другом. Системы также имеют разные единицы между граном и унцией (в аптекарской системе есть скрупул и драм , в тройской — пеннивейт , а в авердьюпойс — просто драм, иногда пишется драхма ). Драм в авердьюпойс весит чуть меньше половины драм в апотекарейской. Единица измерения объема жидкости драхма основана на весе 1 драхмы воды в аптекарской системе.

Чтобы избежать путаницы, при публикации весов, отличных от эвердьюпойс, обычно упоминается название системы вместе с единицей. Драгоценные металлы, например, часто взвешиваются в «тройских унциях», поскольку более вероятно, что просто «унция» будет означать унцию эвердьюпойс.

Для фунта и более мелких единиц традиционная система США и британская имперская система идентичны. Однако они различаются при работе с единицами, большими, чем фунт. Определение фунта эвердьюпойс в имперской системе идентично определению в традиционной системе США.

В США обычно используются только унция, фунт и короткая тонна — известная в стране просто как тонна, хотя центнер по-прежнему используется в сельском хозяйстве и судоходстве. Гран используется для описания массы пороха и снарядов в боеприпасах для стрелкового оружия . Он также использовался для измерения лекарств и других очень малых масс.

Меры по зерну

В сельскохозяйственной практике бушель — это фиксированный объем 2150,42 кубических дюймов (35,2391 литра). Масса зерна, таким образом, будет варьироваться в зависимости от плотности. Вот некоторые примеры номинального веса: [25] [26]

Меры предосторожности при приготовлении пищи

Наиболее распространенными практическими мерами приготовления как жидких, так и сухих ингредиентов в США являются чайная ложка , столовая ложка и чашка , а также половинки, трети, четверти и восьмушки каждой. Используемые единицы — фунты , унции и жидкие унции . Также используются общие размеры, такие как банка (предполагаемый размер зависит от продукта), банка , квадрат (например, шоколада), палочка (например, масла) или порция фрукта или овоща (например, половина лимона, две средние луковицы). [28]

Температура

Градусы Фаренгейта используются в США для измерения температуры в большинстве ненаучных контекстов. Шкала абсолютной температуры Ренкина также нашла некоторое применение в термодинамике . Ученые во всем мире используют кельвин и градус Цельсия . Несколько технических стандартов США выражаются в температуре по Фаренгейту, и некоторые американские врачи используют градусы Фаренгейта для температуры тела.

Связь между различными температурными шкалами линейна , но шкалы имеют разные нулевые точки, поэтому преобразование — это не просто умножение на коэффициент. Чистая вода замерзает при 32 °F = 0 °C и кипит при 212 °F = 100 °C при 1 атм . Формула преобразования:

или наоборот как

Другие единицы

Длина

Объем

Масса

Сила

Энергия

Власть

Давление

Крутящий момент

Изоляция

Широко используются различные комбинированные единицы; они легко определяются на основе вышеприведенных основных единиц.

Системы размеров используются для различных товаров в торговле, некоторые из них специфичны для США:

Другие названия традиционных единиц измерения США

В Кодексе Соединенных Штатов эти единицы называются «традиционными системами мер и весов». [30]

Другие распространенные способы [ требуется ссылка ] обозначения системы: обычная , стандартная , английская или имперская (которая относится к мерам измерения после реформы 1824 года, используемым по всей Британской империи и странам Содружества). [31] Другой термин — система фут-фунт-секунда (FPS), в отличие от систем сантиметр-грамм-секунда (CGS) и метр-килограмм-секунда (MKS).

Инструменты и крепежные детали с размерами, измеряемыми в дюймах, иногда называют «болтами SAE» или «гаечными ключами SAE», чтобы отличать их от метрических аналогов. Общество инженеров-автомобилестроителей (SAE) изначально разработало стандарты крепежных деталей с использованием единиц США для автомобильной промышленности США; теперь организация использует метрические единицы. [32]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ «США озадачивают мир, не торопясь с переходом на метрическую систему». The Nation Thailand . 26 декабря 2015 г. Получено 28 января 2023 г.[ нужен лучший источник ]
  2. ^ Барброу, LE и Джадсон, LV (1976) Меры и веса Соединенных Штатов. Специальное издание Национального бюро стандартов 447. стр. 5–6
  3. ^ TC Mendenhall , Superintendent of Standard Weights and Measures. Приказ от 5 апреля 1893 г. Архивировано 30 сентября 2012 г. в Wayback Machine , опубликовано в качестве Приложения 6 к Отчету за 1893 г. Береговой и геодезической службы США .
  4. ^ abc Astin, AV, Karo, HA и Mueller, FH (25 июня 1959 г.). Doc 59-5442, «Уточнение значений ярда и фунта». Федеральный регистр . Обратите внимание, что 999 998 = 3937 × 254.
  5. ^ Законы и метрическая программа. Национальный институт стандартов и технологий США, 2010 г.
  6. ^ "Английские единицы измерения". Колумбийская энциклопедия, 6-е изд., 2001-2007. Архивная копия.
  7. ^ Мартин Гарднер (4 мая 2012 г.). Причуды и заблуждения во имя науки. Courier Corporation. стр. 180–. ISBN 978-0-486-13162-7.
  8. ^ ab "Ссылки - Веса и меры". The World Factbook . Вашингтон, округ Колумбия: Центральное разведывательное управление . Получено 22 апреля 2021 г.
  9. Робин Уильямс (8 февраля 1998 г.) «Проблемы с метрической системой». Australian Radio National , Ockham's Razor.
  10. ^ Эд Теннер, (май 2005 г.). «Проблема со счетчиком». Technologyreview.com.
  11. ^ Единицы измерения и веса (традиционные и метрические единицы США): определения и таблицы эквивалентов. Вашингтон, округ Колумбия: Национальное бюро стандартов США. 1960. С. 1.
  12. ^ "Политика использования единиц СИ в НБС". Технический бюллетень новостей . 55 (1). Вашингтон, округ Колумбия: Национальное бюро стандартов США: 18 января 1971 г.
  13. ^ ab "US Survey Foot". NIST . c. 2022 . Получено 29 марта 2023 .
  14. ^ "Часто задаваемые вопросы о Национальной геодезической службе". Национальная геодезическая служба . Получено 16 мая 2009 г.
  15. ^ "Государственная система координат 1983 года: законодательство и версия foot". nd . Получено 25 февраля 2024 г. .
  16. ^ ab "Упразднение фута обследования Соединенных Штатов (US)". Федеральный регистр . 5 октября 2020 г. Получено 19 октября 2023 г.
  17. ^ abcde Робертс, RW (3 февраля 1975 г.). Федеральный регистр переиздан в Barbrow, LE и Judson, LV (1976) Веса и меры Соединенных Штатов. Национальное бюро стандартов, специальная публикация 447. стр. 36
  18. ^ ab "US Survey Foot: Revised Unit Conversion Factors". NIST . Национальный институт стандартов и технологий . 23 сентября 2019 г. . Получено 14 декабря 2023 г. .Обновлено 4 января 2023 г.
  19. ^ Бартон, Джон У.; Боуэрс, Шелби Л.; Бутчер, Тина Г., Харшман, Ричард А.; Ли, Г. Дайан и Уорфилд, Лиза, ред. Технические характеристики, допуски и другие технические требования к весоизмерительным приборам. Издание 2022 г. н.п.: Национальный институт стандартов и технологий. С. B-7, C-20.
  20. ^ Рекомендуемый символ для литра в Соединенных Штатах — «L» согласно Национальному институту стандартов и технологий. (1995.) Руководство по использованию Международной системы единиц (СИ). Специальная публикация 811.
  21. ^ 21CFR101.9(b)(5)(viii) 2 1CFR101.9
  22. ^ ab 101-я конференция по мерам и весам 2016 г. (2017 г.). Технические условия, допуски и другие технические требования к устройствам для взвешивания и измерения. Национальный институт стандартов и технологий . стр. C-6, C-11, C-16.
  23. Краткое изложение государственных законов и правил в области мер и весов. Архивировано 5 декабря 2011 г. на Wayback Machine . (2005) Национальный институт стандартов и технологий .
  24. ^ Справочник NIST 44, Приложение C, Общие таблицы единиц измерения, страница C-6 Единицы массы Эвердьюпойс Архивировано 18 октября 2011 г. на Wayback Machine
  25. ^ "Министерство сельского хозяйства США". Министерство сельского хозяйства США . 20 августа 2019 г. Получено 28 мая 2020 г.
  26. ^ "Веса и меры сельскохозяйственных товаров" (PDF) . Министерство сельского хозяйства США-Национальная служба сельскохозяйственной статистики . Получено 28 мая 2020 г.
  27. ^ "Заголовок 21, 101.9 Маркировка пищевой ценности пищевых продуктов" (PDF) . Свод федеральных правил . Типография правительства США . 12 апреля 2012 г. . Получено 2 ноября 2014 г. Для целей маркировки пищевой ценности чайная ложка означает 5 миллилитров (мл), столовая ложка означает 15 мл, чашка означает 240 мл, 1 жидкая унция означает 30 мл, а 1 унция по весу означает 28 г.
  28. ^ Грэм, Юнис. «Общие измерения с маркировкой факторов». {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  29. ^ Уэллс, Ларри Дж. (1981). Изготовление кожи: руководство по примитивным и современным навыкам обработки кожи . Cedar Fort. стр. 13. ISBN 0882908359.
  30. ^ 15 Кодекс США  § 205b
  31. ^ Келекхава, Брэд (18 июня 2018 г.). «US Customary System: An Origin Story». Блог ANSI . Получено 25 февраля 2024 г.
  32. ^ "Правила использования единиц СИ (метрических) в SAE" (PDF) . Society of Automotive Engineers, Inc. Май 1999 г. Получено 1 июля 2012 г.

Внешние ссылки