Imperial og amerikanske vanlige målesystemer - Imperial and US customary measurement systems

Cincinnati tollhus c. 1850–60
Regjeringer var en av de tidligste brukerne av vekter og målinger - ofte med tanke på skatteinnkreving. I USA tok den amerikanske statskassen fremfor kongressen ledelsen for å etablere et standard system for vekter og tiltak .

De keiserlige og amerikanske vanlige målesystemene er begge avledet fra et tidligere engelsk målesystem som igjen kan spores tilbake til antikke romerske måleenheter og karolingiske og saksiske måleenheter.

Det amerikanske vanlige enhetssystemet ble utviklet og brukt i USA etter den amerikanske revolusjonen , basert på en delmengde av de engelske enhetene som ble brukt i de tretten koloniene ; det er det dominerende enhetssystemet i USA. Det keiserlige enhetssystemet ble utviklet og brukt i Storbritannia og dets imperium fra 1826. Det metriske systemet har i ulik grad erstattet det keiserlige systemet i landene som en gang brukte det.

De fleste måleenhetene har blitt tilpasset på en eller annen måte siden den normanniske erobringen (1066). Enhetene for lineær måling har endret seg minst - verftet (som erstattet ellen ) og kjeden var målinger avledet i England. Den foten brukes av håndverker fortrengt det lenger foten brukes i landbruket. Den landbruks fot ble redusert til 10 / 11 til sin tidligere størrelse, forårsaker den stang, stangen eller abbor å bli 16+Ett / 2 (i stedet for de eldre 15) landbruks føtter. The Furlong og mål , så snart det ble et mål på størrelsen av en jordstykke snarere enn dens verdi, forble forholdsvis uforandret. I de siste tusen årene ble det brukt tre hovedpund i England. Den Troy pund (5760 korn ) ble anvendt for edle metaller, de lager salve pund ble, (også 5760 korn) som benyttes av farmasøyter og avoirdupois pund (7000 korn) ble anvendt for generelle formål. Apotekerne og troy -pundene er delt inn i 12 gram (av 480 korn), mens det unødvendige pundet har 16 gram (av 437,5 korn). Volumenheten, gallonen , har forskjellige verdier i USA og i Storbritannia - den amerikanske væskegallonen er omtrent 0,83 keiserlige gallon og den amerikanske tørr gallon er omtrent 0,97 keiserlige gallon. Den amerikanske væske gallon var basert på vin gallon som ble brukt i England før 1826.

Etter USAs uavhengighetserklæring utviklet måleenhetene i USA seg til det som nå er kjent som vanlige enheter . Storbritannia reviderte sitt målesystem i 1826, da det introduserte det keiserlige enhetssystemet . Dette resulterte i at de to landene hadde forskjellige liter. Senere på århundret ble det gjort forsøk på å tilpasse definisjonen av pundet og verftet i de to landene ved å bruke kopier av standardene som ble vedtatt av det britiske parlamentet i 1855. Disse standardene var imidlertid av dårlig kvalitet sammenlignet med de som ble produsert for Konvensjon av måleren . I 1960 ble de to landene enige om felles definisjoner av verftet og pundet basert på definisjoner av måleren og kilogrammet . Denne endringen, som utgjorde noen få deler per million, hadde liten effekt i Storbritannia, men resulterte i at USA hadde to litt forskjellige lineære målesystemer - det internasjonale systemet og landmålersystemet.

Engelske måleenheter

Sølvpenning av Æthelstan (924-939) som navnet pennyweight (dwt) ble hentet fra

Engelske måleenheter ble avledet fra en kombinasjon av romerske , karoligniske og saksiske måleenheter. De var en forløper for både det keiserlige enhetssystemet (først definert i 1824, for å tre i kraft i 1826) og USAs vanlige enheter som utviklet seg fra engelske enheter fra 1776 og fremover.

De tidligste registreringene av engelske måleenheter involverer vekten (og derfor verdien) av saksiske mynter. Den krone innført ved Offa var omtrent 20 korn (1,296 g). Edward den eldre økte vekten av den engelske øre til 26 korn (1,685 g), og justerte den dermed med kronen til Karl den Store . På tidspunktet for den normanniske erobringen (1066) hadde den redusert til 24 korn (1.555 g). Denne verdien ble deretter kalt pennyweight og utgjorde grunnlaget for Troy vektenheter - troy unsen som ble brukt til i dag for vekting av edle metaller. Edward I (1272–1307) brøt koblingen mellom en mynts verdi og dens vekt da han ødela den engelske mynten ved å introdusere et groat (fire pence) som veide 89 korn i stedet for de forventede 96 kornene. Grynet ble ytterligere devaluert på 1350 -tallet da vekten ble redusert til 72 korn.

Bronseullvekt på 6,4 kg (1550–1600) stemplet med det kongelige våpenskjoldet
( Victoria og Albert Museum )

I saksisk tid ble land målt både i form av økonomisk verdi og størrelse. The Domesday Book brukt skjul , en økonomisk måleenhet. I andre referanser ser furlong og rood ut til å være enheter knyttet til pløyingsprosedyrer. Spesielt interessant var stokken som var 15 nordtyske fot i lengde, den nordtyske foten tilsvarte 335 mm (13,2 tommer). Håndverkere brukte derimot en kortere romersk fot.

Standard Troy -pund, ødelagt i en brann i 1834

Standardisering av vekter og mål var et problem som gjentok seg for monarker. I 965 e.Kr. bestemte kong Edgar "at bare én vekt og ett mål skulle passere gjennom kongens herredømme". I 1197 bestemte Richard I at målingene av mais og puls, og vin og øl skulle være de samme i hele England. The Magna Carta , undertegnet av kong John i 1215 utvidet dette til å omfatte klut. En gang mellom 1266 og 1303 ble Englands vekter og mål radikalt revidert av en lov kjent som Composition of Yards and Perches ( Compositio ulnarum et perticarum ) ofte kjent som Compositio for kort. Denne loven, tilskrevet enten Henry III eller hans etterfølger Edward I, innstiftet en ny fot som var nøyaktig 10 / 11 lengden av den gamle foten, med tilsvarende reduksjon i størrelsen på gården, ell, tomme, og Barleycorn. (Furlongs forble det samme, men stangen endret fra 15 gamle fot til 16 Anmeldelse for 1. / 2- nye fot).

I 1324 Edward II systematisert lengdeenhetene ved å definere den tomme som 3 barleycorns, foten som 12 inches, verftet som 3 fot, abbor som 5 Anmeldelse for 1. / 2- Yards mål som et område 4 ved 40 abbor. Bortsett fra ellen (45 tommer eller 114,3 cm, som fortsatte å bli brukt i kledehandelen) og kjeden (introdusert av Edmund Gunter i 1620, og brukt i landmåling), dannet disse enhetene grunnlaget for lengdenhetene til det engelske målesystemet. Enhetene ble imidlertid omdefinert mange ganger - i løpet av Henry VIIIs tid ble det produsert standard yards og ells laget av messing , i løpet av Elizabeth I 's tid ble disse erstattet med standarder laget av bronse og i 1742, etter at vitenskapelige sammenligninger viste en variasjon på opptil 0,2 % fra gjennomsnittet, ble det foreslått en endelig standardverft (men ikke produsert).

I middelalderen ble andre landbruksprodukter enn ull stort sett solgt i volum, og forskjellige bushels og gallons ble introdusert gjennom årene for forskjellige varer. På begynnelsen av det fjortende århundre brukte ullhandelen tradisjonelt det avogridupois vektsystemet , en prosess som ble formalisert av Edward III i 1340. Samtidig ble steinen , når den ble brukt til å veie ull, formalisert som 14 pund.

I løpet av Tudor -perioden ble det gjort mange reformer av engelske vekter og tiltak. I 1496 beordret Henry VII at referansekopier av gården, pund og gallon skulle være laget av messing og distribueres til bestemte byer og byer i hele kongeriket. Mange vekter og tiltak som hadde sneket seg i bruk ble forbudt: i 1527 forbød Henry VIII Tower -pundet (5400 korn mot 5760 korn til apotekerne og troy -pundene) og det merkantile pundet (6750 korn mot 7000 korn av pundet avoirdupois) og i 1592 beordret Elizabeth I bruken av "statute mile" (5280 fot mot 5000 fot på London eller Old English mile).

Under Act of Union fra 1707 forlot Skottland, som hadde utviklet sitt eget system for vekter og mål uavhengig av England, til fordel for engelske vekter og tiltak. De Acts of Union 1800 som forent Irland med Storbritannia hadde mindre effekt på vekt og mål-irske vekt og mål har vært basert på den engelske fot og pound avoirdupois siden 1351, selv om den irske acre og mile var basert på en abbor på 7 meter, ikke 5+1 / 2 yards som i England.

I begynnelsen av det nittende århundre hadde mange varer sine egne enheter, måleenhetene for ull- og tøyindustrien hadde måleenheter som var spesifikke for disse varene, om enn avledet fra pund av evirdupois eller foten mens vin og øl brukte enheter med samme navn, men forskjellige størrelser - vin gallon er 231 kubikk inches og øl eller ale gallon er 282 kubikk inches. Landbruksprodukter ble solgt av bushelen som var basert på enda en gallon - den tørre gallonen på 268,8 kubikkcentimeter. Selv om det ikke er eksplisitt tillatt i lov, brukte mange markeder bushels basert på vekt i stedet for volum ved salg av hvete og bygg.

Keiserlige enheter

Offentlige kopier av standardverftet og dets underavdelinger ved Greenwich Observatory

British Weights and Measures Act fra 1824 opphevet all eksisterende britisk lov om vekt og tiltak, noen som dateres tilbake til 1300 -tallet, og omdefinerte eksisterende måleenheter. Spesielt ble et nytt standardverksted og troy pund produsert som standarder for henholdsvis lengde og vekt. Et nytt mål, den keiserlige gallon , som erstattet de mange gallonene som ble brukt, ble definert som volumet på 10 kilo vann ved 62 ° F (17 ° C), som etter de autoriserte eksperimentene ble funnet å være 277.274 kubikkcentimeter . Den kan senter , som hadde definisjoner som reflekterer de forskjellige liter som gallon, ble definert som 8 imperial gallon.

Loven fra 1824 innførte også noen endringer i administrasjonen av standardene for vekter og tiltak: Tidligere hadde parlamentet fått varetekt over standardene, men loven ga dette ansvaret videre til statskassen . Loven opprettet også et tilsyn for vekter og tiltak.

Standardverftet og pund gikk tapt i 1834 da en brann delvis ødela Palace of Westminster. Etter en rapport utgitt i 1841 av en kommisjon ble det produsert nye standard verft og pund ved bruk av de beste tilgjengelige sekundære kildene. I motsetning til den forrige standarden, var den nye pundstandarden et pund avoirdupois. De ble akseptert av en parlamentslov som standarder for lengde og vekt i 1855. Etter debakelen om de forskjellige gallonene som hadde blitt vedtatt av USA og Storbritannia tretti år tidligere, var en av kopiene av standardverftet tilbys og godtas av USAs regjering.

Loven om vekt og tiltak fra 1835 ryddet opp i en rekke mangler i 1825 -loven. Som svar på representasjoner fra handelsmenn ble steinen og hundrevekten formelt definert som henholdsvis 14 pund og 112 pund, og eksperimentet med å definere et "hauget" mål som beskrevet i 1824 -loven ble forlatt. Ikke alle handler fulgte bruken av den 14 steinen - Britten, for eksempel i 1880, katalogiserte en rekke forskjellige verdier av steinen i forskjellige britiske byer og byer fra 4 lb til 26 lb. 1835 -loven begrenset også bruken av Troy -tiltak til edle metaller og krevde at kull ble solgt i vekt og ikke i volum.

Fatøl er en av få varer i Storbritannia som fortsatt selges av den keiserlige halvliteren.

Loven om vekter og tiltak fra 1878 reviderte inspeksjonsregimet for vekter og tiltak som ble brukt i handel. Loven bekreftet også bruken av messing standard verftet og platina standard pund som standarder for bruk i Storbritannia, bekreftet bruken av apotekstiltak i legemiddelindustrien, bekreftet 1824 definisjonen av gallon, fjernet Troy pund fra liste over juridiske måleenheter, lagt favnen til listen over juridiske enheter og fastsatte forholdet mellom metriske og keiserlige enheter på en meter som er lik 39.3708 tommer og et kilo som er lik 15432.3487 korn (1 lb = 0,453592654 kg). Etter passering av loven, volumet av den gallon som var blitt definert som volumet av 10 lb destillert vann ved 62  ° F (17  ° C ble) målt på nytt og innstilt på 277.42 kubikk inches skjønt HM toll- og avgiftsfortsatte bruk definisjonen fra 1824 for avgiftsformål.

Veiskilt i Storbritannia bruker miles.

Loven om vekter og tiltak fra 1878 forbød effektivt bruk av metriske vekter for handel, Storbritannia hadde nektet å undertegne meterkonvensjonen tre år tidligere. Standard keiserlige verft var ikke stabilt - i 1947 ble krympefrekvensen kvantifisert og funnet å være en del per million hvert 23. år. I april 1884 kontaktet HJ Chaney, Warden of Standards i London uoffisielt BIPM (foresatte for standardmåleren) for å spørre om BIPM ville kalibrere noen målestandarder som hadde blitt produsert i Storbritannia. Broch , direktør for BIPM svarte at han ikke var autorisert til å utføre slike kalibreringer for ikke-medlemsland. 17. september 1884 signerte den britiske regjeringen konvensjonen på vegne av Storbritannia. Loven om vekter og mål fra 1897 tillot bruk av metriske enheter for handel; en liste over metriske til keiserlige ekvivalenter som blir utgitt året etter.

I henhold til lov om vekter og tiltak fra 1824 ble varetekt over standardverftet og pund og varetekt over administrasjon av vekter og tiltak overlatt til statskassen, men verifikasjon ble administrert lokalt. Loven fra 1835 beskrev formelt kontoret og pliktene til inspektører for vekter og tiltak og krevde at hver bydel oppnevnte slike offiserer, og loven fra 1866 ga ansvaret for vekter og tiltak til handelsstyret . I 1900 etablerte Board of Trade National Physical Laboratory (NPL) for å tilby laboratoriefasiliteter for vekter og tiltak.

Etter vedtakelsen av 1897 -loven forble vekter og tiltak i Storbritannia relativt uendret til etter andre verdenskrig . Ved midten av århundret forårsaket forskjellen på 2 deler per million mellom britiske og amerikanske standardverft problemer - i 1900 var en toleranse på 10 deler per million tilstrekkelig for vitenskapen, men i 1950 hadde denne toleransen krympet til 0,25 deler per million . I 1960 ble representanter fra NPL og andre nasjonale laboratorier fra USA og Commonwealth enige om å omdefinere verftet til å være nøyaktig 0,9144 meter, en handling som ble ratifisert av den britiske regjeringen som en del av Weights and Measures Act fra 1963.

Standarder for gallon, halv gallon, kvart og halvliter som tidligere ble brukt i kolonien Victoria . Nå en del av National Archives of Australia .

Metrikering i Storbritannia begynte på midten av 1960-tallet. Opprinnelig var denne beregningen frivillig, og i 1985 hadde mange tradisjonelle og keiserlige måleenheter blitt frivillig fjernet fra bruk i detaljhandel. Loven om vekter og tiltak fra 1985 formaliserte fjerning av dem for bruk i handel, selv om keiserlige enheter ble beholdt for bruk på veiskilt og de vanligste keiserlige vekter som fot, tomme, pund, unse, gallon og halvliter ble fortsatt brukt i detaljhandel for salg av løse varer eller varer målt eller veid foran kunden. Siden 1. januar 2000 har det vært ulovlig å bruke keiserlige enheter for vekter og tiltak i detaljhandel i Storbritannia, bortsett fra som tilleggsenheter eller for salg av fatøl og cider av halvliter eller melk som selges i returbeholdere.

Det britiske imperiet

Når kolonier oppnådde herredømme , oppnådde de også retten til å kontrollere sine egne vekter og målsystemer. Mange adopterte det keiserlige enhetssystemet med lokale variasjoner. India og Hong Kong supplerte det keiserlige enhetssystemet med sine egne innfødte måleenheter, deler av Canada og Sør -Afrika inkluderte måleenheter fra tidligere kolonimestere i sine målesystemer, mens mange territorier bare brukte en delmengde av enhetene som ble brukt i Storbritannia - spesielt steinen , kvartalet og centalen ble ikke katalogisert i blant annet australsk, kanadisk og indisk lovgivning. Videre justerte Canada tonneviset med amerikanske tiltak ved å katalogisere tonn på 2000 lb som lovlig for handel, men beholdt den keiserlige gallon.

Standardiseringen av verftet i 1960 krevde ikke bare avtale mellom USA og Storbritannia, men også Canada, Australia, New Zealand og Sør -Afrika, som alle hadde sine egne standardlaboratorier.

USAs vanlige enheter

Pound Troy konstruert av Office of Weights and Measures in Coast Survey - ca. 1832–39

Før deres uavhengighetserklæring i 1776 brukte de tretten koloniene som skulle bli USA det engelske målesystemet . Den artikler i Confederation som er datert før den Grunnloven ga staten "the enerett og makt ... fikse Standard for mål og vekt i hele USA." Etter dannelsen av USA bekreftet grunnloven kongressens rett til å "fikse standarden for vekter og tiltak", men forbeholdt retten til å regulere handel og vekt og tiltak til de enkelte statene.

Under den første kongressen i USA i 1789 ble Thomas Jefferson detaljert for å lage en plan for valutaen og vektene for tiltak som ville bli brukt i den nye republikken. I sitt svar i 1790 bemerket han at det eksisterende målesystemet var forsvarlig, men at kontrollen over baseartefakten ikke var under kontroll av USA. Rapporten hans foreslo et middel til å produsere en lokal standard og la også veien åpne for bruk av et desimalbasert system hvis dette var aktuelt. I tilfelle ble de eksisterende standardene beholdt.

Ferdinand Hassler som anskaffet standardvekter i Europa på vegne av den amerikanske statskassen

I mange år ble det ikke iverksatt tiltak på føderalt nivå for å sikre harmoni i måleenheter - enhetene som ble anskaffet av de tidlige kolonistene så ut til å tjene sitt formål. Kongressen gjorde ingenting, men Ferdinand Hassler , Superintendent av East Coast undersøkelsen , som i 1790 hadde møtt ved hjelp av kontakter i hjemlandet Sveits kjøpt en kopi av de [franske] mètre des Archives . I 1810 ble Ferdinand Hassler sendt til Europa av statskassen for å anskaffe måleinstrumenter og standarder.

I 1827 anskaffet Albert Gallatin, USAs minister i London en "eksakt kopi" av troy -pundet som den britiske regjeringen hadde som i 1828 ble vedtatt som referansekopi av vekten i USA.

I 1821 sendte John Quincy Adams , daværende statssekretær, en rapport basert på forskning bestilt av senatet i 1817 som anbefalte å ikke ta i bruk det metriske systemet. Kongressen gjorde ingenting, og i 1832 adopterte statskassen tunet på 36 tommer som lengdeenhet for tollformål, det pund på 7000 korn som vektenhet og gallon på 231 kubikk inches ("Queen Anne gallon") og skjeppen på 2150,42 kubikkcentimeter som volumenheter. Kongressen gjorde lite for å fremme standarder i hele USA annet enn å fastsette størrelsen på verftet og gallonen.

Nittende århundre liste over forskjellige bushels etter stat og vare

Gjennom det nittende århundre utviklet individuelle stater sine egne standarder, og spesielt dukket det opp en rekke skjepper basert på vekt (masse) i stedet for volum, avhengig av både vare og tilstand. Denne mangelen på ensartethet forkrøplet handel mellom stater og i 1905 innkalte National Bureau of Standards til et møte i statene for å diskutere mangelen på ensartede standarder og i mange tilfeller et middel for regulatorisk tilsyn. Et møte ble holdt året etter og ble deretter en årlig samling kjent som National Conference on Weights and Measures (NCWM). I 1915 publiserte konferansen sine første modellstandarder. Skjeffen var ikke fullt standardisert, og Chicago Mercantile Exchange bruker fortsatt (mai 2013) forskjellige skjepper for forskjellige varer - en skjeppe mais er 56 lb, en skjeppe havre 38 lb og en skjeppe soyabønner 60 lb og en skjeppe rød vinter hvete (både hardt og mykt) også 60 lb. Andre varer på sentralen regnes i pund, i korte tonn eller i tonn.

En av handlingene som kongressen tok var å tillate bruk av det metriske systemet i handel (1866), utført på høyden av metrikeringsprosessen i Latin -Amerika . Andre handlinger var å ratifisere meterkonvensjonen i 1875 og under Mendenhallordenen fra 1897, for å omdefinere pundet og verftet når det gjelder henholdsvis den internasjonale prototypen for kilogrammet og den internasjonale prototypen til måleren .

I 1901 ble administrasjonen av vekter og tiltak overlevert til et føderalt byrå, National Bureau of Standards, som i 1988 ble National Institute of Standards and Technology. Inaktivitet fra kongressen og mangel på ensartethet av vekter og tiltak som var ødeleggende for amerikansk økonomisk vekst på 1800 -tallet, førte til at National Bureau of Standards kalte til et statsmøte i 1905 som resulterte i opprettelsen av den nasjonale konferansen om vekter og Tiltak (NCWM). Denne organisasjonen er de facto kontrollorgan for vekter og tiltak i USA, men med hensyn til internasjonale forbindelser som medlemskap i General Conference on Weights and Measures (en mellomstatlig organisasjon ) må den amerikanske regjeringen ta ledelsen.

I løpet av det tjuende århundre var den viktigste endringen i det vanlige systemet for vekter og mål en avtale mellom NIST og de tilsvarende organene i Australia, Canada, New Zealand, Sør -Afrika og Storbritannia, signert i 1960, som omdefinerte verftet og pundet når det gjelder henholdsvis måleren og kilogrammet. Disse nye enhetene ble kjent som det internasjonale verftet og pundet. Kongressen har verken godkjent eller avvist denne handlingen. (Se § Metriske ekvivalenter ).

Energi, kraft og temperatur

Imperial og amerikanske vanlige enheter har lenge vært brukt i mange grener av ingeniørfag. To av de tidligste slike måleenhetene som ble tatt i bruk var hestekrefter og graden Fahrenheit . Den hestekrefter ble definert ved James Watt i 1782 som den kraft som kreves for å heve 33.000 pounds av vann gjennom en høyde av en fot i ett minutt, og i hvilken grad Fahrenheit ble først definert av Daniel Fahrenheit i omtrent 1.713 for å være en temperaturskala har sin nedre kalibrerings punkt (0 ° F) ved temperatur der en overmettet salt/isblanding frøs og dets øvre kalibreringspunkt ved kroppstemperatur (96 ° F). I 1777 foreslo Royal Society , under ledelse av Henry Cavendish , definisjonen av Fahrenheit -skalaen slik at temperaturen som tilsvarer isens smeltepunkt er 0 ° C (32 ° F) og vannets kokepunkt under standard atmosfæriske forhold være 212 ° F (100 ° C).

Old Bess , en 30 HK strålemotor bygget av James Watt , nå bevart i Science Museum, London . Watt definerte begrepet hestekrefter .

Den britiske termiske enheten (Btu) er definert som varmen som trengs for å heve temperaturen på ett kilo vann med en grad Fahrenheit. Den var i bruk før 1859 som en varmeenhet basert på keiserlige enheter i stedet for de metriske enhetene som ble brukt av franskmennene- Clément-Desormes etter å ha definert kalorien i form av kilo og grader celsius ('celsius') i 1824.

I 1873 introduserte en komité fra British Association for the Advancement of Science under ledelse av William Thomson (Lord Kelvin) konseptet om sammenheng i måleenheter og foreslo navnene dyne og erg som enhetene for kraft og arbeid i CGS -systemet av enheter . To år senere introduserte James Thomson , eldre bror til William Thomson, begrepet poundal som en sammenhengende kraftenhet i målepunktet Foot -pound – second (FPS). FPS-arbeidsenheten er foot-poundal .

Andre systemer for måling av dynamiske mengder som brukte keiserlige og amerikanske vanlige enheter er British Gravitational System (BG) foreslått av Arthur Mason Worthington og English Engineering System (EE). Begge systemene er avhengige av gravitasjonsakselerasjonen , og bruker pundkraften som kraftenhet, men bruker forskjellige tilnærminger når de bruker Newtons bevegelseslover . I BG -systemet har kraft, i stedet for masse, en baseenhet mens sneglen er en avledet treghetsenhet (i stedet for masse). På den annen side bruker EE -systemet en annen tilnærming og introduserer akselerasjonen på grunn av tyngdekraften ( g ) i likningene. Begge disse tilnærmingene førte til små variasjoner i betydningen av pundkraften (og også kilo-kraften) i forskjellige deler av verden. Ulike land publiserte standardverdier som skulle brukes for g , og i 1901 publiserte CGPM en standardverdi for g som skulle brukes i "International Service of Weights and Measures", nemlig 32,174049 ft/s ² (9,80665 m/s ² ), som er lik verdien av g på 45 ° breddegrad.

Newtons andre lov i disse systemene blir:

BG: Kraft (lbf) = treghet (snegler) × akselerasjon (ft/s ² )

EE: Kraft (lbf) = masse (lb) × akselerasjon (ft/s ² ) ÷ g

AE: Kraft (pund) = masse (lb) × akselerasjon (ft/s ² )

AE ignoreres i mange ingeniørkurs og lærebøker, mens noen, for eksempel Darby bare bruker EE (ved siden av SI), etter å ha beskrevet BG- og EE -systemene som "arkaiske".

Metriske ekvivalenter

Slutten på standardgården i 1855 som viser gullpluggene som hadde merkene for standardverftet

Standardverftet og [Troy] pund gikk tapt i 1834 da en brann delvis ødela Palace of Westminster . Etter en rapport utgitt i 1841 av en kommisjon ble det produsert nye standard verft og pund ved bruk av de beste tilgjengelige sekundære kildene. I motsetning til den forrige standarden, var den nye pundstandarden, laget av platina, et kilo avoirdupois. Det nye verftet, litt lengre enn et verksted for å forhindre slitasje slik det ble opplevd med mètre des Archives , var laget av messing og hadde to gullplugger nær slutten. Ripemerker på pluggene angir lengden på tunet. De ble akseptert av en parlamentslov som standarder for lengde og vekt i 1855. Etter debaklet om de forskjellige gallonene som hadde blitt vedtatt av USA og Storbritannia tretti år tidligere, var en av kopiene av standardverftet og avoirdupois pund (kjent i USA som "Mint pound") ble tilbudt og akseptert av den amerikanske regjeringen.

I årene som fulgte etter at 1878 -loven ble vedtatt, ble det funnet at det keiserlige standardverftet krympet med en hastighet, bekreftet i 1950, til å være nesten en del per million hvert 30. år. På den annen side ble den internasjonale prototypemåleren, produsert av en platina-iridiumlegering i stedet for messing av et britisk firma, som i 1889 erstattet meter des archives som standarden for måleren, mer stabil enn standardverftet . Både USA og Storbritannia, som undertegnet målerkonvensjonen , mottok kopier av både standardmåleren og standard kilogram. "Mintpundet" ble også funnet å ha dårlig utførelse.

I 1866 lovliggjorde USAs regjering bruk av metriske enheter i kontraktsrett, og definerte dem i form av tilsvarende vanlige enheter til fem betydelige tall som var tilstrekkelig for handelsformål. I 1893 forlot USA under Mendenhall -ordenen 1855 verftet som en standard på lengden og "Mint pund" som en standard for masse, og omdefinerte dem når det gjelder meter og kilo ved å bruke verdiene i lovgivningen fra 1866. I Storbritannia ble det gjort nye sammenligninger av de keiserlige og metriske standardene for lengde og masse og ble brukt i Weights and Measures Act 1897 for å omdefinere verftet og pundet i henhold til meter og kilo. I tillegg ble definisjonene av både verftet og pundet når det gjelder artefakter som den britiske regjeringen inneholdt bekreftet på nytt og ga både verftet og pundet to forskjellige definisjoner. Forskjellene mellom britene og det amerikanske verftet og pundet var i størrelsesorden noen få deler per million.

På slutten av andre verdenskrig hadde standardlaboratoriene i Canada, Australia, New Zealand og Sør -Afrika også sine egne kopier av pundet og verftet. Disse juridiske og tekniske avvikene, beskrevet av McGreevy (s. 290) som "usunde", førte til Commonwealth Science Conference i 1946. Foreslo at Commonwealth -landene og USA alle skulle omdefinere verftet og pundet i form av en avtalt brøkdel av henholdsvis måleren og kilogrammet. Standardlaboratoriene ble enige om å definere verftet og måleren som 1960

1 internasjonalt verft = 0,9144 meter

1 internasjonalt pund = 0,453 592 37 kilo

Det siste sifferet for verdien som ble valgt for pundet ble valgt for å gjøre tallet nøyaktig delbart med 7, noe som gjorde kornet nøyaktig 64.798 91 milligram .

Denne avtalen ble ratifisert av Storbritannia i 1963 mens Canada foregikk beslutningen ved å vedta disse verdiene i 1951, ni år foran den fulle internasjonale avtalen. Den amerikanske kongressen har verken ratifisert eller avkreftet avtalen.

Sammenligning av keiserlige og amerikanske vanlige systemer

En babyflaske som måler i alle tre målesystemene - metrisk, imperial (Storbritannia) og USA.

Før 1960 var det keiserlige og vanlige verftet og pundet tilstrekkelig nær hverandre til at for de fleste praktiske formål kunne man se bort fra forskjellene i størrelser på enheter, lengde, areal, volum og masse, selv om det var forskjeller i bruk - for eksempel , i USA er korte veidistanser spesifisert i fot mens de i Storbritannia er spesifisert i verft Innføringen av det internasjonale verftet i 1960 forårsaket små, men merkbare effekter ved oppmåling i USA, noe som resulterte i at noen stater beholdt de opprinnelige definisjonene av de vanlige måleenhetene som nå er kjent som undersøkelsesmil, fot, mens andre stater vedtok den internasjonale foten. I følge National Institute of Standards and Technology vil undersøkelsesfoten være foreldet fra og med 1. januar 2023, og bruk av den frarådes.

Definisjonen av vektenheter over et pund var forskjellig mellom det vanlige og det keiserlige systemet - det keiserlige systemet brukte steinen på 14 pund, hundrevekten på 8 stein og tonn på 2240 pund (20 hundrevekt), mens det vanlige systemet med enheter brukte ikke steinen, men har en hundrevekt på 100 pund og et tonn på 2000 pund. I internasjonal handel ble tonn på 2240 pund ofte referert til som "langt tonn" og tonn på 2000 pund som "kort tonn". Når du bruker vanlige enheter, er det vanlig å uttrykke kroppsvekten i pund, men når du bruker keiserlige enheter, å bruke steiner og pund .

I sin plan for etablering av Uniformity i mynter, Vekter og tiltak i USA , Thomas Jefferson , da statssekretær , identifisert 14 forskjellige gallons i engelsk lover varierer i størrelse fra 224 til 282 kubikk inches (3,67 til 4,62 liter).

I 1832, i mangel av noen retning fra kongressen , valgte USAs finansdepartement den nest minste gallonen, "Queen Anne gallon" på 237 kubikk inches (3,785 liter), til å være den offisielle gallonen i USA for skattemessige formål. Seksten amerikanske flytende unser lager en amerikansk halvliter (8 halvliter tilsvarer 1 gallon i både vanlige og keiserlige systemer).

Under reformen av vekt- og tiltakslovgivningen i Storbritannia i 1824, ble gamle galloner erstattet av den nye keiserlige gallon, som ble definert til å være volumet til 10 pund vann ved 17 ° C (62 ° F), og ble bestemt eksperimentelt til 277,42 kubikk tommer (4,54609 liter). Tjue keiserlige væske -unser lager en keiserlig halvliter, den keiserlige væske -unsen er 0,96 amerikanske væske -unser.

Det amerikanske vanlige enhetssystemet bruker et sett med tørre kapasitetsenheter som har et lignende sett med navn på væskekapasitet, men forskjellige volumer: den tørre halvliteren har et volum på 33,6 kubikk tomme (550 ml) mot den amerikanske væsken halvliter volum på 28,875 kubikk inches (473 ml) og keiserlige halvliter på 34,68 kubikk inches (568 ml). Det keiserlige målesystemet har ikke en ekvivalent med det amerikanske vanlige systemet med "tørt mål".

I de internasjonale råvaremarkedene brukes fatet ( 42 US gallons , ≈159 liter) i både London og New York/Chicago til handel med råolje og Troy unse (≈31,10 gram) for handel med edle metaller, unntatt London markeder bruker metriske enheter og Chicago Board of Trade bruker vanlige enheter.

Enheter i bruk

Tabellene nedenfor katalogiserer de keiserlige måleenhetene som var tillatt for bruk i handel i Storbritannia før metrering (1976) og de vanlige "måleenhetene som tradisjonelt har blitt brukt i USA". I tillegg katalogiseres også navngitte måleenheter som brukes i verkstedsindustrien. Før metrering var måleenhetene som ble brukt i Irland de samme som ble brukt i Storbritannia, mens de som ble brukt i det britiske samveldet og i Sør -Afrika i de fleste tilfeller var en delmengde av de som ble brukt i Storbritannia med, i visse tilfeller, lokale forskjeller.

Med mindre annet er angitt, ble måleenhetene som er sitert nedenfor brukt i både USA, Storbritannia. SI -ekvivalenter er sitert til fire signifikante tall.

Enheter av lengde

I 1893 fastsatte USA verftet til 3600 ⁄ 3937 meter, noe som gjorde verftet til 0,9144018 meter og 1896 fastsatte britiske myndigheter verftet til å være 0,9143993 meter. På den tiden ble avviket på omtrent to deler per million ansett for å være ubetydelig. I 1960 standardiserte Storbritannia, USA, Australia, Canada og Sør -Afrika sine lengdenheter ved å definere det "internasjonale verftet" til å være 0,9144 meter nøyaktig. Denne endringen påvirket landmålere i USA og førte til at de gamle enhetene ble omdøpt til "undersøkelsesføtter", "undersøkelsesmiler" etc. Imidlertid ble introduksjonen av det metrisk baserte Ordnance Survey National Grid i Storbritannia i 1938 medført at britiske landmålere var upåvirket av endringen.

Merknader

Merknader

Arealenheter

Innføringen av det internasjonale verftet i 1960 hadde ingen effekt på britiske målinger av areal, men amerikanske målinger av landareal, i motsetning til andre målinger av areal (for eksempel pund per kvadrattomme ), fortsatte å være basert på det amerikanske lovverftet.

Merknader

Merknader

Volum av tørrvarer

Merknader

Merknader

Volum av væsker

Flere av enhetene med flytende volum eller kapasitet har lignende navn, men har forskjellige volumer - og når det gjelder væske -unser og halvliter, forskjellige forhold. I tillegg er definisjonene av den keiserlige og amerikanske gallonen basert på forskjellige konsepter - den keiserlige gallon er definert i form av volumet som okkuperes av en spesifisert vannmasse, mens den amerikanske gallon er spesifisert i form av kubikk lineært mål.

Merknader

Merknader

Vektenheter

Vektenheter i både det keiserlige og det amerikanske sedvanlige systemet brukte alltid den samme standarden, selv om forskjellene i multipler av det unngåirdupois pundet utviklet seg på 1800 -tallet. Begge systemene brukte de tre forskjellige skalaene - avoirdupois -systemet for generell bruk, troy -systemet for edle metaller og apotekersystemet i apotekindustrien. Begrepet "vekt" og "masse" brukes om hverandre i de keiserlige og amerikanske sedvanlige systemene, men siden pundet ble knyttet til kilo i 1959, ble pundet teknisk sett en masse, ikke en vekt.

Avoirdupois system

Merknader

Troy vekter

Merknader

Apotekernes vekt

Apotekernes vekter ble brukt i farmasøytisk industri og har holdt seg nesten uendret siden middelalderen-apotekernes pund og unse er det samme som Troy pund og unse, men hvert system har forskjellige underenheter. I Storbritannia er disse enhetene bare av historisk interesse, etter å ha blitt erstattet av metriske enheter i 1970.

Oppkalt enheter for energi, kraft og temperatur

Navnene på de fleste avledede måleenhetene i de keiserlige og amerikanske sedvanlige systemene er sammenkoplinger av måleenhetens bestanddeler, for eksempel er trykkenheten pund [kraft] per kvadrattomme . Bortsett fra poundal er de fleste av de navngitte måleenhetene ikke-sammenhengende , men ble vedtatt på grunn av tradisjonell arbeidspraksis.

Andre enheter

I tillegg til de som er katalogisert ovenfor, er det bokstavelig talt hundrevis av andre måleenheter i både det keiserlige og det amerikanske vanlige målesystemet - mange er spesifikke for en bestemt bruksområde. Slike enheter kan i teorien erstattes av generelle enheter med samme dimensjon, for eksempel fatet (42 US gallons, 34,97 imperial gallons eller 159,0 liter) som brukes i oljeindustrien har dimensjonen volum og kan erstattes av gallon , kubikkmeter eller liter.

Definisjonene av potensialforskjell ( volt ), elektrisk strøm ( ampere ), elektrisk motstand ( ohm ) ble definert i form av metriske enheter, internasjonal avtale ble oppnådd på en serie IEC -kongress i Chicago mellom 1881 og 1906 da den elektriske industrien var i sin barndom. På den tiden hadde det metriske systemet blitt etablert på det kontinentale Europa mens metrering i Storbritannia var et aktivt tema. På samme måte ble måleenhetene som ble brukt i den radiologiske industrien definert i form av metriske enheter, og enighet ble først oppnådd på den andre internasjonale kongressen for radiologi i Stockholm (1928).

Nåværende status

Land som bruker de metriske , keiserlige og amerikanske sedvanlige systemene fra og med 2019

På 1960-tallet ble det igangsatt et beregningsprogram i de fleste engelsktalende land, noe som resulterte i enten delvis eller total forskyvning av det keiserlige systemet eller USAs vanlige målesystem i disse landene. Den nåværende statusen til keiserlige og amerikanske vanlige enheter, som oppsummert av NIST , er at "SI metrisk system nå er det offisielle enhetssystemet i Storbritannia, mens de vanlige enhetene fremdeles hovedsakelig brukes i USA".

Situasjonen er imidlertid ikke så entydig som denne. I USA, for eksempel, er det metriske systemet det dominerende målesystemet på visse felt, for eksempel bilproduksjon, selv om vanlige enheter brukes i flyproduksjon. I Storbritannia kreves metriske enheter for nesten all regulert bruk av måleenheter bortsett fra noen få spesifikt unntatte områder som veiskilt , hastighetsmålere og fatøl . Metrikering er også alt annet enn komplett i Commonwealth -landene i Australia , India , New Zealand og Sør -Afrika; metrering i Canada har fordrevet det keiserlige systemet på mange områder.

De keiserlige og amerikanske vanlige målesystemene bruker SI for sine formelle definisjoner, verftet er definert som 0,9144  meter nøyaktig, pundet unngås som0,453 592 37  kilo nøyaktig mens begge målesystemene deler definisjonen av det andre .

Se også

• Konvertering av enheter

Merknader

Referanser