# ระบบหน่วยวัดระหว่างประเทศ

หน่วยฐาน IS

| สัญลักษณ์ | ชื่อ | ปริมาณ |
| --- | --- | --- |
| A | แอมแปร์ | กระแสไฟฟ้า |
| K | เคลวิน | อุณหภูมิพลหวัติ |
| s | วินาที | เวลา |
| m | เมตร | ความยาว |
| kg | กิโลกรัม | มวล |
| cd | เคนเดลา | ความเข้มของการส่องสว่าง |
| mol | โมล | ปริมาณของสาร |
| bit | บิต | หน่วยข้อมูล |

มีเพียงสามประเทศที่ยังไม่ใช้หน่วยเอสไอเป็นมาตรฐานของหน่วยวัด ได้แก่ ไลบีเรีย, พม่า และสหรัฐ
**ระบบหน่วยวัดระหว่างประเทศ** หรือ **ระบบเอสไอ** (อังกฤษ: *International System of Units*) หรือ **ซิสแตแม็งแตร์นาซียอนาลดูว์นีเต** (ฝรั่งเศส: *Système international d'unités: SI*) เป็นระบบการวัดที่ปรับปรุงมาจากระบบเมตริก โดยเน้นการสร้างมาจากหน่วยฐานทั้งเจ็ดหน่วยและใช้ระบบเลขฐานสิบ ซึ่งถือว่าเป็นระบบการวัดที่ใช้แพร่หลายที่สุดในโลกทั้งในชีวิตประจำวันและทางวิทยาศาสตร์

ระบบเมตริกแต่เดิมนั้นแบ่งออกเป็นหลายกลุ่ม โดยระบบเอสไอได้รับการพัฒนามาจากระบบหน่วยเมตร-กิโลกรัม-วินาที (meter-kilogram-second: MKS) ในปี ค.ศ. 1960 และได้ปรับเปลี่ยนนิยามรวมถึงเพิ่มลดหน่วยฐานเอสไอมาตลอดตามการพัฒนาเทคโนโลยีทางด้านการวัด เพื่อเพิ่มความเที่ยงตรงในการวัดมากขึ้น

ระบบเอสไอเป็นระบบที่ใช้กันเกือบทั้งโลก มีเพียงสามประเทศที่ยังไม่ใช้หน่วยเอสไอเป็นมาตรฐานของหน่วยวัด ได้แก่ ไลบีเรีย พม่า และสหรัฐ แม้ในอังกฤษเองได้ยอมรับให้ใช้ระบบเอสไออย่างเป็นทางการ แม้ว่าจะไม่สามารถทดแทนระบบดั้งเดิมได้ทั้งหมด

## ประวัติ

ระบบเมตริกถือกำเนิดขึ้นจากการรวบรวมหน่วยวัดต่าง ๆ โดยกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ซึ่งได้รับการแต่งตั้งให้เป็นคณะกรรมการจากสภาผู้แทนราษฎรฝรั่งเศสและพระเจ้าหลุยส์ที่ 16 ให้สร้างระบบการวัดที่เป็นสากลและเหมาะสม (ซึ่งหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์กลุ่มนั้นคือ อ็องตวน ลาวัวซีเย ผู้ได้รับฉายาว่าเป็น "บิดาแห่งเคมีสมัยใหม่") ในวันที่ 1 สิงหาคม ค.ศ. 1793 สมัชชาแห่งชาติฝรั่งเศส ได้ให้นิยามของหน่วยเมตรใหม่และกำหนดความยาวมาตรฐานรวมถึงหน่วยวัดฐานสิบอื่น ๆ ในวันที่ 7 เมษายน ค.ศ. 1795 ได้กำหนดหน่วยวัดมาตรฐานไว้ห้าหน่วยในกฎหมาย *Loi du 18 germinal, an III* ได้กำหนดนิยามของหน่วยกรัม ขึ้นมาแทนหน่วย grave ที่มีอยู่แต่เดิม จนในวันที่ 10 ธันวาคม ค.ศ. 1799 (ภายหลังการรัฐประหารของนโปเลียน 1 เดือน) ระบบเมตริกในฝรั่งเศสก็ใช้ได้อย่างสมบูรณ์

ปีที่แต่ละประเทศเปลี่ยนมาใช้ระบบเมตริก
ความต้องการในการร่วมมือระหว่างประเทศในด้านมาตรวิทยานำไปสู่การเซ็นสนธิสัญญาเมตริก 20 พฤษภาคม พ.ศ. 2418 (ค.ศ. 1875) ที่กรุงปารีส ประเทศฝรั่งเศส ซึ่งทำให้เกิดการจัดตั้งสำนักงานชั่ง ตวง วัดระหว่างประเทศ (BIPM) เพื่อกำหนดหน่วยวัดสากล คณะกรรมการมาตรวิทยาสากล (CIPM) และการประชุมมาตรวิทยาระหว่างประเทศ (CGPM) ซึ่งจัดประชุมทุก ๆ 4–6 ปี

หลังจากสงครามโลกครั้งที่ 2 ระบบมาตรวัดยังคงไม่เป็นมาตรฐาน ทั้งความหลากหลายที่เกิดจากระบบเมทริกเอง และความหลากหลายที่เกิดจากระบบมาตรวัดแบบดั้งเดิม ในการประชุมมาตรวิทยาระหว่างประเทศครั้งที่ 9 ในปี ค.ศ. 1948 จึงกำหนดให้คณะกรรมการมาตรวิทยาสากลสร้างหลักสูตรการศึกษาทางด้านมาตรวิทยาในระดับสากลขึ้นเพื่อใช้ในด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และการศึกษา

เพื่อที่จะสร้างหลักสูตรนี้ การประชุมมาตรวิทยาระหว่างประเทศครั้งที่ 10 จึงเห็นสมควรที่จะสร้างระบบสากลขึ้นมาจากหน่วยฐานทั้งหก โดยเพิ่มการวัดอุณหภูมิและการส่องสว่างจากแต่เดิมที่สร้างหน่วยวัดแค่ระบบกลศาสตร์และแม่เหล็กไฟฟ้า ได้แก่ เมตร กิโลกรัม วินาที แอมแปร์ องศาเคลวิน (ซึ่งภายหลังได้ตัดคำว่า "องศา" ทิ้งไป) และแคนเดลา การประชุมมาตรวิทยาระหว่างประเทศครั้งที่ 11 ปี ค.ศ. 1960 จึงได้กำหนดชื่อระบบใหม่นี้ว่า "ระบบหน่วยวัดระหว่างประเทศ" หรือที่ย่อเป็น "ระบบเอสไอ" จากชื่อระบบในภาษาฝรั่งเศสที่ว่า *Système international d'unités* และมีการเพิ่มหน่วยโมลเข้าเป็นหน่วยฐานในการประชุมมาตรวิทยาระหว่างประเทศครั้งที่ 14 ปี ค.ศ. 1971

## ระบบที่เกี่ยวข้อง

มาตรฐานระบบหน่วยวัดระหว่างประเทศให้เป็นไปตามนี้

* นิยามคำศัพท์ทางด้าน "ปริมาณ" "หน่วย" ไดเมนชัน ฯลฯ ในด้านมาตรวิทยาของระบบเอสไอเป็นไปตามศัพท์มาตรวิทยาสากล (International Vocabulary of Metrology: IVM)
* ปริมาณและสมการที่ใช้การนิยามระบบเอสไอถูกอ้างอิงไว้ในระบบของปริมาณระหว่างประเทศ (International System of Quantities: ISQ) และถูกระบุไว้ใน ISO/IEC 80000

## ค่าคงตัวนิยามเอสไอ

ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2562 (ค.ศ. 2019) หน่วยเอสไอถูกนิยามโดยค่าคงตัว 7 ค่า

ค่าคงตัวนิยามเอสไอ| สัญลักษณ์ | ค่าคงตัวที่ใช้นิยาม | ค่าแม่นตรง |
| --- | --- | --- |
|  WIKINIUM\_MATH\_PH\_0  | ความถี่ของการเปลี่ยนชั้นพลังงานไฮเปอร์ไฟน์ของซีเซียม-133 | 9192631770 Hz |
|  WIKINIUM\_MATH\_PH\_1  | อัตราเร็วของแสง | 299792458 m/s |
|  WIKINIUM\_MATH\_PH\_2  | ค่าคงตัวของพลังค์ | 6.62607015×10−34 J⋅s |
|  WIKINIUM\_MATH\_PH\_3  | ประจุมูลฐาน | 1.602176634×10−19 C |
|  WIKINIUM\_MATH\_PH\_4  | ค่าคงตัวบ็อลทซ์มัน | 1.380649×10−23 J/K |
|  WIKINIUM\_MATH\_PH\_5  | เลขอาโวกาโดร | 6.02214076×1023 mol−1 |
|  WIKINIUM\_MATH\_PH\_6  | ประสิทธิภาพการส่องสว่างของรังสี 540 THz | 683 lm/W |

## หน่วยเอสไอ

ระบบหน่วยวัดระหว่างประเทศ ประกอบไปด้วยชุดของหน่วยวัดเอสไอ และชุดของคำนำหน้าเอสไอ หน่วยวัดเอสไอเองแบ่งออกเป็น 2 ส่วน คือ หน่วยฐานเอสไอและหน่วยอนุพัทธ์เอสไอ

### หน่วยฐาน

หน่วยฐานเอสไอ| หน่วย | มิติ | ชื่อปริมาณ |
| --- | --- | --- |
| วินาที | **s** | T | เวลา |  WIKINIUM\_MATH\_PH\_7  |
| เมตร | **m** | L | ความยาว |  WIKINIUM\_MATH\_PH\_9 , WIKINIUM\_MATH\_PH\_11 , WIKINIUM\_MATH\_PH\_13 , ฯลฯ |
| กิโลกรัม | **kg** | M | มวล |  WIKINIUM\_MATH\_PH\_15  |
| แอมแปร์ | **A** | I | กระแสไฟฟ้า |  WIKINIUM\_MATH\_PH\_17  |
| เคลวิน | **K** | Θ | อุณหภูมิอุณหพลวัติ |  WIKINIUM\_MATH\_PH\_19  |
| โมล | **mol** | N | ปริมาณของสาร |  WIKINIUM\_MATH\_PH\_21  |
| แคนเดลา | **cd** | J | ความเข้มของการส่องสว่าง |  WIKINIUM\_MATH\_PH\_23  |

### หน่วยอนุพัทธ์

เราสามารถสร้างหน่วยอนุพัทธ์เอสไอได้ไม่จำกัดจากการนำหน่วยฐานเอสไอทั้งเจ็ดมาคูณหรือหารกัน ตัวอย่างเช่นหน่วยอนุพัทธ์ของเอสไอเกี่ยวกับความเร็วคือเมตรต่อวินาที (m/s) หน่วยอนุพัทธ์บางหน่วยอาจมีชื่อเฉพาะเนื่องจากมีการใช้บ่อย ๆ เช่นโอห์ม หน่วยของความต้านทานซึ่งมีสัญลักษณ์ Ω สามารถนิยามได้จาก Ω = m2·kg·s−3·A−2 อันมีผลมาจากนิยามเกี่ยวกับความต้านทานไฟฟ้าโดยตรง

มีหน่วยพิเศษสองหน่วยคือเรเดียนและสเตอเรเดียน ที่เดิมถูกกำหนดให้เป็นหน่วยเสริม (supplement unit) ของระบบเอสไอ แต่ภายหลังได้รับการยกเลิกและจัดเป็นหน่วยอนุพัทธ์ประเภทหนึ่งที่ไร้มิติ (dimensionless) กล่าวคือไม่มีหน่วยแทน

| **ชื่อหน่วย** | **สัญลักษณ์** | **ปริมาณ** | **การแสดงออกในรูปหน่วยฐาน** |
| --- | --- | --- | --- |
| **องศาเซลเซียส** | **°C** | อุณหภูมิอุณหพลวัต | K − 273.15 |
| **คาทัล** | **kat** | อำนาจการเร่งปฏิกิริยา | mol/s = s−1·mol |
| **นิวตัน** | **N** | แรง | kg m s −2 |
| **สเตอเรเดียน** | **sr** | มุมตัน | m2·m−2 (ไม่มีไดเมนชัน) |
| **เรเดียน** | **rad** | มุม | m·m−1 (ไม่มีไดเมนชัน) |
| **ลูเมน** | **lm** | ฟลักซ์ส่องสว่าง | cd sr = cd |
| **เวเบอร์** | **Wb** | ฟลักซ์แม่เหล็ก | kg m2 s−2 A−1 |
| **จูล** | **J** | พลังงาน | N m = kg m2 s−2 |
| **คูลอมบ์** | **C** | ประจุไฟฟ้า | A s |
| **เฮนรี** | **H** | ความเหนี่ยวนำไฟฟ้า | Ω s = kg m2 A−2 s−2 |
| **เทสลา** | **T** | ความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็ก | Wb/m2 = kg s−2 A−1 |
| **ลักซ์** | **lx** | ความสว่าง | cd sr m−2 |
| **ซีเมนส์** | **S** | ความนำ | Ω−1 = kg−1 m−2 A2 s3 |
| **เฮิรตซ์** | **Hz** | ความถี่ | s−1 |
| **โอห์ม** | **Ω** | ความต้านทานไฟฟ้า | V/A = kg m2 A−2 s−3 |
| **โวลต์** | **V** | ความต่างศักย์ | J/C = kg m2 A−1 s−3 |
| **ปาสคาล** | **Pa** | ความดัน | N/m2 = kg m −1 s−2 |
| **ฟารัด** | **F** | ความจุไฟฟ้า | Ω−1 s = A2 s4 kg−1 m−2 |
| **เกรย์** | **Gy** | ขนาดกำหนดของการดูดกลืนรังสี | J/kg = m2 s−2 |
| **ซีเวิร์ต** | **Sv** | ขนาดกำหนดของกัมมันตภาพรังสี | J/kg = m2 s−2 |
| **วัตต์** | **W** | กำลัง | J/s = kg m2 s−3 |
| **เบ็กแรล** | **Bq** | กันมันตภาพรังสี | s−1 |

### คำอุปสรรค

คำนำหน้าหน่วยเอสไอ (คำอุปสรรค) เป็นคำที่ใช้เติมข้างหน้าหน่วยเอสไอเพื่อสร้างพหุคูณของหน่วยเอสไอเดิม พหุคูณของหน่วยเอสไอจะเป็นสิบยกกำลังด้วยจำนวนเต็มเท่าต่าง ๆ และนอกเหนือจากสิบเท่า ร้อยเท่า ส่วนสิบเท่า และส่วนร้อยเท่าแล้วจะเป็นพหุคูณของพันเท่าและส่วนพันเท่าทั้งหมด

คำนำหน้าหน่วยเอสไอ| ค.ศ. ที่เริ่มใช้ (พ.ศ.) | 1795 (2338) | 1873 (2416) | 1960 (2503) | 1975 (2518) | 1991 (2534) | 2022 (2565) |
| ชื่อ | เดคา | เฮกโต | กิโล | เมกะ | จิกะ กิกะ | เทระ | เพนตะ | เอกซะ | เซตตะ | ยอตตะ | รอนนะ | เควตตะ |
| สัญลักษณ์ | da | h | k | M | G | T | P | E | Z | Y | R | Q |
| ตัวประกอบ | 101 | 102 | 103 | 106 | 109 | 1012 | 1015 | 1018 | 1021 | 1024 | 1027 | 1030 |
| ชื่อ | เดซิ | เซนติ | มิลลิ | ไมโคร | นาโน | พิโค | เฟมโต | อัตโต | เซปโต | ยอกโต | รอนโต | เควกโต |
| สัญลักษณ์ | d | c | m | μ | n | p | f | a | z | y | r | q |
| ตัวประกอบ | 10−1 | 10−2 | 10−3 | 10−6 | 10−9 | 10−12 | 10−15 | 10−18 | 10−21 | 10−24 | 10-27 | 10-30 |

### หน่วยที่ยอมรับให้ใช้

นอกเหนือจากหน่วยเอสไอแล้ว ยังมีชุดของหน่วยที่ไม่ได้เป็นหน่วยเอสไอ แต่ยอมรับให้ใช้ในระบบเอสไอได้ ซึ่งมักจะเป็นหน่วยที่ใช้เป็นประจำแต่ไม่ได้จัดอยู่ในหน่วยเอสไอ เช่น หน่วยลิตร เป็นต้น

| ชื่อ | สัญลักษณ์ | ปริมาณ | หน่วยเอสไอเทียบเท่า |
| --- | --- | --- | --- |
| **นาที** | **min** | เวลา | 1 min = 60 s |
| **ชั่วโมง** | **h** | 1 h = 60 min = 3600 s |
| **วัน** | **d** | 1 d = 24 h = 1440 min = 86400 s |
| **หน่วยดาราศาสตร์** | **au** | ความยาว | 1 au = 149597870700 m |
| **องศา** | **°** | มุม | 1° = π/180 rad |
| **ลิปดา** | **′** | 1′ = 1/60° = π/10800 rad |
| **พิลิปดา** | **″** | 1″ = 1/60′ = 1/3600° = π/648000 rad |
| **เฮกตาร์** | **ha** | พื้นที่ | 1 ha = 100 a = 10000 m2= 1 hm2 |
| **ลิตร** | **l**, **L** | ปริมาตร | 1 L = 1 dm3 = 1000 cm3 = 0.001 m3 |
| **ตัน** | **t** | มวล | 1 t = 103 kg = 1 Mg |
| **ดอลตัน** | **Da** | 1 Da = 1.66053906660(50)×10−27 kg |
| **อิเล็กตรอนโวลต์** | **eV** | พลังงาน | 1 eV = 1.602176634×10−19 J |
| หน่วยวัดเชิงลอการิทึม |
| **เนเปอร์** | **Np** | อัตราส่วนปริมาณสนาม | *LF* = ln(*F*/*F*0) Np |
|   |   | อัตราส่วนกำลัง | *LP* = 1/2ln(*P*/*P*0) Np |
| **เบล**, **เดซิเบล** | **B**, **dB** | อัตราส่วนปริมาณสนาม | *LF* = 2 log10(*F*/*F*0) B |
|   |   | อัตราส่วนกำลัง | *LP* = log10(*P*/*P*0) B |

## การเขียนสัญลักษณ์ของปริมาณทางเอสไอ

* ปริมาณจะถูกเขียนตัวเลขและตามด้วยเว้นวรรคหนึ่งครั้ง (ซึ่งถือว่าแทนการคูณ) แล้วตามด้วยสัญลักษณ์ของหน่วยนั้น เช่น "2.21 kg", "7.3×102 m2", "22 K" ซึ่งรวมถึงหน่วยเปอร์เซ็นต์ (%) ข้อยกเว้นสำหรับกฎนี้ได้แก่สัญลักษณ์ที่เป็นองศา ลิปดา และพิลิปดา (°, ′ และ ″) ซึ่งจะเขียนติดกันไปโดยไม่ต้องเว้นวรรค
* หน่วยอนุพัทธ์ที่คูณกันจะเชื่อมกันด้วยจุดกลาง (·) หรือเว้นวรรคโดยไม่แยกบรรทัดเช่น "N·m" หรือ "N m"
* หน่วยอนุพัทธ์ที่หารกันจะเชื่อมกันด้วยเครื่องหมายทับ (⁄) หรือยกกำลังด้วยเลขติดลบ เช่นเมตรต่อวินาที สามารถเขียนในรูปแบบ "m⁄s", "m s−1", "m·s−1" หรือ WIKINIUM\_MATH\_PH\_25 โดยให้ใช้เครื่องหมายทับได้เพียงครั้งเดียวเช่น "kg⁄ (m·s2) " หรือ "kg·m−1·s−2" ก็ได้แต่ห้ามใช้ "kg⁄m⁄s2" ในคีย์บอร์ดคอมพิวเตอร์จะมีเครื่องหมาย / ซึ่งตรงกับรหัสยูนิโคด`U+002F` แต่ไม่ใช่เครื่องหมายทับที่ใช้กับหน่วยเอสไอซึ่งตรงกับรหัสยูนิโคด `U+2044`
* สัญลักษณ์หน่วยจะถือความหมายเชิงคณิตศาสตร์ ไม่ใช่ตัวย่อ จึงไม่ลงท้ายด้วยจุดมหัพภาค (.)
* สัญลักษณ์เขียนด้วยตัวอักษรภาษาโรมันตัวตรงเช่น m หรือ s เพื่อให้แตกต่างจากตัวแปรซึ่งมักจะใช้ตัวเอียงเช่น *m* แทนมวลหรือ *s* แทนระยะกระจัดตามข้อตกลงของมาตรฐานสากล กฎข้อนี้ขึ้นอยู่กับแบบอักษรที่ใช้ในข้อความข้างเคียง
* สัญลักษณ์ของหน่วยจะถูกเขียนในรูปตัวพิมพ์เล็กเช่น "m", "s", "mol" ยกเว้นแต่สัญลักษณ์ที่ย่อมาจากชื่อบุคคล เช่นหน่วยของความดันถูกตั้งตามแบลส ปาสกาล ดังนั้นสัญลักษณ์แทนจึงเขียนด้วย "Pa" ในขณะที่หน่วยเต็มจะเขียนด้วย pascal
	+ ข้อยกเว้นสำหรับการเขียนตัวพิมพ์เล็กในสัญลักษณ์คือลิตร "l" ดูคล้ายกับเลข "1" หรือตัวไอใหญ่ ในหลายประเทศจึงแนะนำให้ใช้ "L" ซึ่งได้รับการยอมรับการประชุมมาตรวิทยาระหว่างประเทศในปี ค.ศ. 1979 ในญี่ปุ่นและกรีซใช้ตัวเอลหวัด (ℓ) แทนลิตร แต่ไม่ได้ถูกกำหนดเป็นมาตรฐานแต่อย่างใด
* คำนำหน้าหน่วยให้เขียนติดกับหน่วยโดยไม่มีเครื่องหมายวรรคตอนมาคั่นเช่น "k" ใน "km", "M" ใน "MPa", "G" ใน "GHz") และห้ามใช้คำนำหน้าหน่วยซ้อนกันเช่นห้ามใช้ กิโลกิโลเฮิรตซ์ แต่ต้องใช้ จิกะเฮิรตซ์ และหากคำนำหน้าหน่วยไม่พอ ให้ใช้สัญกรณ์วิทยาศาสตร์หรือคำนำหน้าหน่วยและตัวเลขที่เหมาะสมแทนเช่น 600 นาโนเมตร หรือ 6×10−7 m
* สัญลักษณ์คำหน้าหน่วยที่ใหญ่กว่า 103 (kilo) ให้ใช้ตัวพิมพ์ใหญ่
* สัญลักษณ์ของหน่วยจะไม่เป็นพหูพจน์เช่น "25 kg" ไม่ใช่ "25 kgs".
* มติในการการประชุมมาตรวิทยาระหว่างประเทศปี ค.ศ. 2003 กำหนดให้สัญลักษณ์ของแยกทศนิยมเป็นจุดมหัพภาค (.) หรือจุลภาค (, ) ก็ได้ โดยส่วนมากแล้วในประเทศที่ใช้ภาษาอังกฤษและประเทศในเอเซียส่วนใหญ่มักใช้จุดมหัพภาค (.) แต่ประเทศในยุโรปภาคพื้นทวีปหลายประเทศมักใช้จุลภาค (,)
* เราสามารถใช้การเว้นวรรคในการแยกเลขหลักพันเช่นหนึ่งล้านสามารถเขียนได้เป็น 1,000,000 เพื่อให้ต่างจากการใช้จุลภาคหรือมหัพภาคในการแยกทศนิยม และเพื่อให้แตกต่างจากประเทศที่ใช้การเว้นวรรคในการแยกคำ วรรคที่ใช้ในการแยกเลขหลักพันจะเล็กกว่าวรรคที่ใช้แยกคำเล็กน้อย (thin space)

## อ้างอิง

## แหล่งข้อมูลอื่น

* สถาบันมาตรวิทยาแห่งชาติ