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 соответствующие 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 1200 ⁄ 3937 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 = 1200 ⁄ 3937 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 1 ⁄ 8  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 двух 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 1 ⁄ 16 пинты США, 1 ⁄ 32 кварты США и 1 ⁄ 128 галлона США. Чайная ложка, столовая ложка и чашка определяются в терминах жидкой унции как 1 ⁄ 6 , 1 ⁄ 2 , и 8 жидких унций соответственно. Жидкая унция получила свое название изначально от объема одной унции эвердьюпойс воды, [ необходима цитата ], но в США она определяется как 1 ⁄ 128 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. Аптекарский вес — когда-то использовавшийся аптекарями — был в значительной степени заменен метрическими измерениями. Тауэрский вес вышел из употребления в Англии (из-за законодательного запрета в 1527 году) столетия назад и никогда не использовался 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 (обычные 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