Conversor de Unidades Personalizadas

Unidades Personalizadas: Modelação, Fórmulas e Melhores Práticas

Defina as suas próprias unidades de medida ancoradas a uma 'Unidade Base' ou a outra unidade personalizada. Modele fatores lineares ou expressões completas e organize famílias consistentes para o seu projeto ou domínio.

Conceitos Fundamentais

O que é uma Unidade Personalizada?
Neste conversor, uma unidade personalizada é definida pelo utilizador e ancorada a outra unidade personalizada (ou à Unidade Base). Você escolhe um nome, símbolo, referência e um fator ou expressão que transforma valores para a referência escolhida.

Modelação Baseada em Referência

A sua referência é outra unidade personalizada ou 'Unidade Base'.

A expressão de conversão mapeia os valores de entrada para o espaço da unidade de referência (o sistema é intencionalmente agnóstico a unidades).

  • Segurança Dimensional
    Ao selecionar uma referência, está implicitamente a vincular a unidade personalizada a essa família. Mantenha as famílias consistentes (por exemplo, unidades relacionadas que referenciam a mesma base).
  • Composibilidade
    Altere a referência mais tarde sem renomear a unidade—apenas a expressão precisa de ajuste.
  • Auditabilidade
    Cada unidade tem uma definição única e clara: referência + expressão.

Fator vs. Expressão

Unidades simples usam um fator constante (ex., 1 foo = 0.3048 × Base).

Unidades avançadas podem usar expressões com funções (ex., 10 * log(x / 1e-3)).

  • Fatores Constantes
    Ideal para relações lineares fixas (escalas de comprimento, proporções de área, etc.).
  • Expressões
    Use funções matemáticas para escalas derivadas ou não lineares (proporções, logaritmos, potências).
  • Constantes
    Constantes integradas como PI, E, PHI, SQRT2, SQRT3, LN2, LN10, LOG2E, LOG10E, AVOGADRO, PLANCK, LIGHT_SPEED, GRAVITY, BOLTZMANN.

Nomenclatura, Símbolos e Consistência

Escolha símbolos curtos e inequívocos. Evite colisões com padrões existentes.

Documente a intenção na sua organização—o que mede e por que existe.

  • Clareza
    Prefira símbolos concisos (1–4 caracteres recomendados; a UI permite até 6).
  • Estabilidade
    Trate os símbolos como identificadores estáveis em conjuntos de dados e APIs.
  • Estilo
    Use maiúsculas e minúsculas semelhantes ao SI onde for sensato (ex., 'foo', 'kFoo', 'mFoo').
Principais Conclusões
  • Uma unidade personalizada = unidade de referência + expressão de conversão.
  • A referência ancora a dimensão; a expressão define o mapeamento de valor.
  • Prefira fatores constantes para escalas lineares; use expressões para casos especiais.

Linguagem de Fórmula

Expressões suportam números, a variável x (valor de entrada), valor de alias, constantes (PI, E, PHI, SQRT2, SQRT3, LN2, LN10, LOG2E, LOG10E, AVOGADRO, PLANCK, LIGHT_SPEED, GRAVITY, BOLTZMANN), operadores aritméticos e funções matemáticas comuns. As expressões são avaliadas para um valor na unidade de referência escolhida.

Operadores

OperadorSignificadoExemplo
+Adiçãox + 2
-Subtração/Negação Unáriax - 5, -x
*Multiplicação2 * x
/Divisãox / 3
**Potência (use **; ^ é autoconvertido)x ** 2
()Precedência(x + 1) * 2

Funções

FunçãoAssinaturaExemplo
sqrtsqrt(x)sqrt(x^2 + 1)
cbrtcbrt(x)cbrt(x)
powpow(a, b)pow(0.3048, 2)
absabs(x)abs(x)
minmin(a, b)min(x, 100)
maxmax(a, b)max(x, 0)
roundround(x)round(x * 1000) / 1000
trunctrunc(x)trunc(x)
floorfloor(x)floor(x)
ceilceil(x)ceil(x)
sinsin(x)sin(PI/6)
coscos(x)cos(PI/3)
tantan(x)tan(PI/8)
asinasin(x)asin(0.5)
acosacos(x)acos(0.5)
atanatan(x)atan(1)
atan2atan2(y, x)atan2(1, x)
sinhsinh(x)sinh(1)
coshcosh(x)cosh(1)
tanhtanh(x)tanh(1)
lnln(x)ln(x)
loglog(x)log(100)
log2log2(x)log2(8)
expexp(x)exp(1)
degreesdegrees(x)degrees(PI/2)
radiansradians(x)radians(180)
percentpercent(value, total)percent(25, 100)
factorialfactorial(n)factorial(5)
gcdgcd(a, b)gcd(12, 8)
lcmlcm(a, b)lcm(12, 8)
clampclamp(value, min, max)clamp(x, 0, 100)
signsign(x)sign(-5)
nthRootnthRoot(value, n)nthRoot(8, 3)

Regras de Expressão

  • x é o valor de entrada; valor de alias também está disponível.
  • Use multiplicação explícita (ex., 2 * PI, não 2PI).
  • Constantes disponíveis: PI, E, PHI, SQRT2, SQRT3, LN2, LN10, LOG2E, LOG10E, AVOGADRO, PLANCK, LIGHT_SPEED, GRAVITY, BOLTZMANN.
  • Ângulos para funções trigonométricas são em radianos (use as funções auxiliares degrees() e radians() para conversão).
  • Referencie outras unidades personalizadas pelo nome (snake_case) ou símbolo; os seus valores toBase atuais são injetados como constantes.
  • Use ** para potências (o motor converte automaticamente ^ para **).
  • Normalização de entrada inteligente: ×, ÷, π, ², ³ são convertidos automaticamente para *, /, PI, ^2, ^3.
  • Funções auxiliares disponíveis: degrees(), radians(), percent(), factorial(), gcd(), lcm(), clamp(), sign(), nthRoot().
  • A deteção de erros aprimorada previne erros comuns (log de números negativos, raiz quadrada de números negativos, divisão por zero).
  • Referenciação de unidades personalizadas: Use outras unidades como variáveis em expressões (ex., 'x * A' onde A é outra unidade personalizada).
  • Espaços em branco são ignorados; use parênteses para controlar a precedência.
  • As expressões devem produzir um resultado numérico finito para entradas válidas.
Essenciais da Fórmula
  • Use multiplicação explícita (ex., 2 * PI).
  • Ângulos para funções trigonométricas são em radianos.
  • log(x) é base 10; ln(x) é logaritmo natural (base e).

Análise Dimensional e Estratégias

Este sistema personalizado é agnóstico a unidades. Modele famílias ancorando unidades relacionadas à mesma 'Unidade Base' (ou uma referência partilhada). Mantenha o significado consistente em toda a família que projeta.

Estratégias de Modelação

EstratégiaQuando UsarNotas
Fator DiretoRelações lineares (ex., 1 foo = k × Base).Use um número constante (sem x). Estável e preciso.
Escala de PotênciaDerivado de uma escala base (k^2, k^3).Use pow(k, n) onde k é a escala base.
Razão ou NormalizaçãoUnidades definidas em relação a um nível de referência (ex., x / ref).Útil para medidas do tipo índice; mantenha ref explícito na expressão.
Escala LogarítmicaEscalas percetuais ou de razão de potência (ex., estilo dB 10 * log(x/ref)).Garanta que o domínio seja positivo; documente o valor de referência.
Mapeamento AfimCasos raros com deslocamentos (a * x + b).Deslocamentos mudam os pontos zero—aplique apenas quando conceptualmente justificado.

Editor e Validação

Crie unidades com um nome, símbolo (até 6 caracteres), etiqueta de cor, uma referência (Unidade Base ou outra unidade personalizada) e um fator/expressão. O editor valida fórmulas em tempo real com deteção de erros aprimorada e previne referências circulares.

  • As opções de referência incluem 'Unidade Base' e unidades personalizadas existentes. Opções inseguras que criariam ciclos são filtradas automaticamente.
  • Variáveis: use x (ou value) para o valor de entrada. Referencie outras unidades personalizadas pelo nome snake_case ou pelo símbolo; os seus valores toBase atuais são injetados como constantes.
  • Constantes suportadas: PI, E, PHI, SQRT2, SQRT3, LN2, LN10, LOG2E, LOG10E, AVOGADRO, PLANCK, LIGHT_SPEED, GRAVITY, BOLTZMANN.
  • Funções principais: sqrt, cbrt, pow, abs, min, max, round, trunc, floor, ceil, sin, cos, tan, asin, acos, atan, atan2, sinh, cosh, tanh, ln, log, log2, exp.
  • Funções auxiliares: degrees(), radians(), percent(), factorial(), gcd(), lcm(), clamp(), sign(), nthRoot() para uma melhor experiência do utilizador.
  • Operadores: +, -, *, /, ** para potência. Normalização de entrada inteligente: ×, ÷, π, ², ³ são convertidos automaticamente.
  • Validação em tempo real com pré-visualização (ex., 10 x → resultado), classificação de complexidade (simples/moderada/complexa) e sugestões contextuais.
  • A deteção de erros aprimorada captura erros comuns: logaritmos de números não positivos, raízes quadradas de números negativos, divisão por zero.
  • A deteção avançada de ciclos impede que as unidades dependam de si mesmas (direta ou indiretamente) com mensagens de erro claras.
  • Painel de ajuda interativo com exemplos categorizados, trechos de fórmula clicáveis e botões de unidade personalizada para fácil inserção.

Melhores Práticas

  • Prefira um fator constante se possível; expressões apenas quando necessário.
  • Escolha uma unidade de referência que seja estável, amplamente compreendida e improvável de mudar.
  • Evite cadeias circulares de referências; mantenha os grafos acíclicos.
  • Adicione valores de amostra e verifique com calculadoras independentes ou identidades conhecidas.
  • Mantenha os símbolos curtos, únicos e documentados para a sua organização.
  • Se usar logs, registe o valor de referência, a base e o domínio pretendido de x.
Lista de Verificação de Qualidade
  • Teste com 3–5 valores representativos e verifique as conversões de ida e volta.
  • Evite referências circulares; escolha uma unidade de referência estável.
  • Documente suposições (domínios, deslocamentos, faixas típicas).

Modelos Iniciais e Exemplos

Estes exemplos ilustram padrões de modelação comuns neste sistema exclusivamente personalizado. Substitua constantes e referências pelas suas necessidades.

NomeFórmulaReferênciaNotas
Unidade com Escala Base (foo)0.3048Unidade BaseDefine 1 foo = 0.3048 × Base (fator linear simples).
Com Escala de Potência (foo²)pow(0.3048, 2)Unidade BaseDerivado de uma escala base (k^2).
Com Escala de Volume (foo³)pow(0.3048, 3)Unidade BaseDerivado de uma escala base (k^3).
Índice de Referênciax / 42Unidade BaseNormalizar por um nível fixo (domínio x > 0).
Razão de Potência (estilo dB)10 * log(x / 0.001)Unidade BaseMedida logarítmica relativa a 1 mW (exemplo). Garanta que x > 0.
Fator Geométrico2 * PI * 0.5Unidade BaseExemplo de constantes e multiplicação.
Referenciar Outra Unidade PersonalizadaA * 2Unidade Personalizada AUse o símbolo/nome de outra unidade como uma constante em expressões.
Relação Complexa de Unidadessqrt(x^2 + base_length^2)Unidade BaseRelação pitagórica usando a unidade personalizada 'base_length' como uma constante.
Unidade com Escala e Deslocamentox * scale_factor + offset_unitUnidade BaseTransformação linear usando duas outras unidades personalizadas como constantes.
Percentagem da Unidade de Referênciapercent(x, reference_value)Unidade BaseExpresse a entrada como percentagem de outra unidade personalizada usando a função auxiliar.
Faixa de Unidade Restritaclamp(x * multiplier, min_unit, max_unit)Unidade BaseRestrinja os valores entre duas constantes de unidades personalizadas usando o auxiliar clamp.
Razão de Unidades com MDCx / gcd(x, common_divisor)Unidade BaseRelação matemática usando o auxiliar MDC com a constante de unidade personalizada.
Cadeia de Conversão Angulardegrees(x * PI / reference_angle)Unidade Angular PersonalizadaConverta para graus usando a unidade de ângulo personalizada e a função auxiliar degrees().

Governança e Colaboração

  • Mantenha um catálogo de unidades personalizadas aprovadas com proprietários e datas de revisão.
  • Use versionamento quando as definições evoluírem; evite alterações que quebrem os símbolos.
  • Registe a proveniência de constantes e referências (padrões, literatura, documentos internos).
  • Automatize testes de validação (verificações de faixa, conversões de amostra, monotonicidade).

Perguntas Frequentes

Devo usar um fator constante ou uma expressão?

Prefira um fator constante sempre que a relação for linear e fixa. Use expressões apenas quando o mapeamento depender de x ou exigir funções (potências, logs, trigonométricas).

Como escolho uma unidade de referência?

Escolha uma unidade estável, amplamente compreendida, que capture a dimensão que pretende (ex., metro para comprimento, m² para área). A referência ancora o significado dimensional.

Os ângulos estão em graus ou radianos?

Radianos. Converta graus multiplicando por PI/180 antes de usar as funções trigonométricas.

Posso encadear unidades personalizadas?

Sim, mas evite ciclos. Mantenha o grafo acíclico e documente a cadeia para preservar a clareza.

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