國際單位制之使用指南
經濟部標準檢驗局
中華民國九十二年五月
國際單位制之使用指南
前言………………………………………………………………2
概述………………………………………………………………3
單位與前綴詞……………………………………………………6
單位使用之規則…………………………………………………13
倍數與分數的使用規則…………………………………………16
數值的使用規則…………………………………………………18
附錄………………………………………………………………20
國際單位制之使用指南
(92.03.11第三次工作小組會後修正資料)
1.前言:
人類日常生活中所使用的度量衡單位幾乎是無所不在,例如每天起床後想知道當天天氣的溫度、到市場買菜的質量以及搭計程車的距離長度等等,所以單位與民眾的食、衣、住、行幾乎是密不可分。又例如買一斤水果,而這一斤到底是代表一公斤、一台斤還是一市斤呢?況且以往歐美部分國家還使用英制單位,所以就「質量」而言早期就有相當多不同的單位名稱,也代表了不同的意義,在換算過程中經常產生錯誤,所以推行一致的單位便顯得格外重要。
為了避免前述量測之換算錯誤、降低貿易所產生的障礙及繁榮社會經濟,國際間乃有建立量測共同語言的共識,並進而發展出國際單位制(International system of units),我國為期與國際接軌,在度量衡法中也規定我國之法定度量衡單位,以國際單位制之單位為準。
雖然有了量測共同語言(國際單位制),但要在使用上要完全無礙,避免混淆,仍有必要訂定國際單位制之使用指南,故國際度量衡局(BIPM)及世界主要國家均出版有國際單位制使用手冊,為使得國人能正確使用國際單位制,爰參考彼等手冊,並針對中文用法予以規範,編寫本使用手冊。
2.1國際單位制之簡介
依據國際度量衡大會(The General Conference on Weights and Measures法文為Conférence Générale des Poids et Mesures,簡稱CGPM)重要決定的歷史演變記事,可知國際單位制源起於1790年法國科學院制定之十進位制。
為建立一適合全球所有科學上應用之量測單位系統,1948年第九屆CGPM決議,指示國際度量衡委員會(Comité Internationl des Poids et Mesures,簡稱CIPM)就如何制定適合米制公約(Convention du Mètre)全體簽署採行的實用度量衡單位制提出建議;1954年第十屆CGPM決議採用「公尺」、「公斤」、「秒」、「安培」、「克耳文」、「燭光」等六個單位作為此實用度量衡單位制的基本單位,此一實用度量衡單位制,經1960年第十一屆CGPM正式命名為國際單位制(Internationl System of Units,法文為Le Système International d'Unités),並簡稱縮寫為SI。
此後在CGPM和CIPM陸續所召開的會議也對SI的原始組織結構作出增補,必要時並且加以修改,以將科學和使用者需求上的突飛猛進納入其中,包括於1971年第十四屆CGPM又決議採用第七個基本單位「莫耳」。
2.2、我國在使用度量衡單位的政策
我國在推行SI方面,目前在部分領域雖有所進展,如攸關民眾的土地、建物之登記、定量包裝商品、超市量販店及批發市場已完全使用SI,惟不論交易場合、產業應用、科學研究或教育領域,仍多有使用非SI單位之情形。
鑑於SI為國際上百分之九十五以上的國家立法採用,而且歷經數十年來已有所進展,尤其近年來之進展尤其顯著,為加強促進科技及貿易發展、維護公平交易秩序、減少單位換算所造成之各項困擾,並因應國際潮流,推行SI仍為當前度量衡業務之重要工作。
現行我國度量衡法明定法定度量衡單位以SI之單位為準;並規定法定度量衡單位及其所用倍數、分數之定義及代號,由經濟部認定並公告之;故法定度量衡單位及其所用之倍數、分數之名稱、定義及代號之使用,應依經濟部公告之「法定度量衡單位及其所用之倍數、分數之名稱、定義及代號」為準。
又,由於度量衡單位之使用事涉國民生活習慣,難以立法強制改變使用,故現行我國度量衡法亦明定,交易或證明應使用法定度量衡單位,其推廣及輔導辦法由主管機關定之。
2.3 SI之基本架構:
SI的表示方法係數值後連接倍數或分數(即為前綴詞prefixes)再連接單位名稱所組成,其基本架構如圖1所示。
圖1 SI基本架構圖
例如:50 mA或50 毫安培或五十毫安培均為SI之表示方法。
其中50、五十為數值
m:分數之代號(代表10-3或千分之一)
A:代表單位(安培)之代號
毫:代表分數之名稱
安培:代表單位之名稱
SI之單位依性質而言,可區分為基本單位、導出單位等二大類。而前綴詞即倍數或分數,則視數值狀況,配合適當的前綴詞使用。
3.1基本單位(Base units)
SI在制定時,選定七個相互獨立的基本量,對其單位給予嚴格的理論定義,稱為基本單位。
SI的基本單位包括公尺、公斤、秒、克耳文、安培、燭光、莫耳等七種。表1中列出SI七個基本單位,每種單位相互之間互為獨立關係。
表1、SI基本單位
編號
量之名稱
單位名稱
代號
【中文代號】
1.1
長 度
公 尺
m
(公尺)
1.2
質 量
公 斤
kg
(公斤)
1.3
時 間
秒
s
(秒)
1.4
電 流
安 培
A
(安培)
1.5
熱力學溫度
克耳文
K
(克耳文)
1.6
物量
莫 耳
mol
(莫耳)
1.7
光強度
燭 光
cd
(燭光)
3.2 導出單位(Derived units)
導出單位係按物理量的關係式,以代數的形式,由基本單位或其他單位表示。導出單位的代號主要經由乘法與除法數學運算式獲得。
例如:密度單位之中文代號為公斤每立方公尺,英文代號為kg/m3
導出單位又可分為下列三種型態:
1.以基本單位表示之導出單位(如表2所示)
2. 以特定名稱或代號表示之導出單位(如表3所示)
3. 以基本單位及特定名稱或代號表示之導出單位(如表4所示)
表2、以基本單位表示之導出單位
編號
量之名稱
單位名稱
代號
【中文代號】
2.1
面 積
平方公尺
m2
(平方公尺)
2.2
體 積
立方公尺
m3
(立方公尺)
2.3
速 度
公尺每秒
m/s
(公尺/秒)
2.4
加速度
公尺每平方秒
m/s2
(公尺/平方秒)
2.5
密 度
公斤每立方公尺
kg/m3
(公斤/立方公尺)
2.6
比 容
立方公尺每公斤
m3/kg
(立方公尺/公斤)
2.7
電流密度
安培每平方公尺
A/m2
(安培/平方公尺)
2.8
磁場強度
安培每公尺
A/m
(安培/公尺)
編號
量之名稱
單位名稱
代號
【中文代號】
2.9
物量濃度
莫耳每立方公尺
mol/m3
(莫耳/立方公尺)
2.10
亮 度
燭光每平方公尺
cd/m2
(燭光/平方公尺)
2.11
折射率
1(數值)
1
2.12
體積流率
立方公尺每秒
m3/s
(立方公尺/ 秒)
2.13
質量流率
公斤每秒
kg/s
(公斤/秒)
2.14
動黏度
平方公尺每秒
m2/s
(平方公尺/秒)
表3. 以特定名稱或代號表示之導出單位
編號
量之名稱
單位名稱
代號
【中文代號】
3.1
平面角
弳
rad
(弳)
3.2
立體角
立 弳
sr
(立弳)
3.3
頻 率
赫
Hz
(赫)
3.4
力
牛 頓
N
(牛頓)
3.5
壓 力
帕斯卡
Pa
(帕斯卡)
3.6
功
焦 耳
J
(焦耳)
3.7
功率
瓦 特
W
(瓦特)
3.8
電荷量
庫 侖
C
(庫侖)
3.9
電位差
伏 特
V
(伏特)
3.10
電 容
法 拉
F
(法拉)
編號
量之名稱
單位名稱
代號
【中文代號】
3.11
電 阻
歐 姆
Ω
(歐姆)
3.12
電 導
西 門
S
(西門)
3.13
磁通量
韋 伯
Wb
(韋伯)
3.14
磁通密度
特士拉
T
(特士拉)
3.15
電 感
亨 利
H
(亨利)
3.16
攝氏溫度
攝 度
℃
(攝度)
3.17
光通量
流 明
lm
(流明)
3.18
光照度
勒克斯
lx
(勒克斯)
3.19
活度
(放射性)
貝 克
Bq
(貝克)
3.20
吸收劑量
戈 雷
Gy
(戈雷)
3.21
比釋動能
戈 雷
Gy
(戈雷)
3.22
等效劑量
西 弗
Sv
(西弗)
註:3.19~3.22係用於游離輻射之導出單位及其專有名詞
表4、以基本單位及特定名稱或代號表示之導出單位
編號
量之名稱
單位名稱
代號
【中文代號】
4.1
黏度
帕斯卡秒
Pa‧s
(帕斯卡‧秒)
4.2
力 矩
牛頓公尺
N‧m
(牛頓‧公尺)
編號
量之名稱
單位名稱
代號
【中文代號】
4.3
表面張力
牛頓每公尺
N/m
(牛頓/公尺)
4.4
角速度
弳每秒
rad/s
(弳/秒)
4.5
角加速度
弳每平方秒
rad/s2
(弳/平方秒)
4.6
熱通量
密 度
瓦特每平方公尺
W/m2
(瓦特/平方公尺)
4.7
熱容量
焦耳每克耳文
J/K
(焦耳/克耳文)
4.8
比熱容
焦耳每公斤克耳文
J/(kg‧K)
焦耳/(公斤‧克耳文)
4.9
比 能
焦耳每公斤
J/kg
(焦耳/公斤)
4.10
導熱係數
瓦特每公尺克耳文
W/(m‧K)
瓦特 /(公尺‧克耳文)
4.11
能量密度
焦耳每立方公尺
J/m3
(焦耳/立方公尺)
4.12
電場強度
伏特每公尺
V/m
(伏特/公尺)
4.13
電量密度
庫侖每立方公尺
C/m3
(庫侖/立方公尺)
4.14
電通量密度
庫侖每平方公尺
C/m2
(庫侖/平方公尺)
4.15
電容率
法拉每公尺
F/m
(法拉/公尺)
4.16
磁導率
亨利每公尺
H/m
(亨利/公尺)
4.17
莫耳能
焦耳每莫耳
J/mol
(焦耳/莫耳)
4.18
莫耳熱容量
焦耳每莫耳克耳文
J/(mol‧K)
焦耳/ (莫耳‧克耳文)
4.19
曝露
(及γ射線)
庫侖每公斤
C/kg
(庫侖/公斤)
4.20
吸收劑量率
戈雷每秒
Gy/s
(戈雷/秒)
編號
量之名稱
單位名稱
代號
【中文代號】
4.21
輻射強度
瓦特每立弳
W/sr
(瓦特/立弳)
4.22
輻射亮度
瓦特每平方公尺立弳
W/(m2‧sr)
瓦特/(平方公尺‧立弳)
4.23
曝露率
庫侖每公斤秒
C∕(kg‧s)
庫侖/(公斤‧秒)
4.24
等效劑量率
西弗每秒
Sv/s
(西弗/秒)
3.4前綴詞(prefixes)
倍數與分數即稱為前綴詞,其後緊接著單位名稱,一個單位只能使用一個前綴詞,所使用的數值不宜太大或太小,數值介於0.1至1000較為適宜,倍數及分數名稱詳如表6。
例如:1000 km 不應表示成100,000,000 cm
表6倍數及分數名稱
倍數
(分數)
名稱
代號
說明
佑
Y
1024等於1,000,000,000,000,000,000,000,000
皆
Z
1021等於1,000,000,000,000,000,000,000
艾
E
1018等於1,000,000,000,000,000,000
拍
P
1015等於1,000,000,000,000,000
兆
T
1012等於1,000,000,000,000
吉
G
109等於1,000,000,000
百萬
M
106等於1,000,000
千
k
103等於1,000
百
h
102等於100
十
da
101等於10
分
d
10-1等於0.1
厘
c
10-2等於0.01
毫
m
10-3等於0.001
微
μ
10-6等於0.000 001
奈
n
10-9等於0.000 000 001
皮
p
10-12等於0.000 000 000 001
飛
f
10-15等於0.000 000 000 000 001
阿
a
10-18等於0.000 000 000 000 000 001
介
z
10-21等於0.000 000 000 000 000 000 001
攸
y
10-24等於0.000 000 000 000 000 000 000 001
億
慣用
108等於100,000,000
萬
慣用
104等於10,000
百分
%
10-2等於0.01
百萬分
ppm
10-6等於0.000001
十億分
ppb
10-9等於0.000000001
4.1 單位的表示可用代號(kg、Pa、m、m2、N)及中文代號(公斤、帕斯卡、公尺、平方公尺、牛頓)二種方式,不論字體以任何型態表示,一律以正楷清楚表示。
4.2當單位名稱是以人名命名者,其代號或代號的第一個字母須大寫,此外其餘單位代號皆以小寫表示。但單位公升,其代號得以大寫‘L’表示(請參考經濟部公告之「法定度量衡單位及其所用之倍數、分數之名稱、定義及代號」);中文代號並無大小寫之問題。
例如:m(公尺) s(秒) V(伏特)
Pa(帕斯卡) lm(流明) Wb(韋伯)
4.3 單位代號在複數中是不變的;中文並無單、複數之區別。
例如:28cm 不可表示為28cms
4.4單位符號後頭不加句點,除非是句點的正常標點。中文敘述性文字中之標點符號以教育部國語推行委員會編定之「重訂標點符號手冊」為準。
例如:”Its length is 75cm.”或”It is 75cm long.”而不是”It is 75cm. long”
4.5由其他單位經由乘法所獲得的單位代號,應以半字高(即置中)的圓點表示較不易造成混淆,中文表示方法亦同。
例如:Nm 或牛頓‧公尺
備註:一半字高圓點表示法是必要的。舉例而言,ms-1代表公尺每秒的代號,而ms-1則表示為毫秒倒數的代號。
4.6由其他單位經由除法所獲得的單位代號,以斜線分隔符號(/)、水平線或負號指數表示;中文表示方法亦同。斜線的同一行後面不加乘號或除號,除非用刮號來避免混淆。
例如:m/s
,
ms-1或
公 公尺 秒
尺/秒或公尺‧秒-1
或
例如:m/s2或m‧s-2但不可表示成m/s/s
m‧kg/(s3‧A) 或m‧kg‧s-3‧A-1但不可以是m‧kg/s3/A
備註:負號的指數通常使用於較為複雜的情況之下。
4.7同一單位中,中英文代號不得混和使用。
例如:亮度應表示為燭光/平方公尺或cd/m2 ,不應表示為「燭光/m2」。
4.8單位代號不得加註其他符號或註記。
例如:Vmax(表示最大值)=1000V 不可表示為V=1000Vmax
4.9法定度量衡單位之名稱、代號及其使用倍數與分數之名稱,應依照經濟部公告之「法定度量衡單位及其所用之倍數、分數之名稱、定義及代號」使用,如可能引起混淆時,不得任意簡寫及縮寫。
例如:120伏特不應寫成120伏。又如時間單位「分」之代號為min,不得簡寫為m。
5.1倍數或分數配合單位名稱時,二者中間不必保留空格。
例如:mm(毫公尺) pm(拍公尺) G(吉歐姆) THz(兆赫)
5.2 下列Y(yotta),Z(zetta),E(exa),P(peta),T(tera),G(giga)與M(mega)倍數之代號以大寫表示,其它倍數或分數之代號則以小寫代號表示。
5.3倍數或分數代號配合單位代號時,即組成一個不可分離的新單位代號。
例如:2.3cm3=2.3(cm)3=2.3(10-2m)3=2.3×10-6m3
1cm-1=1(cm)-1=1(10-2m)-1=102m-1
5000s-1=5000(s)-1=5000(10-6s)-1=5000×106s-1
=5×109s-1
1V/cm=(1V)/(10-2m)=102V/m
5.4不可將兩個或兩個以上的倍數或分數之代號並列。
例如:nm(奈米) 但不是mm(毫微公尺)
5.5以中文代號表示之單位,若其英文代號已包含倍數分數者,不得再使用倍數或分數。
例如:以基本單位之公斤而言,代號為kg,其中k代表103,又g代表公克,故公斤已包含有前綴詞,因此1億公噸不應表示為100吉公斤。
5.6 由除法形成的單位中,分子與分母如果都使用倍數或分數之代號,可能會造成混淆不清的情形。例如10kV/mm雖可以被接受,但10MV/m由於只含有一個倍數或分數之代號,並位於分子的位置所以更容易被接受。
5.7由乘法形成的單位中,一個倍數與分數之代號以上的使用(或者一個以上的使用)可能會造成模糊不清的情形,因此10kV‧s比10MV‧ms更易為多數人所接受。
5.8倍數或分數之代號不可以單獨存在。
例如:鉛原子的數量密度為5×106/m3但不可以是:鉛原子的數量密度為5M/ m3。
6.1數值可用下列二種方式表示,但儘可能使用阿拉伯數字以便與國際接軌。但單位使用英文代號表示時一律配合阿拉伯數字使用。
阿拉伯數字:0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
國字小寫數字:0,一,二,三,四,五,六,七,八,九,十
例如:50A可表示為50安培、五十安培或五0安培
但不可表示為五十A 或五0A 。
6.2 數值與前綴詞或單位連接使用時,其間應有半格或一格之適當空白,但使用國字小寫數字搭配中文代號表示時不在此限。
例如:應表示為100 m 或一00公尺而不應表示為100m
6.3數值儘量介於0.1與1000之間,並配合適當的倍數與分數之代號。
例如:0.009 52g寫成9.52mg為宜
2703W寫成2.703kW為宜
6.4每個量值不可使用兩個以上的單位表示。
例如:10.234m 不可表示為10m23cm4mm。
備註:特殊情形之下不受此限,例如表示平面角量值時。
6.5「十」、「百」、「千」、「兆」可分別表示成數值或前綴詞,但表示數值時不應與阿拉伯數字連用。
例如:60、六十、六0不應書寫為「6十」。
712 m、712公尺或七一二公尺不應書寫為「7百12 m」。2543 kW、2543千瓦特或二五四三千瓦特不應書寫為「2千5百4十3千瓦特」。
我國現行國度量衡法(民國92年修正公告施行)第十條中規定:「法定度量衡單位,以國際單位制之單位為準。但主管機關得就國際單位制以外之通用單位,指定為法定度量衡單位。」所以我國即以SI為主,再選定部分通用單位,做為我國法定度量衡單位,其已規定於經濟部公告之「法定度量衡單位及其所用之倍數、分數之名稱、定義及代號」當中。
以下依據國際度量衡局之SI使用指南,列出五項非SI之單位,提供參考,其中A、B項已列為我國法定度量衡單位,而C、D、F非我國法定度量衡單位,國際間亦不建議使用。
單位名稱 | 代號 | 說 明 |
分 | min | 1 min=60 s |
時 | h | 1 h=60 min=3600 s |
日 | d | 1 d=24 h=86400 s |
度 | ° | 1°=(π/180)rad |
分 | ' | 1' =(1/60)°= (π/10800)rad |
秒 | " | 1" =(1/60) '= (π/648000) rad |
公 升 | l或L | 1 L=1 dm3=10-3 m3 |
公 噸 | t | 1 t=103 kg |
奈培 | Np | 1 Np=1 |
貝爾 | B | 1 B=(1/2) ln 10 (Np) |
單位名稱 | 代號 | 說 明 |
電子伏特 | eV | 1eV = 1.60217733×10-19J |
原子質量單位 | u | 1u = 1.660540 2×10-27kg |
天文單位 | ua | 1 ua= 1.495 978 706 91×1011 m |
B. 非SI之單位(由實驗所得之單位),其得與SI之單位併用,並列為我國法定度量衡單位。
C.其他非SI之單位,目前尚接受與SI併用(不建議使用)。
單位名稱 | 代號 | 說明 |
海里 | – | 1 nautical mile =1852 m |
節 | – | 1 nautical mile per hour = (1852/3600) m/s |
公 畝 | a | 1 a=1 dam2=102 m2 |
公 頃 | ha | 1 ha=1 hm2=104 m2 |
巴 | bar | 1 bar=0.1 MPa =105 Pa |
埃 | Å | 1 Å =0.1 nm =10-10 m |
靶恩 | b | 1 b = 100 fm2=10-28 m2 |
D.其他非SI之單位,由CGS導出具特別名稱之單位(不建議使用)。
單位名稱 | 代號 | 說明 |
耳格 | erg | 1 erg = 10 –7J |
達因 | dyn | 1 dyn = 10 –5 N |
泊 | P | 1 P =1 dyn‧s/cm2 =0.1 Pa‧s |
司托克士 | St | 1 St =1cm2/s =10-4 m2/s |
高斯 | G | 1G 相當10-4T |
奧斯特 | Oe | 1 Oe 相當(1000/4) A/m |
馬克士威爾 | Mx | 1Mx 相當10-8Wb |
熙提 | sb | 1 sb = 1 cd/cm2 = 104 cd/m2 |
輻透 | ph | 1 ph = 104 lx |
伽 | Gal | 1 Gal = 1 cm/s2 = 10-2 m/s2 |
E.其他非SI之單位,早期文獻常見之單位(不建議使用)。
單位名稱 | 代號 | 說明 |
居里 | Ci | 1 Ci = 3.7×1010 Bq |
侖琴 | R | 1 R = 2.58×10-4 C/kg |
雷得 | rad | 1 rad = 0.01 Gy |
侖目 | rem | 1 rem = 0.01 Sv |
單位 | - | 1 unit 1.002×10-4 nm |
伽馬 | γ | 1γ= 1 nT = 10-9 T |
央斯基 | Jy | 1 Jy = 10-26 W · m-2 · Hz-1 |
費密 | – | 1 fermi = 1 fm = 10-15 m |
米制克拉 | – | 1 metriccarat = 200 mg = 2×10-4kg |
托 | Torr | 1 Torr = (101325/760) Pa |
標準大氣壓 | atm | 1 atm=101325 Pa |
熱化學卡 | cal | 1 cal=4.184 J |
微 | μ | 1 μ = 1 μm = 10-6m |