単位 unit 【イラスト図解】
英語:unit 中国語:单元
単位とは
「取決めによって定義され,採用された特定の量であって,同種の他の量の大きさを表すために比較されるもの.」 Z 8103)
基本単位:(m, s, kg, K, A, mol , cd)
補助単位:(rad,sr)
組立単位:(Hz,N,Pa,J,W,C,V,F,T,Wb,Ω,S,H, lm,lx,Bq, Gy, m3, kg/m3, kg・m/s2,N・m,Pa・s,V/mなど
10の整数倍の接頭語:(E,P,T,G,M, k, h, da, c,m,μ,n,p,f, a)
より構成されている.
引用先:クォリティーマネジメント用語辞典 日本規格協会
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わかりやすく 単位
国語辞典で調べると単位は下記の意味である。 長さ、重さ、量などの数量を計算するときの基準となるもの。 また、その数値。長さのメートル、重さのグラムなどの類。
“はかる”ということは同じものを複数つくる必要があってはじめて必要になるもので自分で全てのものを つくり、使用していた場合は必要ではない。 長さ、重さ、容積の物々交換が発達するまでは無用なものであった。
物つくりの分業体制ができるようになって必要となった道具であり、他の品物と比較することができる 便利な道具である。 はかることの基準はどこの国でもはじめ人間自身の体の大きさを持って決めていた。
長さの最初の基準は身体の一部だった。古代オリエント時代の単位は,腕の長さから,キュービットが使われ, ヤードの基本となった。インチやフィートもそれぞれ指や足の大きさに起因すると言われている。
現在の単位の基準
【長さの基準】 1mの定義
メートル原器 光の速さ(真空中)を基準
「地球の子午線の赤道から北極までの100万分の1」と決めたのが最初です(メートル原器作成)
↓
1960年: 86Kr原子のだいだい色スペクトルの真空中における波長の1650763.73倍を1メートルとする。
↓
1983年: 光の速さ(真空中)を基準にするようになった。
【質量の基準】 1Kgの定義
1790年、質量の基本単位「キログラム」は「約4℃で最大密度にある純水の1デシ立方メートル(1辺が10cmの立方体)の質量」と定義され、その後これに基づき、白金90%、イリジウム10%の合金製で、直径39mm・高さ39mmの 円柱形の「国際キログラム原器」が作られました。
この国際キログラム原器はフランスの国際度量衡局に保管され、これと同形状・同材質のキログラム原器が40個作られ、世界各国に配られ、それぞれの国の質量単位のモトとなるキログラム原器となったのです。
日本のキログラム原器は№6で、現在、茨城県つくば市の通商産業省工業技術院計量研究所に保管され約30年ごとに故郷であるパリ郊外の国際度量衡局の国際キログラム原器と比較され、値付けされています。
キログラム原器
【時間の基準】
「1日を24等分したものが1時間。1時間を60等分したものが1分。1分を60等分したものが秒」
↓
1967年:セシウム133の特定放射の9192631770周期分の時間
【温度の基準】
セッ氏温度(セルシウス温度) 単位記号:℃
(「摂氏」はスウェーデン人セルシウス(A=Celsius)の中国語表記「摂爾思」から)温度を計る単位の一つ。
一気圧における水の氷点を零度、沸点を一〇〇度とし、その間を一〇〇等分した温度目盛り。
氷点以下や沸点以上の温度も同じ目盛り間隔にしてある。記号℃一七四二年、セルシウスが提唱した。
1990年に定められた温度定義では、17個の温度定点が与えそれを元に基準をきめている。
変更理由:
零点、沸点の値が不変的でないために変更を行った。例として、1990年での「1気圧下の水の沸点は、約99.974℃であり現在の温度目盛りでは、水の沸点は100℃ではない
絶対温度(ケルビン温度)単位記号:K 呼び名:ケルビン
摂氏マイナス二七三・一六度を零度とし、摂氏と同じ温度単位をもつ温度系、記号/ ゼロ/の温度では物質を構成する原子分子の熱振動はすべて静止する。従ってゼロ/以下の温度は存在しない。
華氏温度(セルシウス温度) 記号:°F
「華氏」はドイツ人ファーレンハイト(G.D.Fahrenheit)の中国語表記「華倫海」から)温度をはかる単位の一つ。水の氷点を三二度、沸点を二一二度とし、その間を一八〇等分した温度目盛り。一七一四年、ファーレンハイトが制定。ヤードポンド単位系で用いられる。
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国際単位系(SI)とは
物体の長さや重さ、時間などは、世界中どこで測っても同じ値になることが原則です。
それらを表す単位が「国際単位系(SI)」です。
1960年の国際度量衡総会(CGPM)にて制定されたものであり、略称「SI」はフランス語の「Le Système International d’Unités(国際単位系)」を基にしています。
国際単位系(SI)は、以下の2つに分類できます。
基本単位
国際単位系では、7つの基本単位を使用します。
量 | 単位の名称 | 単位記号 | 定義 |
---|---|---|---|
長さ | メートル | m | 1/299792458秒の時間に光が真空中を伝わる距離 |
質量 | キログラム | kg | 質量の単位。 国際キログラム原器の質量を基準とする |
時間 | 秒 | s | セシウム133の原子の基底状態の二つの超微細準位の間の遷移に対応する放射の9192631770周期の継続時間。 |
電流 | アンペア | A | 真空中に1メートルの間隔で平行に置いた、無限に小さい円形断面積を有する無限に長い2本の直線状導体のそれぞれを流れ、これらの導体の長さ1メートルごとに2×10-7ニュートンの力を及ぼし合う不変の電流。 |
熱力学温度 | ケルビン | K | 水の三重点の熱力学温度の1/273.16。 |
物質量 | モル | mol | 0.012キログラムの炭素12の中に存在する原子の数と等しい数の要素粒子又は要素粒子の集合体(組成が明確にされたものに限る。)で構成された系の物質量。 要素粒子は要素粒子の集合体を特定して使用する。 |
光度 | カンデラ | cd | 周波数540×1012ヘルツの単色放射を放出し、所定の方向におけるその放射強度が1/683ワット毎ステラジアンである光源の、その方向における光度。 |
組立単位
基本単位を組み合わせて乗法・除法の数学記号を使って表す単位。
量 | 単位の名称 | 単位記号 |
---|---|---|
面積 | 平方メートル | m2 |
体積 | 立方メートル | m3 |
速さ | メートル毎秒 | m/s |
加速度 | メートル毎秒毎秒 | m/s2 |
波数 | 毎メートル | m-1 |
密度 | キログラム毎立方メートル | kg/m3 |
電流密度 | アンペア毎平方メートル | A/m2 |
磁界の強さ | アンペア毎メートル | A/m |
(物質量の)濃度 | モル毎立方メートル | mol/m3 |
比体積 | 立方メートル毎キログラム | m3/kg |
輝度 | カンデラ毎平方メートル | cd/m2 |
組立単位には、固有の名称をもつものもあります。
量 | 単位の名称 | 単位記号 | 組み立て方 |
---|---|---|---|
平面角 | ラジアン | rad | m/m |
立体角 | ステラジアン | sr | m2/m2 |
周波数 | ヘルツ | Hz | S-1 |
力 | ニュートン | N | mkg-2 |
圧力、応力 | パスカル | Pa | N/m2 |
エネルギー、仕事、熱量 | ジュール | J | N/m |
仕事率、工率、動力、電力 | ワット | W | J/s |
電荷、電気量 | クーロン | C | A/s |
電位、電位差、電圧、起電力 | ボルト | V | J/C |
(電気)抵抗 | オーム | Ω | V/A |
(電気の)コンダクタンス | ジーメンス | S | Ω-1 |
磁束 | ウェーバ | Wb | V・s |
磁束密度、磁気誘導 | テスラ | T | Wb/m2 |
インダクタンス | ヘンリー | H | Wb/A |
セルシウス温度 | セルシウス度または度 | ℃ | k |
光束 | ルーメン | lm | cd・sr |
照度 | ルクス | lx | lm/m2 |
10の整数倍の接頭語
SI基本単位の前につけて「km(キロメートル)」「mA(ミリアンペア)」のように使用します。そのほか「hPa(ヘクトパスカル)」「MN(メガニュートン)」のようにSI組立単位に用いることもあります。
SI単位の10の整数乗倍を示す接頭語
倍数 | 接頭語 | 記号 | 倍数 | 接頭語 | 記号 |
---|---|---|---|---|---|
1018 | エクサ | E | 10-1 | デシ | d |
1015 | ペタ | P | 10-2 | センチ | c |
1012 | テラ | T | 10-3 | ミリ | m |
109 | ギガ | G | 10-6 | マイクロ | μ |
106 | メガ | M | 10-9 | ナノ | n |
103 | キロ | k | 10-12 | ピコ | p |
102 | ヘクト | h | 10-15 | フェムト | f |
10 | デカ | da | 10-18 | アト | a |
SI単位系に含まれない単位
量 | 単位の名称 | 単位記号 | 定義 |
---|---|---|---|
時間 | 分 | min | 1min=60s |
時 | h | 1h=60min | |
日 | d | 1d=24h | |
平面角 | 度 | ° | 1°=(π/180)rad |
分 | ′ | 1′=(1/60)° | |
秒 | ″ | 1″=(1/60)′ | |
体積 | リットル | l、L | 1l=1dm3 |
質量 | トン | t | 1t=103kg |
*単位一覧表、単位換算表 ダウンロード
SI基本単位等の一覧表がダウンロード可能です。
単位の書き方
SI における単位の記述規則は、SI文書の5章に記述されています。 また詳細な規則は国際規格 ISO 80000 や、日本産業規格 JIS Z 8000[量及び単位]に規定されています。 代表的なものを下記に示します。
- 量の記号は斜体(イタリック体)で、単位記号は直立体で記述する。(例: g = 9.806 65 m/s2)
- 数値と単位記号の間には半角スペースを挿入する。
- 単位記号の積は半角スペースもしくは中黒(·)で表す。(例: N m、N·m)
- 単位記号の商は、水平の線(分数)、斜線または負の指数で表す。(例: m/s、m s−1)
- 接頭語の記号は直立体とし、単位記号との間に間隙を置かずに表記する。
- 接頭語は1つだけを用い、 μμF や mmm 、 nkg のように2つ以上重ねてはならない。
- 接頭語付きの単位に指数が付されているときは、その指数は母体となる単位と接頭語の両方に累乗が掛かる。
(例: 1 cm3 = (10−2 m)3 = 10−6 m3、 1 μs−1 = (10−6 s)−1 = 106 s−1)
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– 基本 :長さ(距離)、面積、重量(質量)、体積
– 生活:為替レート、温度、時間、速度、靴、衣服、帽子、指輪
– 科学:圧力、力、仕事 (エネルギー)、仕事率、トルク、流量、電流、電圧、密度、粘度、濃度、天文
– その他:角度、データ、燃費、料理、照度、放射線量、接頭辞、バイナリ、時間帯、血糖、硬さ、AWG
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