中国 成都 |
单位制 |
单位制与常用单位换算 |
马光俊 |
2007-7-22 |
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目 录
国际单位制 1
国际单位前缀 2
SI基本单位 2
SI辅助单位 2
具有专门名称的SI导出单位 3
用专门名称表示的SI导出单位示例 3
用SI辅助单位表示的SI导出单位示例 4
与SI并用的单位 4
暂时与SI并用的单位（应尽量避免） 4
SI中源于人名的单位 5
SI使用规则 5
英制单位 7
长度 10
质量 10
时间 10
温度 10
体（容）积 10
力 11
压强 12
国际单位制
国际单位制(符号：SI，来自法文的le Système international d'unités)，旧称“万国公制”，简称“公制”，是一种十进制进位系统，是现时世上最普遍采用的标准度量衡单位系统。
1948年召开的第九届国际计量大会作出了决定，要求国际计量委员会创立一种简单而科学的、供所有米制公约成员国均能使用的实用单位制。1954年第十届国际计量大会决定采用米、千克、秒、安培、开尔文和坎德拉作为基本单位。1960年第十一届国际计量大会决定将以这六个单位为基本单位的实用计量单位制命名为"国际单位制"，并规定其符号为"SI"。以后1974年的第十四届国际计量大会又决定增加将物质量的单位摩尔作为基本单位。因此，目前，国际单位制共有七个基本单位。
国际单位制的基本单位为米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔和坎德拉。
国际单位制有两个辅助单位，即弧度和球面度。
SI导出单位是由SI基本单位按定义方程式导出的，它的数量很大，在这里列出其中三类：
1. 用SI基本单位表示的一部分SI导出单位；
2. 具有专门名称的SI导出单位；
3. 用SI辅助单位表示的一部分SI导出单位。
其中，具有专门名称的SI导出单位总共有19个。有17个是以杰出科学家的名字命名的，如牛顿、帕斯卡、焦耳等，以纪念他们在本学科领域里作出的贡献。同时，为了表示方便，这些导出单位还可以与其他单位组合表示另一些更为复杂的导出单位。
国际单位制是计量学研究的基础和核心。特别是七个基本单位的复现、保存和量值传递是计量学最根本的研究课题。
国际单位前缀
国际单位制词头表示单位的倍数和分数，目前有20个词头。
倍数和分数 | 中华人民共和国用的词头 | 符号 | 原文（法） |
1024 | 尧[它] | Y | Yotta |
1021 | 泽它] | Z | Zetta |
1018 | 艾（可萨） | E | Exa |
1015 | 拍（它） | P | Peta |
1012 | 太（拉） | T | téra |
109 | 吉（咖） | G | Giga |
106 | 兆 | M | méga |
103 | 千 | k | Kilo |
102 | 百 | h | hecto |
101 | 十 | da | déca |
10-1 | 分 | d | déci |
10-2 | 厘 | c | centi |
10-3 | 毫 | m | milli |
10-6 | 微 | μ | micro |
10-9 | 纳（诺） | n | nano |
10-12 | 皮（可） | P | pico |
10-15 | 飞（母托） | f | femto |
10-18 | 阿（托） | a | atto |
10-21 | 仄（普托） | Z | zepto |
10-24 | 幺（科托） | y | yocto |
SI基本单位
共七个：
1. 长度单位——米(m) ；米是光在真空中1/299 792 458秒时间间隔内的行程。
2. 质量单位——千克(kg) ；千克是质量单位，等于国际千克原器的质量。
3. 时间单位——秒(s) ；秒是铯133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的 9 192 631 770个周期的持续时间。
4. 电流单位——安培(A) ；安培是一恒定电流，若保持在处于真空中相距1米的两根无限长而圆截面可忽略的平行直导线内，则此两根导线之间的相互作用力在每米长度导线上等于2X10－7 牛顿。
5. 热力学温度单位——开尔文(K) ；开尔文是水三相点热力学温度的1/273.16 。
6. 物质的量单位——摩尔(mol) ；摩尔是一系列的物质的量，该系统中所包含的基本单元数与0.012千克碳12的原子数目相等；在使用摩尔时，基本单元应予指明，可以时原子、分子
、离子、电子及其它粒子，或是这些粒子的特定组合。
7. 发光强度单位——坎德拉(cd) ；坎德拉是一光源在给定方向上的发光强度，该光源发出频率为540X1012 赫兹的单辐射，且在此方向上的辐射强度为1/683瓦特每球面度。
SI辅助单位
1. 平面角单位——弧度(rad)。
2. 立体角单位——球面度(sr)。
具有专门名称的SI导出单位
量 | SI单位 | 量 | SI单位 | ||
名称 | 符号 | 名称 | 符号 | ||
频率 | 赫兹 | Hz | 磁通[量] | 韦伯 | Wb |
力 | 牛顿 | N | 磁感应强度,磁通密度 | 特斯拉 | T |
压强，（压力），应力 | 帕斯卡 | Pa | 电感 | 亨利 | H |
能,功,热量 | 焦耳 | J | 摄氏温度 | 摄氏度 | ℃ |
功率，辐射通量 | 瓦特 | W | 光通量 | 流明 | lm |
电量，电荷 | 库仑 | C | 光照度 | 勒克斯 | lx |
电位，电压，电动势，电势 | 伏特 | V | 发射性活度,(放射强度) | 贝可勒尔 | Bq |
电容 | 法拉 | F | 吸收剂量 | 戈瑞 | Gy |
电阻 | 欧姆 | Ω | 剂量当量 | 希沃特 | Sv |
电导 | 西门子 | S | |||
用专门名称表示的SI导出单位示例
量 | SI 单 位 | ||
名称 | 符号 | 用SI基本单位表示的表示式 | |
力矩 | 牛[顿]米 | N•m | m2 • kg • s-2 |
比热容、比熵 | 焦[尔]每千克开[尔文] | J/（kg • K） | m2 • s-2 • K－1 |
[动力]黏度 | 帕[斯卡]秒 | Pa • S | m－1 • Kg • s－1 |
表面张力 | 牛[顿]每米 | N/m | Kg • s－2 |
热流密度 辐[射]照度 | 瓦[特]每平方米 | W/m2 | Kg • s－2 |
热容，熵 | 焦[耳]每[开尔文] | J/K | m2 • Kg • s－2 • K－1 |
比能 | 焦[耳]每千克 | J/Kg | m2 • s－2 |
热导率 (导热系数） | 瓦[特]每米[开尔文] | W/(m • K) | m • Kg • s－3 • K－1 |
能[量]密度 | 焦耳每立方米 | J/m3 | m-1 • kg • s-2 |
电场强度 | 伏特每米 | V/m | m• Kg • s-3 • A-1 |
电荷体密度 | 库仑每立方米 | C/m3 | m-3• s • A |
电位移 | 库仑每平方米 | C/m2 | m-2• s • A |
电容率 （介电常数） | 法拉每米 | F/m | m-3• Kg-1 • s4 • A2 |
电导率 | 亨特每米 | H/m | m• Kg • s-2 • A-2 |
摩尔能[量] | 焦耳每摩尔 | J/mol | m2 • Kg • s-2 • mol-1 |
摩尔熵 摩尔热容 | 焦耳每摩尔开尔文 | J/(mol • K) | m2 • Kg • s-2 • K-1 • mol-1 |
用SI辅助单位表示的SI导出单位示例
量 | 名称 | 符号 |
角速度 | 弧度每秒 | rad/s |
角加速度 | 弧度每二次方秒 | rad/s2 |
辐[射]强度 | 瓦[特]每球面度 | W/sr |
辐[射]亮度 | 瓦[特]每平方米球面度 | W/（m2 •sr） |
与SI并用的单位
1. 时间：分(min)， [小]时(h)，日[天](d)。
2. 平面角：度( º)，分( ’)，秒( ”)。
3. 体积、容积：升(l )。
4. 质量：吨(t)，原子质量单位(u≈ 1.660 565 5 x 10－27 g)。
5. 长度：天文单位距离(A)，秒差距(pc)。
6. 能：电子伏特(eV)。
7. 无功功率：乏(var)。
8. 表观功率(视在功率)：伏安(VA)。
9. 声压级：分贝(db)。
10. 响度级：方。
原则上与SI长期并存,但只有在一些限定的情况下才允许其与SI 单位构成组合单位。
暂时与SI并用的单位（应尽量避免）
1. 长度：海哩，公里，费密，埃。
2. 面积：公亩(a)，公顷(ha)。
3. 质量：米制克拉。
4. 力 ：达因，千克力(公斤力)，顿力。
5. 压强：巴，标准大气压，托，毫米汞柱,毫米水柱，千克力每平方厘米(工程大气压) 。
6. 能，功：千克力，瓦特小时。
7. 功率：马力。
8. 热量：卡，热化学卡。
9. 磁场强度：奥斯特(Oe)。
10. 磁感应[强度]，磁通密度：高斯(Gs,G)。
11. ……
SI中源于人名的单位
量 | 单位名称 | 单位符号（英语名称） | 量 克与毫克的换算 | 单位名称 | 单位符号（英语名称） |
电流强度 | 安培 | A（ampere) | 力 | 牛顿 | N (newton) |
发射性活度 | 贝可勒尔 | Bq (becquerel) | 压强，压力 | 帕斯卡 | Pa (pascal) |
电量，电荷 | 库仑 | C (coulomb) | 电导 | 西门子 | S (siemens) |
电容 | 法拉 | F (farad) | 磁感应强度 | 特斯拉 | T (tesla) |
吸收剂量 | 戈瑞 | Gy (gray) | 电位，电压，电动势 | 伏特 | V (volt) |
电感 | 亨利 | H(Henry) | 功率，辐射通量 | 瓦特 | W (watt) |
频率 | 赫兹 | Hz (hertz) | 磁通量 | 韦伯 | Wb (weber) |
能,功,热量 | 焦耳 | J (joule) | 电阻 | 欧姆 | Ω (ohm) |
热力学温度 | 开尔文 | K（kelvin) | 剂量当量 | 希沃特 | Sv (sievert) |
SI使用规则
SI中组合单位构成
1. “每, 一条斜线”原则：米/秒2读作“米每秒平方”。
i. 分母含有两个以上单位符号时,整个字母一般要用括号括起来;每(斜线)只能用一条。
ii. 导热率：W/(m·k)[瓦特每米开尔文]。
iii. 错：W/m/k(每米开尔文瓦特,瓦特每米每开尔文) 。
2. “分母不用词头”原则：用MV/m，不用KV/mm。
i. 两种例外：质量单位kg为分母时；组合单位分母是长度，面积，体积时，如A/mm2 。
3. “词头提前”规则：N·km —变成— kNm 。
4. “变顺序避免误解”规则：
i. 因某些符号同时作为“词头符号”和“单位符号” (T：特斯拉，1012；m：米，10－3；G：高斯，109等)使用时尽量将其放在右侧。
5. “用圆点或斜线避免误解”规则：
i. 米每秒---m/s,m·s－1，ms－1[为避免与(ms) －1混淆，在中间加圆点]。
SI中字体与写法
1. “一律正体”规则
2. “一般小写”规则：
a) 源于人名的单位第一字母大写(N，Hz)；
b) 兆和兆以上大数词头大写(M，G，T， P，E)
3. “单位不可拆”规则：
a) 单位名称或符号必须作为一个整体使用，不得拆开，如：
i. 37℃ 读为37摄氏度(“摄氏37度”错)；
ii. 150m/s 读为150米每秒 (“每秒150米”错) 。
SI词头使用规则
1. “词头、单位紧相连”规则：Mpa (M·Pa ，M pa错）。
2. “词头单用”规则：nS , pS (mμS, μ μS错）。
3. “0.1～1000”规则：0.00394m—变成—3.94mm 。
4. “乘方管词头”规则：1cm3为10－6 m3非 0.01 m3。
5. “词头不当数词用”规则：1cm－1不是0.01m－1，而是 100m－1。
6. “括号乘方管括号”规则：使用中文符号时注意：三每千秒：3(千秒)－1，三千每秒:：3千(秒)－1 。
7. “限制使用h，da，d，c”规则。
英制单位
英制是一种使用于英国、其前殖民地和英联邦国家非正式标准化的单位制。现在从官方而言，它只应用于美国、利比里亚和缅甸。而其他国家或地区则使用国际单位制，即米制，又称为公制。英国已于1995年完成了到国际单位制的转换。
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