1ระบบSI Unit

1 ระบบ SI Unit จริ ยทุ ธ์ โชตกิ ุล ชา่ งกลโรงงาน วิทยาลัยเทคนคิ ศรสี ะเกษ

หน่วยการเรียนท่ี 1 ระบบหน่วยใน SI Unit สาระสำคัญ การออกแบบและการคำนวณช้ินสว่ นตา่ งๆ ในทางชา่ งสิง่ ท่ีสำคัญทสี่ ุดคือการกำหนดหน่วยตา่ งๆ ที่ใช้ ในการวัด รวมถงึ สัญลักษณท์ ใี่ ช้ประกอบการคำนวณหาค่า ดังนนั้ ผู้เรยี นตอ้ งรู้จกั ระบบหนว่ ย และสัญลักษณ์ ทีเ่ กี่ยวขอ้ ง เพ่อื เป็นการกำหนดและระบคุ า่ ทีถ่ ูกต้องให้งา่ ยตอ่ การทำงาน

หน่วยการเรยี นท่ี 1 ระบบหน่วยใน SI Unit 1. หน่วยวดั ในระบบต่าง ๆ หนว่ ยสำหรับการวดั ตา่ งๆ มีหลายระบบ ที่สำคญั คอื 1.1 ระบบอังกฤษ (English System) ซึ่งวัดระยะทางในหน่วยฟุต และวัดมวลในหน่วย ปอนด์ ระบบน้ีใชใ้ นประเทศอังกฤษและสหรัฐอเมรกิ า 1.2 ระบบเมตรกิ (Metric System) วัดระยะทางในหนว่ ยเมตรและวัดมวลในหน่วยกิโลกรัม ระบบนี้ใชก้ ันแพร่หลายในหลายประเทศท่ัวโลก 1.3 ระบบหนว่ ยสากลสำหรับการวดั ในทางวิทยาศาสตร์และทางอตุ สาหกรรมซงึ่ ใช้มาตรฐาน เดยี วกนั เรยี กวา่ ระบบหน่วยระหว่างชาติ (The International System of Units) เรยี ก ย่อวา่ ระบบเอสไอ (SI-Units; System International d’ Unite’s) 2. ความหมายของหน่วยใน ระบบ SI-UNIT ระบบ SI-UNIT วา่ ดว้ ยเร่อื งหน่วยของการวัดขนาด หรอื เรยี กอีกอย่างวา่ มาตรฐานระบบเมตรกิ ซ่งึ มหี นว่ ยทน่ี ิยมใช้กนั ท่ัวไปในการวัดและหาขนาด มาตรฐานดา้ นความยาวระบบเมตรกิ เรมิ่ จาก 1 เมตร ได้กำหนดโดยนักวทิ ยาศาสตรช์ าวฝรง่ั เศสโดยได้ แนวความคิดจากการใชก้ ลอ้ งส่องดูดาวสังเกตและวัดเส้นเมอริเดียน (เส้นแวง) ท่ีลากจากขว้ั โลกเหนือมาถงึ เส้น ศูนย์สตู รทีผ่ ่านกรุงปารสี ประเทศฝรงั่ เศส แลว้ แบง่ เสน้ น้ันออกเป็น สบิ ลา้ นส่วนโดยใน เศษหนึง่ ส่วนสบิ ล้าน สว่ น (1/10,000,000) 1 สว่ นนเ้ี ทา่ กับ 1 เมตร ซง่ึ เป็นความยาวของเส้นแวง ต่อมาในปี ค.ศ. 1889 ระบบเมตรไดป้ รับปรุงใหม่ใหเ้ ปน็ มาตรฐานสากลโดยใช้กลอ้ งถ่ายขนาดแล้วนำ ขนาดทไี่ ด้มาถา่ ยลงในไมเ้ มตรมาตรฐาน (meter bar) ทที่ ำดว้ ยโลหะผสม ระหว่างแพลตินัม-อิลิเดียน (Pt- Ir) แท่งโลหะนี้มีหน้าตัดเป็นรูปตัว X ความยาวทั้งหมด 1.02 เมตร (102 เซนติเมตร) โดย lay – out ระยะ เส้นอ้างอิงความยาว 1 เมตรที่ผิวร่องขอบตัว X เพื่อเป็นระยะกำหนดในการวัดถ่ายระดับไปสู่มาตรฐาน ข้ัน รองลงมา (Secondary Standard) แท่งเมตรมาตรฐานนี้ เก็บรักษาอยู่ที่เมือง SEVERS ชานกรุงปารีส ประเทศฝรั่งเศส เนื่องจากการ ถ่ายทอดขนาดจากแท่งเมตรมาตรฐานไปยังมาตรฐานที่สองทำได้ยากและลำบากมากซึ่งในการวัดขนาดจะ ต้องการควบคุมอุณหภูมิ, ความชื้นสัมพัทธ์, ความกดดันบรรยากาศ ให้มีค่าคงที่ตลอดเวลา ต่อมาในปี ค.ศ. 1960 มกี ารกำหนดให้ 1 เมตร เป็นความยาวคลน่ื แสง (Wave Length of Light) ต่อมาในปี ค.ศ. 1983 จงึ ได้กำหนดความยาว 1 เมตรในเทอมของความเรว็ แสง โดยกำหนดวา่ ความ ยาว 1 เมตร เท่ากับระยะทางในการเคลื่อนที่ของแสงในสภาวะสุญญากาศในระยะเวลา 1/299,792,458 วนิ าที

3. หนว่ ยและสญั ลกั ษณ์ระบบ SI-UNIT ตารางที่ 1.1 S.I.- Units ประกอบดว้ ยหนว่ ยพ้ืนฐาน 6 หนว่ ย ขนาดพ้นื ฐาน ช่อื หน่วย สัญลักษณ์ ไทย องั กฤษ m ความยาว(length) เมตร meter kg s มวล (mass) กโิ ลกรมั kilogram A K เวลา(time) วินาที second cd กระแสไฟฟา้ (Electric current) แอมแปร์ ampere อณุ หภมู ิ(temperature) เคลวิน Kelvin ความเข้มแสง (Light intensity) แคนเดลา Candela นอกจากหนว่ ยพืน้ ฐานแล้ว ในการสรา้ งเครอ่ื งจักรกลเป็นจำนวนมาก ยงั มขี นาดและหนว่ ยท่ีสำคัญซึ่ง เป็นหนว่ ยผสม ตารางท่ี 1.2 หน่วยทางเคร่ืองจักรกล หน่วย สญั ลกั ษณ์ ขนาด นวิ ตัน N ( 1 N = 1 kg.m/s2) พาสคาล Pa ( 1 Pa = 1 N/m2) แรง จลู ความดัน วตั ต์ J ( 1 J = 1 N/m) พลงั งาน โวลท์ กำลงั W ( 1 W = 1 J/s ) แรงเคลอ่ื น V ( 1 V = 1 W/A) ตารางที่ 1.3 หนว่ ยท่ีมคี ่าคงที่ หน่วย สัญลักษณ์ ขนาด นาที Min ( 1 T = 60 Sec ) ตนั T ( 1 T = 1,000 kg ) เวลา บาร์ Bar 1 bar = 100,000 Pa) มวล ความดนั

ตารางท่ี 1.4 หน่วยท่มี ีคำเตมิ ข้างหนา้ เพือ่ แสดงว่าขนาดใหญห่ รอื เล็ก คำอปุ สรรค ตวั คณู หนว่ ย ตวั อย่าง ชื่อ สัญลกั ษณ์ เอกซะ(exa) E 1018 เพทะ(peta) P 1015 1012 เทอรา(tera) T 109 106 1 MW = 106 W จิกะ(giga) G 103 1 km = 1003m 102 1 hl = 1002l เมกะ(mega) M 101 1 dag = 100g 10-1 1 dm = 10-1m กิโล(kigo) k 10-2 1 cm = 10-2m 10-3 1 mm = 10-3m เฮกโต(hector) h 10-6 1 µm = 10-6m 10-9 เดคา(deca) da 10-12 10-15 เดซซิ(deci) d 10-18 เซนติ(centi) c มลิ ลิ(milli) m ไมโคร(micro) µ นาโน(nano) n พโิ ค(pico) p เฟมโต(femto) f อัตโต(atto) a

ตารางท่ี 1.5 หน่วยและสญั ลกั ษณ์ที่นิยมใชใ้ นงานชา่ ง ขนาด อักษรยอ่ / หนว่ ย สัญลกั ษณ์ องศา / เรเดยี น ตาราง มมุ 0 และ rad ลกู บาศก์ ชม. , นาที , วนิ าที พืน้ ที่ A ระยะทาง / เวลา เรเดียน / วนิ าที ปรมิ าตร V รอบ / นาที เมตร / วินาที 2 เวลา t เมตร / วนิ าที 2 กิโลกรัม ความเรว็  กโิ ลกรมั / เมตร 2 นวิ ตนั ความเร็วเชงิ มมุ  พาสคาล หนว่ ย / เวลา ความเรว็ รอบ n หนว่ ยความยาว จูล ความเร่ง a กโิ ลวตั ต์ / ช่ัวโมง ความเร่งของตก g มวล M ความหนาแน่น  แรง F ความดัน P การขยายตัว  การยดื ตัว  ความรอ้ น W พลังงาน Q 4. อักขระหนว่ ยวดั อักษรภาษากรีก N  = nu Y  = psilon ตารางที่ 1.6 อกั ขระอกั ษรภาษากรีก A  = alpha H  = eta   = xi   = phi B  = beta   = theta F  = gamma I  = iota O = omicron X  = chi   = delta K  = kappa E  = epsilon   = lambda   = pi   = psi Z  = zeta M  = mu   = sigma   = mega   = tau

5. ตวั เลขโรมัน ตารางท่ี 1.7 ตวั เลขโรมนั ค่า สัญลักษณ์ ค่า สัญลกั ษณ์ 1 I 20 XX 2 II 40 XL 3 III 50 L 4 IV 90 XC 5 V 100 C 6 VI 400 CD 7 VII 500 D 8 VIII 900 CM 9 IX 1,000 M 10 X ตัวอย่างท่ี 1.1 จงอา่ นเลขโรมนั ตอ่ ไปน้ี LVII , XCII, CLXII, MCMLXXVII วิธที ำ LVII = 50 + 5 + 2 = 57 XCII = 10 + 100 + 2 = 92 CLXII = 100 + 60 + 2 = 162 MCMLXXVII = 1,000 + 900 +70 + 7 = 1,977 ตัวอย่างที่ 1.2 จงเขยี นเป็นเลขโรมัน 11, 87, 148, 1,762 วธิ ที ำ 11 = 10 + 1 = XI LXXXVII 87 = 80 + 7 = CXLVIII 148 = 100 + 40 + 8 = MDCCLXII 1,762 = 1,000 + 700 + 60 +2 =