Algeng einingakerfi

Einingakerfi, eða mælieiningakerfi, er safn af tengdum einingum sem notaðar eru til að mæla líkamlega eiginleika. Að skilja þessi kerfi er mikilvægt, þar sem þau mynda grunn vísinda, viðskipta og daglegs lífs um allan heim.

Á fyrri tímum voru einingakerfi oft staðbundin og mjög handahófskennd. Til dæmis gat lengd 'fótar' verið mjög mismunandi eftir stærð staðbundins stika, sem leiddi til víðtækra ósamræma. Þó að staðbundnar einingar væru hentugar á tímum takmarkaðs ferðalaga, þá sýndi alþjóðavæðing og vöxtur alþjóðlegra viðskipta og vísinda brýn þörf fyrir sameiginlegar staðla.

Staðlaðar einingar auðvelda skýra samskipti og koma í veg fyrir misskilning milli menningarheima og landa. Alþjóðlega einingakerfið (SI) var þróað nákvæmlega fyrir þetta. En þrátt fyrir að reynt hafi verið að innleiða það víða, eru enn til önnur kerfi, sérstaklega Bandaríska kerfið og stóraukna kerfið, sem eru enn í daglegu notkun. Þetta krefst þess að hægt sé að breyta milli þessara kerfa.

Hvað er mælieining?

Mælieining er skilgreind stærð á líkamlegri stærð sem þjónar sem viðmið. Allar stærðir af sama tagi má þá tjá sem margfeldi af þessari viðmiðseiningu. Þetta gerir kleift að fá stöðugar og endurtekningarhæfar mælingar.

Alþjóðlega einingakerfið (SI)

Alþjóða kerfi eininga (SI), sem byggir á frönsku Système International d'Unités, er nútímaleg mynd af mælieiningakerfinu og er það víðtækasta kerfi mælinga í heiminum. Það er hannað sem samræmt og rökrétt kerfi, byggt á nákvæmlega skilgreindum óumbreytanlegum náttúrufastum, eins og ljóshraða.

SI er sífellt að þróast, endurbætt eftir því sem vísindaleg skilningur og nákvæmni mælinga batna. Það samanstendur af sjö grunneiningum, frá þeim allar aðrar einingar eru dregnar, og notar víðtækt kerfi forskeyta til að tákna tugaskiptar margföldun eða hlutfall.

SI-grunneiningar

• Meter (m): Lengdareining
• Kilogramm (kg): Massaeining
• Sekúnda (s): Tímaeining
• Ampere (A): Eining rafstraums
• Kelvin (K): Eining varmafræðilegs hitastigs
• Mól (mol): Eining efnismagns
• Candela (cd): Eining ljósstyrks

Metraforskeyti (algengust)

SI notar forskeyti til að stjórna stærð mælinga, sem gerir kleift að tjá mjög stórar eða litlar stærðir skýrt.

Texti	Tákn	Stuðull	Veldi
exa	E	1,000,000,000,000,000,000	1018
peta	P	1,000,000,000,000,000	1015
tera	T	1,000,000,000,000	1012
giga	G	1,000,000,000	109
mega	M	1,000,000	106
kilo	k	1,000	103
hektó	h	100	102
deka	da	10	101
(ekkert)	(ekkert)	1	100
deci	d	0.1	10-1
centi	c	0.01	10-2
milli	m	0.001	10-3
míkró	μ	0.000001	10-6
nano	n	0.000000001	10-9
pico	p	0.000000000001	10-12
femto	f	0.000000000000001	10-15
atto	a	0.000000000000000001	10-18

Afleiddar SI-einingar

Til viðbótar við grunneiningarnar inniheldur SI 22 afleiðslueiningar. Þær eru myndaðar með því að sameina SI grunneiningar, og geta verið ómáð eða tjáð sem margföldun af einni eða fleiri grunneiningum. Nokkur algeng dæmi eru:

• Radíani (rad): Eining horns
• Newton (N): Eining krafts eða þyngdar
• Vatt (W): Eining afls
• Volt (V): Eining spennu, rafmættismunar
• Selsíusgráða (°C): Eining hitastigs (á afleiddum kvarða)

Einingar utan SI sem viðurkenndar eru til notkunar með SI

Sum óSI-einingar eru víða notaðar og samþykktar til notkunar með SI vegna hagnýtrar mikilvægi eða sögulegrar útbreiðslu. Nokkur algeng dæmi eru:

• Tími: mínúta (min), klukkustund (h), dagur (d)
• Hitastig: gráða (°C) – tiltekin bil á kvarða utan SI
• Rúmmál: lítri (L)
• Þrýstingur: bar (bar), millímetri kvikasilfurs (mmHg)

Saga innleiðingar SI

Ferlið að þróa alheims mælikerfi hófst í Frakklandi árið 1791, að mestu leiti drifið af Frönsku vísindastofnuninni. Mælikerfið var formlega tekið upp í Frakklandi árið 1799 og dreifðist um Evrópu á 19. öld. Á 20. öld var SI-grundmálkerfið að mestu leyti komið á í flestum löndum heims, með nokkrum undantekningum eins og Bandaríkjunum, Bretlandi, Líberíu og Mjanmar.

Bandaríkin og metrakerfið

• 1866: Mælikerfið var lögfest til notkunar í Bandaríkjunum, þó það hafi ekki verið víða tekið upp.
• 1975: Lög um umbreytingu í mælikerfi voru samþykkt, og mælikerfið varð „fyrsta valið“ í vigt og mælingum í viðskiptum Bandaríkjanna.
• 1992: Breyting á lögum um réttmæta umbúð og merkingu krafðist þess að matvælaskilaboð innihaldi bæði mælikerfi og bandarísk viðskiptaleg einingakerfi.
• 2010: Breyting á 1992 lögum var gerð, sem leyfði framleiðendum að nota aðeins mælikerfi í merkingum ef þeir vildu.
• 2012: Svar frá Hvíta húsinu við áskorun um að gera mælikerfi skyldubundið lýsti því yfir að engin áætlun væri um að setja það á landsvísu, og lagði áherslu á einstaklingsbundna valmöguleika og að bandarísk viðskiptaleg einingakerfi eru skilgreind innan mælikerfisins.

Bretland og metrakerfið

• 1862: Undirbúningur fyrir umbreytingu í mælikerfi hófst, og mælikerfi varð löglega nothæft.
• 1965: Stjórnvöld settu fram 10 ára áætlun um fulla umbreytingu, sem var ætlað að vera valkvæð með einhverjum stuðningi.
• 1969: Mælikerfisnefndin var stofnuð til að stuðla að og samræma yfirfærsluna.
• 1980: Mælikerfisnefndin var lögð niður eftir breytingu á stjórnkerfinu, og skylda um umbreytingu í mælikerfi var ekki fylgt eftir.
• 1989: Bretland valdi frá Evrópska mælieiningastefnu, aftur valið að gera mælieiningar ekki skyldubundnar.
• 1995: Bretland lauk formlegri hlutaðeigandi umbreytingu, þó að undantekningar eins og sölur á drekka, vegamerki og hraðamælar noti enn að mestu innlendar mælieiningar.
• Eftir Brexit: Það hefur verið nokkur hreyfing meðal verslunarmanna til að snúa aftur til innlendra mælieininga.

Önnur algeng einingakerfi

Þó að SI sé ríkjandi, eru sögulegir og menningarlegir þættir sem gera aðrar kerfi enn í mikilli notkun. Verkfæri okkar auðvelda umbreytingu til að brúa þessi mælieiningarmunur.

Hefðbundnar bandarískar einingar (USCS)

Hefðbundna bandaríska einingakerfið (USCS) er einkum notað í viðskiptum, félagslegu samhengi og daglegu lífi í Bandaríkjunum, en SI er notað í vísindum, læknisfræði, iðnaði, stjórnsýslu og hernaði. USCS á rætur í eldri enskum einingum en vék verulega frá Imperial-kerfinu eftir að það var stofnað árið 1824.

Saga USCS

• 1824: Stofnun Imperial kerfisins í Bretlandi markaði formlega sundurþáttun frá mælieiningakerfum sem notuð voru í Bandaríkjunum, sem leiddi til mismuna þrátt fyrir sameiginleg uppruna.
• 1893: Mendenhall-tilskipunin endurskilgreindi flestar hefðbundnar bandarískar einingar út frá metrum og kílógrömmum og tengdi þær þannig við skilgreiningar SI.
• 1959: Alþjóðlegi yard- og pundsamningurinn fínstillti enn frekar skilgreiningar hefðbundinna bandarískra eininga út frá metraeiningum.

Algengar USCS mælieiningar

Flokkur	Eining	Tákn	Áætlað SI-jafngildi
Lengd	tomma	in	0.0254 meters
	fet	ft	0.3048 meters
	yard	yd	0.9144 meters
	míla	mi	1609.344 meters
Flatarmál	ekra		4046.873 m2
Almennt rúmmál	rúmtomma	in3	0.0000164 m3
	rúmfet	ft3	0.0283 m3
	rúmyard	yd3	0.765 m3
Vökvarúmmál	teskeið	tsp	4.929 milliliters
	matskeið	tbsp	14.787 milliliters
	vökvaúnsa	fl oz	29.574 milliliters
	bolli	cp	236.588 milliliters
	pint	pt	473.176 milliliters
	gallon	gal	3785.41 milliliters
Þurrt rúmmál	þurrt pint		550.610 milliliters
	þurrt kvart		1,101.221 milliliters
	þurrt gallon		4,404.884 milliliters
Þyngd/massi	únsa	oz	28.350 grams
	pund	lb	453.592 grams
	stutt tonn	ton	907.185 kilograms
	langt tonn	long ton	1,016.047 kilograms
Hitastig	Fahrenheit-stig	°F	(vísindaleg notkun °C og K)

Imperial-kerfið

Imperial kerfi, einnig þekkt sem breska Imperial-kerfið, var formlega skilgreint árið 1824, sem framhald af eldri enskum einingum. Þó að Bretland hafi að hluta til tekið upp SI, eru Imperial einingar enn almennt áberandi í daglegu lífi, og kerfið er einnig notað í Kanada og sumum fyrrum breskum nýlendum.

Þó að það deili mörgum eininganafnum með bandarískum hefðbundnum einingum, er mikilvægt að átta sig á að raunveruleg gildi fyrir ákveðnar einingar, sérstaklega rúmmál, geta verið mismunandi (t.d. er Imperial-gallon stærra en bandarískt gallon). Ólíkt USCS, hefur Imperial kerfið venjulega ekki að geyma aðskildar þurrar eða vökva rúmmálseiningar.

Saga Imperial kerfisins

• 1818: Umræður um að taka upp metríska kerfið hófust á breska þinginu.
• 1824: Vigtar- og mælingarlögin stofnuðu Imperial kerfið, sem leyfði notkun eldri enskra eininga ef þeirra Imperial jafngildi voru merkt.
• 1965: Breska ríkisstjórnin samþykkti opinberlega stefnu um sjálfviljugri metrísku umbreytingu.
• 1969: Mælinganefndin var stofnuð til að samræma yfirfærsluna, þó að hún var síðar lögð niður árið 1980.
• 1989: Bretland valdi aftur að gera ekki metríska notkun skylda með því að forðast Evrópu-einingastefnu um mælingar.
• 1995: Bretland lauk formlegri hlutaðeigandi umbreytingu sinni til metríska kerfisins, með undantekningum fyrir hefðbundnar notkunar (t.d. drekka bjór, vegamerki).

Algengar Imperial einingar

Flokkur	Eining	Tákn	Áætlað SI-jafngildi
Lengd	tomma	in	0.0254 meters
	fet	ft	0.3048 meters
	yard	yd	0.9144 meters
	keðja	ch	20.1168 meters
	furlong	fur	201.168 meters
	míla	mi	1,609.344 meters
	league	lea	4,828.032 meters (3 miles)
Flatarmál	perch		25.293 m2
	rood		1011.714 m2
	ekra		4046.856 m2
Rúmmál	vökvaúnsa	fl oz	28.413 milliliters
	gill	gi	142.065 milliliters
	pint	pt	568.261 milliliters
	kvart	qt	1,136.523 milliliters
	gallon	gal	4,546.09 milliliters
Þyngd/massi	únsa	oz	28.350 grams
	pund	lb	453.592 grams
	stone	st	6.350 kilograms
	Imperial tonn	t	1,016.047 kilograms

Hvers vegna er nauðsynlegt að breyta einingum?

Áframhaldandi samlíking mismunandi einingakerfa um allan heim undirstrikar ómissandi þörf fyrir einingabreytingu. Það er mikilvægt fyrir:

• Alþjóðleg samskipti og samstarf: Að gera kleift að skipta upplýsingum og gögnum á milli vísindalegrar rannsóknar, verkfræðiverkefna og alþjóðaviðskipta, óháð staðbundnum mælingastöðlum.
• Að tryggja nákvæmni og öryggi: Að koma í veg fyrir kostnaðarsamar villur, útreikninga og hugsanlegar hættur í mikilvægu starfsumhverfi eins og framleiðslu, byggingum, flugsamgöngum og heilbrigðisþjónustu.
• Að auðvelda alþjóðaviðskipti: Að staðla vöruupplýsingar og magn yfir landamæri, einfalda inn- og útflutningsferli.
• Aukið notagildi í daglegu lífi: Að hjálpa einstaklingum að skilja uppskriftir, ferðalengdir, stærðir vara og önnur mælingar þegar þeir koma að mismunandi kerfum í daglegu lífi.

Með því að bjóða upp á aðgengilegar verkfæri fyrir nákvæma einingabreytingu, miðar þessi auðlind að því að einfalda þessi verkefni, gera fjölbreytt gögn um mælingar aðgengileg og alþjóðlega skiljanleg.