计量单位与单位制

出处：按学科分类—工业技术 企业管理出版社《计量专业工程师手册》第11页（3077字）

1．量、量制、量纲

任何现象、物体或物质，之所以存在并被察觉，就因为它们具有一定的“量”。因而可以说，量是现象、物体或物质的可以定性区别和定量确定的一种属性。计量学中的量，皆是指可测的量。量，可以是广义的量，如长度、温度、电流；也可以是特定的量，如某根木棒的长度、通过某条导线的电流。可直接相互比较的量(简称可比量)称为同种量；某些同种量又可组合在一起成为同类量，如功、热、能，厚度、周长、波长等。

计量学中的量，可分为基本量和导出量。在一定的量制中，约定地被认为彼此独立的量，称为基本量；而由本量制的基本量的函数所定义的量，则称为导出量。

科学所有领域或某一领域的基本量和相应导出量的特定组合，称为量制。通常以基本量符号的组合，作为特定量制的缩写名称，如基本量为长度(l)、质量(m)和时间(t)的力学量制的缩写名称为l、m、t量制。

在量制中，以基本量的幂的乘积表示、且其数字系数为1的本量制的一个量的表达式，称为量纲。量纲皆以大写的正体拉丁字母或希腊字母表示。在力学量制中，力的量纲为LMT^－2。在国际单位制中，7个基本量的量纲分别以L(长度)、M(质量)、T(时间)、I(电流)、(热力学温度)、N(物质的量)和J(发光强度)表示，力的量纲为L M T^－2、电阻的量纲为L²MT^－3I^－2。

在给定量制中，如果一个量的量纲的所有基本量的指数皆为零，则称为无纲量。严格地说，所谓无纲量，并非没有量纲的量，只不过是量纲指数为零而已。由于任何指数为零的量皆等于1，故亦可以说，量纲等于1的量，为无纲量。

在实际工作中，量纲的应用有相当重要的意义。任何科学领域中的规律、定律，都可通过各有关量的函数式来描述。也就是说，所有的科技规律、定律，都可以通过一组选定的基本量以及由它们的函数得出的导出量来表述；而所有的量，又都具有一定的量纲。所以，量纲可反映各有关量之间的关系，从而使它们所描述的科技规律、定律，获得统一的表示方法。

于是，通过量纲便可得出任一量与基本量之间的关系，以及检验量的表达式是否正确等。如果一个量的表达式正确，则其等号两侧的量纲必然相同，即所谓的符合量纲法则。注意，这里所说的正确，系指按一定的原理或定义所得出的表达式，而并不是指所依据的原理或定义。也就是说，不符合量纲法则的表达式，肯定是错误的；而符合量纲法则的表达式，就其所反映的规律而言，却不一定是正确的。

2．计量单位与单位制

为了定量表示同种量的值，必须有一个量作为比较的基础。这种约定选取的特定量(通常其数值为1)，便称为计量单位。

应当指出，在给定量制中，同种量的量纲一定相同，而相同量纲的量却未必同种。例如，在国际单位制中，功和力矩的量纲相同，皆为L²MT^－2，但量却非同种。

计量单位是在实践中逐渐形成的，往往不是唯一的，甚至有的量有若干个单位，如长度的单位就有米、码、英尺、市尺等。对于一个具体的量，其不同单位之间都有一定的换算关系，如1米等于3市尺，等等。

计量单位一经选定，所有同种量便可用单位与纯数之积来表示，并称为该量的量值。

量的大小和量值的形式无关。因为，量的大小，是客观存在，不取决于知道与否，也不取决于所采用的计量单位。也就是说，量的大小与所选择的单位无关；而量值则因单位不同而形式各异，即由于计量单位选取的不同，同一个量便会体现出不同形式的量值。例如，某根木棒的长度可以是2米(单位：米)，也可以是6市尺(单位：市尺)，两个量值的形式截然不同，而所表示的却是同一个量的大小(木棒的长度)。

每个计量单位都有代表的符号。对此，为了世界上的一致，国际计量大会有统一的规定，通常将其称为国际符号。单位符号的形式有二种，一种是字母(拉丁字母或希腊字母)，如在国际单位制中，长度单位米的符号为m、电阻单位欧姆的符号为Ω等；另一种是标号，如我国选定的非国际单位制单位中的平面角单位度的符号为(°)等。

计量单位的中文符号，通常由单位的中文名称与所带词头的简称构成。例如，电流单位的中文名称是安培，其符号即为“安”；电容单位皮可法拉的符号为“皮法”等。一般除本国的口语外，提倡使用计量单位的国际符号。

由于量的种类繁多，而且每个量又可能有不同的计量单位，所以为了便于应用，便在给定的量制中约定选取某些独立定义的基本量的计量单位作基础，并根据定义方程式由它们及一定的比例因数来导出其它相关量的计量单位。这些基本量的计量单位，便称为基本单位；而导出的其它相关量的计量单位，则称为导出单位。为便于使用，某些导出单位有专门的名称和符号。例如，在国际单位制中，力的单位是由基本单位千克(kg)、米(m)和秒(s)导出的导出单位，并表示为m·kg·s^－2，其专门名称为牛顿、符号为N。

对于给定的量制，由选定的一组基本单位和根据定义方程式由它们及一定的比例因数而确定的导出单位所构成的单位体系，称为单位制。显然，所选取的基本单位不同，单位制也就不同。例如，以厘米、克、秒作为基本单位的单位制，称为厘米克秒制(CGS制)；以米、千克、秒作为基本单位的单位制，称为米千克秒制(MKS制)，等等。

【参考文献】：

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