หน่วยวัดหรือหน่วยการวัดคือขนาด ที่แน่นอน ของปริมาณที่กำหนดและนำมาใช้ตามข้อตกลงหรือกฎหมาย ซึ่งใช้เป็นมาตรฐานสำหรับการวัดปริมาณประเภทเดียวกัน^{[ 1 ]}ปริมาณอื่นใดในประเภทเดียวกันสามารถแสดงได้ในรูปของพหุคูณของหน่วยวัด^{[ 2 ]}ตัวอย่างเช่น ความยาวเป็นปริมาณทางกายภาพเมตร(สัญลักษณ์: m) เป็นหน่วยความยาวที่แสดงถึงความยาวที่กำหนดไว้ล่วงหน้าอย่างแน่นอน ตัวอย่างเช่น เมื่ออ้างถึง "10 เมตร" (หรือ 10 m) หมายถึง 10 เท่าของความยาวที่กำหนดไว้ล่วงหน้าอย่างแน่นอนที่เรียกว่า "เมตร"  

นิยาม ข้อตกลง และการใช้งานจริงของหน่วยวัดมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งต่อความพยายามของมนุษย์มาตั้งแต่ยุคแรกเริ่มจนถึงปัจจุบัน ในอดีตมีระบบหน่วยวัด มากมาย ที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ปัจจุบันมีมาตรฐานสากลคือระบบหน่วยวัดสากล (SI) ซึ่งเป็นรูปแบบที่ทันสมัยของระบบเมตริกแทนที่ระบบ cgsเดิม

ในการค้าน้ำหนักและมาตรวัดมักเป็นเรื่องของการกำกับดูแลโดยรัฐบาล เพื่อให้มั่นใจถึงความเป็นธรรมและความโปร่งใสสำนักงานมาตรวัดน้ำหนักระหว่างประเทศ (BIPM) มีหน้าที่รับผิดชอบในการรับรองความสม่ำเสมอของการวัดทั่วโลกและการตรวจสอบย้อนกลับไปยังระบบหน่วยสากล (SI ) ^{[ 3 ]}

มาตรวิทยาคือวิทยาศาสตร์ของการพัฒนาหน่วยวัดที่ได้รับการยอมรับทั้งในระดับชาติและระดับนานาชาติ^{[ 4 ]}ในฟิสิกส์และมาตรวิทยา หน่วยวัดเป็นมาตรฐานสำหรับการวัดปริมาณทางกายภาพที่ต้องการคำจำกัดความที่ชัดเจนจึงจะมีประโยชน์ความสามารถในการทำซ้ำผลการทดลองเป็นหัวใจสำคัญของวิธีการทางวิทยาศาสตร์ระบบหน่วยวัดมาตรฐานช่วยอำนวยความสะดวกในเรื่องนี้ ระบบหน่วยวัดทางวิทยาศาสตร์เป็นการปรับปรุงแนวคิดเรื่องน้ำหนักและการวัดที่พัฒนาขึ้นในอดีตเพื่อวัตถุประสงค์ทางการค้า^{[ 5 ]}

วิทยาศาสตร์การแพทย์และวิศวกรรมมักใช้หน่วยวัดที่ใหญ่กว่าและเล็กกว่าที่ใช้ในชีวิตประจำวัน การเลือกใช้หน่วยวัดอย่างเหมาะสมสามารถช่วยเหลือนักวิจัยในการแก้ปัญหาได้ (ดูตัวอย่างเช่นการวิเคราะห์มิติ )

หน่วยวัดคือปริมาณ มาตรฐาน ของคุณสมบัติทางกายภาพ ซึ่งใช้เป็นปัจจัยในการแสดงปริมาณที่เกิดขึ้นของคุณสมบัตินั้น^{[ 1 ] [ 2 ]}หน่วยวัดเป็นหนึ่งในเครื่องมือแรกๆ ที่มนุษย์ประดิษฐ์ขึ้น สังคมดั้งเดิมต้องการการวัดขั้นพื้นฐานสำหรับงานหลายอย่าง งานเหล่านั้นบางส่วนได้แก่ การสร้างที่อยู่อาศัยที่มีขนาดและรูปร่างที่เหมาะสม การตัดเย็บเสื้อผ้า หรือการแลกเปลี่ยนอาหารหรือวัตถุดิบ ก่อนการก่อตั้งระบบเมตริก แบบทศนิยม ในฝรั่งเศสในช่วงการปฏิวัติฝรั่งเศสในปลายศตวรรษที่ 18 ^{[ 6 ]}หน่วยความยาวหลายหน่วยถูกกำหนดโดยขนาดของส่วนต่างๆ ของร่างกายมนุษย์^{[ 7 ]}

ระบบการวัดที่เป็นมาตรฐานที่เก่าแก่ที่สุดเท่าที่ทราบดูเหมือนจะถูกสร้างขึ้นในช่วง สหัสวรรษ ที่ 4และ3 ก่อนคริสต์ศักราชในหมู่ชนโบราณของเมโสโปเตเมียอียิปต์และลุ่มแม่น้ำสินธุและอาจรวมถึงเอลามในเปอร์เซียด้วย^{[ 8 ] [ 9 ]}

ใน พระคัมภีร์กล่าวถึงเรื่องน้ำหนักและมาตรวัด(เลวีนิติ 19:35-36) เป็นบัญญัติให้ซื่อสัตย์และใช้มาตรวัดที่ยุติธรรม

ในมหากฎบัตรปี ค.ศ. 1215 (มหากฎบัตร) ที่ประทับตราพระเจ้าจอห์นซึ่งเหล่าขุนนางแห่งอังกฤษนำเสนอต่อพระองค์ พระเจ้าจอห์นทรงเห็นชอบในข้อ 35 ว่า "จะมีไวน์หนึ่งมาตรทั่วทั้งอาณาจักรของเรา และเบียร์หนึ่งมาตร และข้าวโพดหนึ่งมาตร—นั่นคือ ควอร์ตลอนดอน—และผ้าสำหรับทำเสื้อเกราะย้อมสีและสีน้ำตาลแดงหนึ่งความกว้าง—นั่นคือ สองศอกใต้ขอบผ้า..."

As of the 21st century, the International System is predominantly used in the world. There exist other unit systems such as the United States Customary System and the Imperial System. The United States is the only industrialized country that has not yet at least mostly converted to the metric system.^[10] The systematic effort to develop a universally acceptable system of units dates back to 1790 when the French National Assembly charged the French Academy of Sciences to come up such a unit system. This system was the precursor to the metric system which was quickly developed in France but did not take on universal acceptance until 1875 when The Metric Convention Treaty was signed by 17 nations. After this treaty was signed, a General Conference of Weights and Measures (CGPM) was established. The CGPM produced the current SI, which was adopted in 1954 at the 10th Conference of Weights and Measures. Currently, the United States is a dual-system society which uses both the SI and the US Customary system.^[11][12]

The formal definition of unit of measurement (or measurement unit) is^[1]

real scalar quantity, defined and adopted by convention, with which any other quantity of the same kind can be compared to express the ratio of the two quantities as a number

Numerous physical quantity examples, such as length, time, or mass, appear in the List of physical quantities which also serves as a list of units of measurement.

The use of a single unit of measurement for some quantity has obvious drawbacks. For example, it is impractical to use the same unit for the distance between two cities and the length of a needle. Thus, historically they would develop independently. One way to make large numbers or small fractions easier to read, is to use unit prefixes.

At some point in time though, the need to relate the two units might arise, and consequently the need to choose one unit as defining the other or vice versa. For example, an inch could be defined in terms of a barleycorn. A system of measurement is a collection of units of measurement and rules relating them to each other.

As science progressed, a need arose to relate the measurement systems of different quantities, like length and weight and volume. The effort of attempting to relate different traditional systems between each other exposed many inconsistencies, and brought about the development of new units and systems.

ระบบหน่วยวัดแตกต่างกันไปในแต่ละประเทศ ระบบที่แตกต่างกันบางส่วน ได้แก่ ระบบเซนติเมตร-กรัม-วินาที , ฟุต-ปอนด์-วินาที , เมตร-กิโลกรัม-วินาทีและระบบหน่วยสากล (SI) ในบรรดาระบบหน่วยวัดต่างๆ ที่ใช้กันทั่วโลก ระบบ SI เป็นระบบที่ใช้กันอย่างแพร่หลายและได้รับการยอมรับในระดับ สากล หน่วยพื้นฐานของ SIได้แก่ วินาที เมตร กิโลกรัม แอมแปร์ เคลวิน โมล และแคนเดลาหน่วย SI อื่นๆ ทั้งหมด ได้มาจากหน่วยพื้นฐานเหล่านี้^{[ 13 ] [ 14 ] : 132}

ระบบการวัดที่ใช้กันในปัจจุบัน ได้แก่ระบบเมตริกระบบอิมพีเรียลและ ระบบหน่วย วัดตามธรรมเนียมของสหรัฐอเมริกา

ระบบเมตริก

ระบบหน่วยเมตริกได้พัฒนาขึ้นนับตั้งแต่มีการนำระบบเมตริกมาใช้ครั้งแรกในฝรั่งเศสเมื่อปี ค.ศ. 1791 ระบบหน่วยเมตริกมาตรฐานสากลในปัจจุบันคือระบบหน่วยสากล (ย่อว่า SI) คุณลักษณะสำคัญของระบบสมัยใหม่คือการกำหนดมาตรฐานหน่วยแต่ละหน่วยมีขนาดที่เป็นที่ยอมรับในระดับสากล

ทั้งหน่วยอิมพีเรียลและหน่วยวัดตามธรรมเนียมของสหรัฐอเมริกาต่างก็มีที่มาจากหน่วยของอังกฤษ ในยุคก่อนหน้า หน่วยอิมพีเรียลส่วนใหญ่ใช้ในเครือจักรภพของอังกฤษและอดีตจักรวรรดิอังกฤษหน่วยวัดตามธรรมเนียมของสหรัฐอเมริกายังคงเป็นระบบการวัดหลักที่ใช้ในสหรัฐอเมริกานอกเหนือจากด้านวิทยาศาสตร์ การแพทย์ อุตสาหกรรมหลายภาคส่วน และบางส่วนของรัฐบาลและกองทัพ แม้ว่ารัฐสภาจะอนุมัติการวัดแบบเมตริกอย่างเป็นทางการเมื่อวันที่ 28 กรกฎาคม ค.ศ. 1866 ก็ตาม^{[ 17 ]} มี การดำเนินการบางอย่างเพื่อมุ่งสู่การใช้ระบบเมตริก ในสหรัฐอเมริกา โดยเฉพาะอย่างยิ่งการกำหนดนิยามใหม่ของหน่วยพื้นฐานของสหรัฐอเมริกาและหน่วยอิมพีเรียลเพื่อให้ได้มาจากหน่วย SI อย่างแม่นยำ นับตั้งแต่ ข้อตกลง ระหว่างประเทศเกี่ยวกับหลาและปอนด์ในปี ค.ศ. 1959 นิ้วของสหรัฐอเมริกาและนิ้วอิมพีเรียลได้รับการกำหนดนิยามอย่างแม่นยำแล้ว0.0254 ม. และปอนด์แบบ avoirdupois ของสหรัฐอเมริกาและจักรวรรดิถูกกำหนดให้มีค่าเท่ากับ 0.0254 ม. พอดี0.453 592 37 กก  . ^{[ 18 ]}

สำหรับปริมาณส่วนใหญ่ จำเป็นต้องมีหน่วยเพื่อสื่อสารค่าของปริมาณทางกายภาพนั้น ตัวอย่างเช่น จำเป็นต้องใช้หน่วยบางรูปแบบเพื่อสื่อถึงความยาวที่เฉพาะเจาะจงให้แก่ผู้อื่น เพราะความยาวสามารถอธิบายได้ก็ต่อเมื่อสัมพันธ์กับปริมาณที่กำหนดไว้และเข้าใจได้ เช่น ความยาวอื่นที่ทั้งสองฝ่ายทราบ

ไม่ใช่ว่าปริมาณทั้งหมดจะต้องมีหน่วยเฉพาะ การใช้กฎทางฟิสิกส์ หน่วยของปริมาณสามารถแสดงได้ในรูปของการรวมกันของหน่วยสำหรับปริมาณอื่น ๆ ซึ่งช่วยให้สามารถใช้ชุดหน่วยเล็ก ๆ ในการกำหนดหน่วยอื่น ๆ ทั้งหมดได้ หน่วยเหล่านี้ถือเป็นหน่วยพื้นฐานและหน่วยอื่น ๆ ถือเป็นหน่วยอนุพันธ์ดังนั้น หน่วยพื้นฐานคือหน่วยของปริมาณที่ไม่ขึ้นอยู่กับปริมาณอื่น ๆ ในระบบ SI หน่วยเหล่านี้คือหน่วยของความยาว มวล เวลา กระแสไฟฟ้า อุณหภูมิ ความเข้มของการส่องสว่าง และปริมาณของสาร หน่วยอนุพันธ์คือหน่วยของปริมาณที่ได้มาจากปริมาณพื้นฐาน และหน่วยอนุพันธ์บางส่วนคือหน่วยของความเร็ว งาน ความเร่ง พลังงาน ความดัน เป็นต้น^{[ 13 ]}

ระบบหน่วยที่แตกต่างกันนั้นมีพื้นฐานมาจากการเลือกชุดหน่วยที่เกี่ยวข้องกัน ซึ่งรวมถึงหน่วยพื้นฐานและหน่วยอนุพันธ์

หน่วยต่างๆ สามารถบวกหรือลบกันได้ก็ต่อเมื่อเป็นหน่วยประเภทเดียวกันเท่านั้น แต่หน่วยต่างๆ สามารถคูณหรือหารกันได้เสมอ ดังที่จอร์จ กาโมว์เคยอธิบายไว้${\displaystyle Z}$ต้องเป็น "2 เมตร" และ${\displaystyle W}$"3 วินาที" จากนั้น

${\displaystyle 2\,\mathrm {เมตร} \times 3\,\mathrm {วินาที} =\{Z\}\{W\}\times [Z][W]=6\,\mathrm {เมตร} \times \mathrm {วินาที} }$.

มีกฎบางประการที่ใช้บังคับกับหน่วยต่างๆ ดังนี้:

• เฉพาะหน่วยที่เหมือนกันเท่านั้นที่สามารถนำมาบวกกันได้ เมื่อหน่วยหนึ่งถูกหารด้วยตัวมันเอง ผลลัพธ์ที่ได้จะไม่มีหน่วย เมื่อหน่วยที่แตกต่างกันสองหน่วยถูกคูณหรือหาร ผลลัพธ์ที่ได้จะเป็นหน่วยใหม่ ซึ่งเรียกตามการรวมกันของหน่วยเหล่านั้น ตัวอย่างเช่น ในระบบ SI หน่วยของความเร็วคือเมตรต่อวินาที (m/s) ดูการวิเคราะห์มิติหน่วยหนึ่งสามารถคูณด้วยตัวมันเองได้ ทำให้เกิดหน่วยที่มีเลขชี้กำลัง (เช่น m² ^/ s² ⁾กล่าวโดยง่าย หน่วยต่างๆ เป็นไปตามกฎของเลขยกกำลัง (ดูการยกกำลัง )
• หน่วยบางหน่วยมีชื่อเฉพาะ แต่ควรปฏิบัติต่อหน่วยเหล่านั้นเหมือนกับหน่วยที่เทียบเท่ากัน ตัวอย่างเช่น หนึ่งนิวตัน (N) เทียบเท่ากับ 1  kg⋅m/s² ^{ดังนั้น}ปริมาณหนึ่งอาจมีหน่วยกำหนดได้หลายแบบ ตัวอย่างเช่น หน่วยของแรงตึงผิวอาจเรียกได้ว่า N/m (นิวตันต่อเมตร) หรือ kg/s² ⁽กิโลกรัมต่อวินาที²)

นักพัฒนาซอฟต์แวร์ในหลากหลายสาขา รวมถึงแอปพลิเคชันทางวิทยาศาสตร์ การดูแลสุขภาพ และการเงิน ต่างพยายามนำวิธีการต่างๆ มาใช้เพื่อลดข้อผิดพลาดและบั๊กที่เกี่ยวข้องกับหน่วยวัด ในการเขียนโปรแกรมเชิงวัตถุ มักจะทำได้โดยใช้รูปแบบ Quantity เพื่อจับคู่ค่าและหน่วยเข้าด้วยกัน^{[ 23 ]} (ในแอปพลิเคชันทางการเงิน เป็นเรื่องปกติที่จะแสดงค่าเงินโดยการจัดเก็บไว้กับสกุลเงิน ซึ่งมักเรียกว่า 'รูปแบบ Money') ^{[ 24 ]}ภาษาโปรแกรมF#มีการสนับสนุนทางไวยากรณ์สำหรับการแสดงหน่วยวัด การแปลงระหว่างหน่วย และการตรวจสอบความปลอดภัยของประเภทข้อมูลในระหว่างการคอมไพล์^{[ 25 ]}

ตัวอย่างหนึ่งของความสำคัญของหน่วยที่ตกลงกันไว้คือความล้มเหลวของยานสำรวจสภาพอากาศดาวอังคารของ NASA ซึ่งถูกทำลายโดยอุบัติเหตุระหว่างภารกิจไปยังดาวอังคารในเดือนกันยายน พ.ศ. 2542 (แทนที่จะเข้าสู่วงโคจร) เนื่องจากการสื่อสารผิดพลาดเกี่ยวกับค่าของแรง: โปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่แตกต่างกันใช้หน่วยวัดที่แตกต่างกัน ( นิวตันเทียบกับแรงปอนด์ ) ทำให้ความพยายาม เวลา และเงินจำนวนมากสูญเปล่า^{[ 26 ] [ 27 ]}

เมื่อวันที่ 15 เมษายน พ.ศ. 2542 เที่ยวบิน ขนส่งสินค้า6316 ของ Korean Airจากเซี่ยงไฮ้ไปโซลประสบอุบัติเหตุเนื่องจากลูกเรือสับสนระหว่างคำแนะนำจากหอควบคุม (หน่วยเป็นเมตร) และการอ่านค่าจากเครื่องวัดระดับความสูง (หน่วยเป็นฟุต) ลูกเรือ 3 คนและผู้คนบนพื้นดิน 5 คนเสียชีวิต มีผู้บาดเจ็บ 37 คน^{[ 28 ] [ 29 ]}

ในปี พ.ศ. 2526 เครื่องบินโบอิ้ง 767 (ซึ่งด้วยทักษะการร่อนของนักบินทำให้ลงจอดได้อย่างปลอดภัยและกลายเป็นที่รู้จักในชื่อเครื่องร่อนกิมลี ) เชื้อเพลิงหมดกลางอากาศเนื่องจากความผิดพลาดสองประการในการคำนวณปริมาณเชื้อเพลิงของเครื่องบินลำแรกของแอร์แคนาดา ที่ใช้หน่วยวัดเมตริก ^{[ 30 ]}อุบัติเหตุนี้เป็นผลมาจากความสับสนเนื่องจากการใช้หน่วยวัดเมตริกและอิมพีเรียลพร้อมกัน และความสับสนของหน่วยวัดมวลและปริมาตร

เมื่อวางแผนการเดินทางข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกในช่วงทศวรรษ 1480 โคลัมบัสเข้าใจผิดว่าไมล์ที่อ้างถึงในการประมาณค่าของชาวอาหรับที่56 + 2/3 ไมล์สำหรับขนาดขององศาเท่ากับไมล์ของชาวอิตาลีที่สั้นกว่ามากซึ่งคือ 1,480 เมตร ดังนั้นการประมาณค่าขนาดขององศาและเส้นรอบวงของโลกของเขาจึงน้อยเกินไปประมาณ 25% ^{[ 31 ] : 1 : 17}

• การวัดมิติ
• มาตรวิทยาทางนิติวิทยาศาสตร์
• สมาร์ทเมโทรโลยี
• การวัดเวลา
• มาตรวิทยาควอนตัม
• หน่วย GNU
• รายชื่อหน่วยวัดสุดฮา
• รายชื่อหน่วยวัดที่เลิกใช้แล้ว
• รายชื่อหน่วยวัดที่ไม่ธรรมดา
• วัดคำ
• รายการหน่วยเมตริก
• สมการค่าเชิงตัวเลข
• หน่วยสก็อตแลนด์
• ลูกตุ้มวินาที
• เว้นวรรค (เครื่องหมายวรรคตอน) #สัญลักษณ์หน่วยและตัวเลข
• ระบบการวัด
• รหัสรวมสำหรับหน่วยวัด
• หน่วยวัดตามธรรมเนียมของสหรัฐอเมริกา
• หน่วยบัญชี
• หน่วยข้อมูล

• โรว์เล็ตต์, รัสส์ (2018) มีจำนวนเท่าใด? พจนานุกรมหน่วยวัด
• คู่มือ NIST ฉบับที่ 44ข้อกำหนดความคลาดเคลื่อน และข้อกำหนดทางเทคนิคอื่นๆ สำหรับอุปกรณ์ชั่งน้ำหนักและวัด
• เว็บไซต์อย่างเป็นทางการของ SI
• กรอบระบบปริมาณ – คลังข้อมูลและเครื่องคำนวณระบบปริมาณสำหรับการแปลงหน่วยและการคาดการณ์ปริมาณ
• รายการหน่วยพร้อมตัวประกอบการแปลงที่เลือกไว้

ประวัติศาสตร์

• "หลักการคำนวณทางคณิตศาสตร์สำหรับการแปลงหน่วยวัดระหว่างหน่วยวัดโรมัน[เช่น หน่วยวัดออตโตมัน]และหน่วยวัดอียิปต์"เป็นเอกสารต้นฉบับจากปี ค.ศ. 1642 เขียนเป็นภาษาอาหรับ ซึ่งกล่าวถึงหน่วยวัดต่างๆ
• "มาตรวัดและหน่วยวัด" สารานุกรมสากลฉบับใหม่ปี 1905

ถูกกฎหมาย

• ไอร์แลนด์ – พระราชบัญญัติมาตรวิทยา ปี 1996
• ข้อความของระเบียบว่าด้วยหน่วยวัดปี 1995 ที่มีผลบังคับใช้ในปัจจุบัน (รวมถึงการแก้ไขเพิ่มเติมใดๆ) ภายในสหราชอาณาจักรจากlegislation.gov.uk

ข้อมูลเมตริก

• BIPM (เว็บไซต์อย่างเป็นทางการ)
• รหัสรวมสำหรับหน่วยวัด (UCUM)