Kigeuzi cha Urefu

Mwongozo Kamili wa Kupima Urefu

Kuanzia ustaarabu wa kale uliopima kwa kutumia sehemu za mwili hadi ufafanuzi wa kisasa wa usahihi wa quantum, upimaji wa urefu unaunda msingi wa sayansi, uhandisi na maisha ya kila siku. Jifunze sanaa ya ubadilishaji wa urefu na mwongozo wetu mpana.

Vipimo vya Msingi vya Urefu

Mita (m)
Kipimo cha msingi cha SI cha urefu, kinachofafanuliwa kama umbali ambao mwanga husafiri katika ombwe kwa muda wa 1/299,792,458 ya sekunde. Ufafanuzi huu unahakikisha usahihi kamili na matumizi ya ulimwengu wote katika matumizi yote ya kisayansi.

Mfumo wa Metriki (SI)

Kipimo cha Msingi: Mita (m)

Faida: Inategemea desimali, ni ya ulimwengu wote, ni kiwango cha kisayansi

Matumizi: Nchi 195+ ulimwenguni kote, nyanja zote za kisayansi

  • nanomita
    10⁻⁹ m - Vipimo vya kiwango cha atomiki
  • milimita
    10⁻³ m - Uhandisi wa usahihi
  • kilomita
    10³ m - Umbali wa kijiografia

Mfumo wa Kifalme

Kipimo cha Msingi: Futi (ft)

Faida: Rahisi kueleweka kwa kiwango cha binadamu, ufahamu wa kitamaduni

Matumizi: Marekani, baadhi ya matumizi nchini Uingereza

  • inchi
    1/12 ft - Vipimo vidogo sahihi
  • yadi
    3 ft - Nguo, viwanja vya michezo
  • maili (kimataifa)
    5,280 ft - Umbali wa barabara
Dhana Muhimu za Upimaji wa Urefu
  • Mita (m) ni kipimo cha msingi cha SI kinachofafanuliwa na kasi ya mwanga - ikitoa usahihi kamili kwa vipimo vyote.
  • Mfumo wa metriki hutumia viambishi vya desimali (nano-, mili-, kilo-) ambavyo hufanya ubadilishaji kuwa rahisi na sahihi.
  • Mfumo wa kifalme unatoa hisia ya kiwango cha binadamu lakini unahitaji kukariri sababu za ubadilishaji.
  • Chagua metriki kwa kazi ya kisayansi na miradi ya kimataifa, na kifalme kwa ujenzi wa Marekani na matumizi ya kila siku.
  • Kuelewa mifumo yote miwili ni muhimu kwa uhandisi, utengenezaji, na mawasiliano ya kimataifa.

Mageuzi ya Kihistoria ya Viwango vya Urefu

Asili za Kale

Vipimo Kulingana na Mwili:

  • Dhiraa: Urefu wa mkono wa mbele (≈inchi 18)
  • Futi: Urefu wa mguu wa binadamu
  • Hatua: Urefu wa hatua mbili
  • Shubiri: Upana wa mkono (kutoka kidole gumba hadi kidole kidogo)

Hizi zilitofautiana kutoka kwa mtu mmoja hadi mwingine, na kusababisha mizozo ya kibiashara na fujo katika upimaji.

Usanifishaji wa Kifalme

Viwango vya Zama za Kati:

  • Futi ya Mfalme: Kulingana na vipimo vya mtawala
  • Fimbo: Futi 16.5 kwa ajili ya kupima ardhi
  • Ela: Inchi 45 kwa ajili ya kupima kitambaa

Viwango vya kimwili vilivyohifadhiwa katika hazina za kifalme, lakini bado vilitofautiana kati ya falme.

Mapinduzi ya Kisayansi

Usahihi wa Kisasa:

  • 1793: Mita ilifafanuliwa kama 1/10,000,000 ya meridiani ya Paris
  • 1960: Ilifafanuliwa upya kwa kutumia urefu wa wimbi la krypton-86
  • 1983: Ufafanuzi wa sasa kwa kutumia kasi ya mwanga

Kila ufafanuzi mpya uliongeza usahihi na uwezo wa kurudiwa ulimwenguni kote.

Upimaji wa Urefu katika Historia
  • Ustaarabu wa kale ulitumia sehemu za mwili (dhiraa, futi, shubiri) kuunda vipimo vya kwanza vilivyosanifishwa.
  • Biashara ya zama za kati ilihitaji vipimo thabiti, na kusababisha viwango vya kifalme na kanuni za chama.
  • 1793: Mapinduzi ya Ufaransa yaliunda mita kulingana na mzingo wa Dunia kwa ajili ya kupitishwa ulimwenguni kote.
  • 1889: Mfano wa kimataifa wa mita ulianzisha viwango vya kimataifa vya upimaji.
  • 1983: Ufafanuzi wa kisasa wa mita hutumia kasi ya mwanga, ikitoa usahihi na utulivu wa hali ya juu.

Matumizi ya Vitendo katika Viwanda Mbalimbali

Ujenzi na Upimaji

Usahihi katika ujenzi unahakikisha uadilifu wa kimuundo, huku upimaji ukiweka mipaka ya kisheria na data ya mwinuko.

  • Kanuni za ujenzi: uvumilivu wa ±3 mm kwa chuma cha kimuundo, ±6 mm kwa uwekaji wa zege.
  • Upimaji wa ardhi: usahihi wa GPS ±5 cm kwa mlalo, ±10 cm kwa wima kwa kazi ya mpaka.
  • Mpangilio wa msingi: usahihi wa kituo cha jumla hadi ±2 mm kwa pointi muhimu za nanga.
  • Usawazishaji wa barabara: viwango vya leza hudumisha udhibiti wa mwinuko wa ±1 cm kwa urefu wa 100 m.

Utengenezaji na Uhandisi

Uvumilivu huamua kutoshea, utendaji, na uwezo wa kubadilishana. Daraja za uvumilivu za ISO zinatoka IT01 (0.3 μm) hadi IT18 (250 μm).

  • Uchakataji wa CNC: kawaida ±0.025 mm (±0.001 in), kazi ya usahihi ±0.005 mm.
  • Ulinganifu wa fani: uvumilivu wa H7/g6 kwa matumizi ya jumla, H6/js5 kwa usahihi.
  • Karatasi ya chuma: ±0.5 mm kwa mikunjo, ±0.1 mm kwa kukata kwa leza.
  • Uchapishaji wa 3D: FDM ±0.5 mm, SLA ±0.1 mm, usahihi wa safu ya SLM ya chuma ±0.05 mm.

Michezo na Riadha

Vipimo vilivyosanifishwa vinahakikisha ushindani wa haki na uhalali wa rekodi katika michezo ya Olimpiki na kitaaluma.

  • Mbio na uwanja: mviringo wa 400 m ±0.04 m, upana wa njia 1.22 m (±0.01 m).
  • Uwanja wa mpira wa miguu: 100-110 m × 64-75 m (FIFA), goli 7.32 m × 2.44 m hasa.
  • Uwanja wa mpira wa kikapu: NBA 28.65 m × 15.24 m, urefu wa pete 3.048 m (±6 mm).
  • Mabwawa ya kuogelea: Olimpiki 50 m × 25 m (±0.03 m), upana wa njia 2.5 m.

Urambazaji na Ramani

GPS, GIS, na ramani zinategemea vipimo sahihi vya urefu kwa ajili ya kuweka nafasi na kuhesabu umbali.

  • Usahihi wa GPS: kiraia ±5 m, WAAS/EGNOS ±1 m, RTK ±2 cm.
  • Chati za baharini: kina katika mita/pima, umbali katika maili za baharini.
  • Ramani za topografia: vipindi vya kontua 5-20 m, kipimo 1:25,000 hadi 1:50,000.
  • Urambazaji wa anga: njia za angani zilizofafanuliwa kwa maili za baharini, mwinuko katika futi juu ya usawa wa bahari.

Astronomia na Anga

Kutoka kwa upenyo wa darubini hadi umbali wa kosmiki, vipimo vya urefu vinashughulikia zaidi ya maagizo 60 ya ukubwa.

  • Upenyo wa darubini: amateur 100-300 mm, vioo vya utafiti vya 8-10 m.
  • Njia za satelaiti: LEO 300-2,000 km, mwinuko wa GEO 35,786 km.
  • Ugunduzi wa sayari za nje: njia ya mpito hupima mabadiliko ya kipenyo cha nyota kwa ±0.01%.
  • Umbali wa galaksi: Hupimwa kwa Mpc (megaparsecs), Hubble constant ±2% kutokuwa na uhakika.

Hadubini na Maabara

Sayansi ya biolojia na vifaa inategemea usahihi wa chini ya mikromita kwa ajili ya picha za seli na uchambuzi wa muundo wa nano.

  • Hadubini ya mwanga: azimio ~200 nm (kikomo cha difraksioni), umbali wa kufanya kazi 0.1-10 mm.
  • Hadubini ya elektroni: azimio la SEM 1-5 nm, TEM <0.1 nm kwa picha za atomiki.
  • Vipimo vya seli: bakteria 1-10 μm, seli za mamalia kipenyo cha 10-30 μm.
  • AFM (Nguvu ya Atomiki): azimio la Z <0.1 nm, maeneo ya skanning 100 nm hadi 100 μm.

Mitindo na Nguo

Ukubwa wa nguo, vipimo vya kitambaa, na uongezaji wa muundo huhitaji viwango thabiti vya urefu katika minyororo ya ugavi ya kimataifa.

  • Upana wa kitambaa: 110 cm (mavazi), 140-150 cm (nguo za nyumbani), 280 cm (shuka).
  • Posho za mshono: kawaida 1.5 cm (⅝ in), mshono wa Kifaransa 6 mm mara mbili.
  • Uongezaji wa muundo: nyongeza za ukubwa 5 cm (kifua/kiuno/nyonga) kwa mavazi ya wanawake.
  • Hesabu ya nyuzi: shuka 200-800 nyuzi kwa inchi (juu = ushonaji bora).

Mali isiyohamishika na Usanifu

Mipango ya sakafu, vipimo vya kiwanja, na mahitaji ya kurudi nyuma huongoza maendeleo na tathmini ya mali.

  • Mipango ya sakafu: imechorwa kwa kipimo cha 1:50 au 1:100, vipimo vya chumba ±5 cm.
  • Urefu wa dari: kawaida 2.4-3.0 m makazi, 3.6-4.5 m kibiashara.
  • Kurudi nyuma kwa kiwanja: mbele 6-10 m, upande 1.5-3 m, nyuma 6-9 m (hutofautiana kulingana na ukandaji).
  • Ukubwa wa milango: kawaida 80 cm × 200 cm, ADA inahitaji upana wazi wa 81 cm.

Taswira Kamili ya Kiwango - Kutoka Quantum hadi Cosmic

Kutoka Kidogo hadi Kubwa Zaidi
Kigeuzi chetu kinashughulikia anuwai ya ajabu ya zaidi ya maagizo 50 ya ukubwa - kutoka kwa kikomo cha kimsingi cha anga-wakati (urefu wa Planck) hadi ulimwengu unaoonekana. Taswira hii inaonyesha ambapo kila kategoria inafaa katika kiwango kikubwa cha upimaji.

Maendeleo ya Nguvu za Kumi

Masafa ya KiwangoVipimo vya UwakilishiMatumiziVitu vya Mfano
10⁻³⁵ mUrefu wa PlanckFizikia ya quantum, nadharia ya kambaKikomo cha kimsingi cha anga-wakati
10⁻¹⁵ mFemtomita, FermiFizikia ya nyukliaNyukliasi za atomiki, protoni
10⁻¹¹ mRadius ya BohrFizikia ya atomikiAtomu ya hidrojeni
10⁻¹⁰ mAngstromKemia, kristalografiaRadius za atomiki, molekuli
10⁻⁶ mMikromita, MikroniBiolojia, hadubiniBakteria, seli
10⁻³ mMilimitaUhandisi, biolojiaWadudu, sehemu ndogo
10⁻² mSentimitaVipimo vya kila sikuSarafu, vidole
10⁻¹ mDesimita, MkonoVipimo vya mwiliUpana wa mkono, zana ndogo
10⁰ mMita, YadiKiwango cha binadamu, usanifuUrefu wa binadamu, samani
10³ mKilomita, MailiJiografia, usafiriMiji, milima
10⁶ mMegamitaUmbali wa baraNchi, maziwa makubwa
10⁹ mGigamitaKiwango cha sayariUmbali wa Dunia-Mwezi, kipenyo cha sayari
10¹¹ mKipimo cha AngaMfumo wa juaUmbali wa Dunia-Jua
10¹⁶ mMwaka wa Nuru, ParsecUmbali wa nyotaNyota za karibu
10²⁰ mKiloparsecMuundo wa galaksiMakundi ya nyota, nebula
10²³ mMegaparsecUmbali kati ya galaksiMakundi ya galaksi
10²⁶ mUlimwengu UnaoonekanaKosmolojiaUkingo wa ulimwengu
Ukweli wa Kushangaza wa Kiwango

Zaidi ya Maagizo 50 ya Ukubwa: Kigeuzi chetu kinashughulikia anuwai kubwa kuliko idadi ya atomi katika mwili wa binadamu (≈10²⁷)!

Usahihi ni Muhimu: Kosa la 1% katika kupima parsec moja ni sawa na kilomita bilioni 326 - kubwa kuliko mfumo wetu wote wa jua.

Daraja la Kitamaduni: Kutoka kwa dhiraa za kale hadi vipimo vya quantum - kuunganisha urithi wa binadamu na sayansi ya kisasa.

Rejea Muhimu ya Ubadilishaji

Mifano ya Haraka ya Ubadilishaji

Mita 1Futi 3.2808
Futi 1Mita 0.3048 (sahihi)
Inchi 1Sentimita 2.540 (sahihi)
Maili 1Kilomita 1.609
Yadi 1Mita 0.9144 (sahihi)

Jedwali Kamili la Ubadilishaji

KipimoMitaFutiMatumizi ya Kawaida
nanomita1 × 10⁻⁹3.28 × 10⁻⁹Kiwango cha molekuli, atomiki
mikromita1 × 10⁻⁶3.28 × 10⁻⁶Seli za kibiolojia, usahihi
milimita1 × 10⁻³0.00328Vipimo vidogo
sentimita1 × 10⁻²0.0328Vipimo vya mwili
inchi0.02540.0833Skrini za kuonyesha, zana
futi0.30481Urefu, vipimo vya chumba
mita13.2808Kiwango cha kisayansi
yadi0.91443Nguo, viwanja vya michezo
kilomita1,0003,280.8Umbali wa kijiografia
maili (kimataifa)1,609.345,280Umbali wa barabara (Marekani)

Katalogi Kamili ya Vipimo

Rejea kamili ya vipimo vyote vya urefu vilivyopangwa kulingana na kategoria, na fomula za ubadilishaji na maelezo ya vitendo kwa kila kipimo.

SI / Metriki

Kipimo cha msingi cha Mfumo wa Kimataifa (mita) na viambishi vya desimali kutoka atto- hadi exa-.

KipimoAlamaMitaMaelezo
kilomitakm1000Mita 1,000. Kiwango cha umbali wa kijiografia, alama za barabarani ulimwenguni kote.
mitam1Kipimo cha msingi cha SI. Kimefafanuliwa na kasi ya mwanga: umbali uliosafiriwa kwa 1/299,792,458 ya sekunde.
sentimitacm0.011/100 ya mita. Vipimo vya mwili, vitu vya kila siku.
milimitamm0.0011/1,000 ya mita. Vipimo sahihi, michoro ya uhandisi.
hektomitahm100
dekamitadam10
desimitadm0.1
mikromitaμm0.000001Mikromita (mikroni). 10⁻⁶ m. Biolojia ya seli, saizi ya chembe.
nanomitanm1e-9Nanomita. 10⁻⁹ m. Kiwango cha atomiki, urefu wa mawimbi, teknolojia ya nano.
pikomitapm1e-12Pikomita. 10⁻¹² m. Urefu wa dhamana za atomiki.
femtomitafm1e-15Femtomita (fermi). 10⁻¹⁵ m. Fizikia ya nyuklia.
atomitaam1e-18
eksamitaEm1e+18
petamitaPm1e+15
teramitaTm1e+12
gigamitaGm1e+9Gigamita. 10⁹ m. Njia za sayari, kiwango cha mfumo wa jua.
megamitaMm1e+6Megamita. 10⁶ m. Umbali wa bara.

Kifalme / Desturi za Marekani

Vipimo vya Kifalme vya Uingereza na Desturi za Marekani kulingana na futi (inchi 12).

KipimoAlamaMitaMaelezo
maili (kimataifa)mi1609.344Maili ya kisheria. Futi 5,280 = 1,609.344 m. Umbali wa barabara (Marekani/Uingereza).
yadiyd0.9144Yadi. Futi 3 = 0.9144 m. Nguo, viwanja vya michezo (Marekani).
futift0.3048Futi. Inchi 12 = 0.3048 m (sahihi). Urefu wa binadamu, vipimo vya chumba.
inchiin0.0254Inchi. 1/12 ya futi = 2.54 cm (sahihi). Skrini, zana, mbao.
kiloyadikyd914.4
furlongfur201.168Furlong. 1/8 ya maili = futi 660. Mbio za farasi, kilimo.
chenich20.1168Mnyororo. Futi 66. Upimaji wa ardhi, uwanja wa kriketi.
rodrd5.0292Fimbo (pole/perch). Futi 16.5. Kipimo cha ardhi cha kihistoria.
perchperch5.0292
polepole5.0292
kiungoli0.201168Kiungo. 1/100 ya mnyororo = futi 0.66. Usahihi wa upimaji.
fathomufath1.8288Pima. Futi 6. Kipimo cha kina cha maji.
ligi (kisheria)lea4828.032Ligi. Maili 3. Umbali mrefu wa zamani.
kambarope6.096
shayiribc0.0084666667

Kisayansi Isiyo ya SI

Vipimo vya kiwango cha atomiki, quantum, na molekuli.

KipimoAlamaMitaMaelezo
mikroniμ0.000001
angstromuÅ1e-10Angstrom. 10⁻¹⁰ m. Nusu kipenyo cha atomiki, kimiani cha kioo.
fermif1e-15
Urefu wa Plancklₚ1.616255e-35
Radiasi ya Bohra₀5.291772e-11
K.A. cha Urefua.u.5.291772e-11
Kitengo-XX1.002080e-13
radiasi ya elektroni (ya kawaida)re2.817941e-15

Anga

Vipimo vya umbali wa angani, nyota, na kosmologia.

KipimoAlamaMitaMaelezo
mwaka wa nuruly9.460730e+15Mwaka wa nuru. 9.461×10¹⁵ m. Umbali wa nyota.
kitengo cha kinyotaAU1.495979e+11
parsekipc3.085678e+16
kiloparsekikpc3.085700e+19Kiloparsec. Parsec 1,000. Kiwango cha muundo wa galaksi.
megaparsekiMpc3.085700e+22Megaparsec. Parsec milioni 1. Umbali wa kosmologia.
Radiasi ya Ikweta ya DuniaR⊕ eq6.378160e+6
Radiasi ya Ncha ya DuniaR⊕ pol6.356752e+6
Umbali wa Dunia-Juad⊕☉1.496000e+11
Radiasi ya JuaR☉6.960000e+8

Baharini

Urambazaji wa baharini kulingana na dakika za tao za meridiani ya Dunia.

KipimoAlamaMitaMaelezo
maili ya baharini (kimataifa)nmi1852Maili ya baharini (kimataifa). Mita 1,852 hasa. Dakika 1 ya tao ya meridiani.
maili ya baharini (Uingereza)nmi UK1853.184
fathomu (kibaharia)ftm1.8288
urefu wa kebocable185.2Urefu wa kebo. Mita 185.2 = 1/10 ya maili ya baharini.
ligi ya baharini (kimataifa)nl int5556
ligi ya baharini (Uingereza)nl UK5559.552

Mfumo wa Upimaji wa Marekani

Vipimo vya geodetic vya usahihi wa juu kwa upimaji wa ardhi (tofauti kidogo na kawaida).

KipimoAlamaMitaMaelezo
futi (Upimaji wa Marekani)ft surv0.304800609601Futi ya Upimaji ya Marekani. 1200/3937 m (sehemu sahihi). Rekodi za ardhi za kisheria, usahihi wa geodetic.
inchi (Upimaji wa Marekani)in surv0.0254000508001
maili (Upimaji wa Marekani)mi surv1609.34721869Maili ya Upimaji ya Marekani. Futi 5,280 za upimaji. Usahihi wa geodetic.
fathomu (Upimaji wa Marekani)fath surv1.82880365761
furlong (Upimaji wa Marekani)fur surv201.168402337
cheni (Upimaji wa Marekani)ch surv20.1168402337Mnyororo wa Upimaji. Futi 66 za upimaji = 20.11684 m.
kiungo (Upimaji wa Marekani)li surv2.01168402337Kiungo cha Upimaji. 1/100 ya mnyororo wa upimaji = inchi 7.92.
rod (Upimaji wa Marekani)rd surv5.02921005842Fimbo ya Upimaji. Futi 16.5 za upimaji = 5.0292 m.

Uchapaji

Vipimo vya usanifu wa chapa na dijitali (pointi, pica, twips).

KipimoAlamaMitaMaelezo
picapc0.00423333333333Pica. Pointi 12 = 1/6 ya inchi (sahihi). Nafasi kati ya mistari.
nuktapt0.000352777777778
twiptwip0.0000176388888889Twip. 1/20 ya pointi = 1/1440 ya inchi (sahihi). Kipimo cha usahihi wa programu.

Uhandisi / Usahihi

Vipimo vya usahihi wa utengenezaji (mil, mikroinchi, kaliba).

KipimoAlamaMitaMaelezo
milmil0.0000254Elfu moja ya inchi. 0.001 in = 0.0254 mm. Geji ya waya, unene wa mipako.
mikroinchiμin2.540000e-8Mikroinchi. 10⁻⁶ ya inchi = 25.4 nm. Maelezo ya kumaliza uso.
sentiinchicin0.000254Sentiinchi. 0.01 ya inchi = 0.254 mm. Uchakataji wa usahihi.
kalibacal0.000254Kaliba. 0.01 ya inchi. Maelezo ya kipenyo cha risasi.

Mkoa / Kitamaduni

Vipimo vya jadi vya kitamaduni kutoka kwa ustaarabu mbalimbali.

KipimoAlamaMitaMaelezo
arpent (Ufaransa)arp58.5216Arpent ya Kifaransa. Mita 58.47. Kipimo cha ardhi cha Louisiana, Quebec.
aln (Uswidi)aln0.5937777778
famn (Uswidi)famn1.7813333333
ken (Japani)ken2.11836Ken ya Kijapani. Mita 1.818 = shaku 6. Usanifu wa jadi.
archin (Urusi)archin0.7112
vara (tarea)vara2.505456
vara (conuquera)vara2.505456
vara (castellana)vara0.835152
tete reful reed3.2004
tetereed2.7432
mkono mreful cubit0.5334

Biblia / Kale

Viwango vya upimaji vya kihistoria, Biblia, na kale.

KipimoAlamaMitaMaelezo
maili (ya Kirumi)mi rom1479.804
actus (ya Kirumi)actus35.47872
mkono (Uingereza)cubit0.4572
mkono (wa Kigiriki)cubit0.462788
mkonoh0.1016
shubiri (nguo)span0.2286Shubiri. Inchi 9 = 22.86 cm. Shubiri ya mkono (kutoka kidole gumba hadi kidole kidogo).
ellell1.143
upana wa kiganjahb0.0762
upana wa kidolefb0.01905
kidole (nguo)finger0.1143
ukucha (nguo)nail0.05715
Ufunguo

Chaguo-msingi maarufu katika kigeuzi

Msingi: Sababu ya ubadilishaji kwenda mita (zidisha ili kubadilisha KWENDA mita)

Vipimo vya Kiwango cha Anga na Kosmiki

Zaidi ya Kiwango cha Binadamu
Kutoka kwa mfumo wetu wa jua hadi ulimwengu unaoonekana, vipimo vya anga hutusaidia kupima umbali mkubwa sana hivi kwamba vipimo vya kawaida havina maana. Viwango hivi vinatoka kwa mabilioni ya kilomita hadi matrilioni ya miaka ya nuru.

Kiwango cha Mfumo wa Jua

  • Vipimo vya Dunia
    Nusu kipenyo cha ikweta: 6,378 km | Nusu kipenyo cha ncha: 6,357 km
  • Nusu Kipenyo cha Jua
    696,000 km - mara 109 ya nusu kipenyo cha Dunia
  • Kipimo cha Anga (AU)
    Kilomita milioni 149.6 - umbali wa Dunia-Jua

Kiwango cha Nyota na Galaksi

  • Mwaka wa Nuru (ly)
    Kilomita trilioni 9.46 - umbali ambao nuru husafiri kwa mwaka mmoja
  • Parsec (pc)
    Miaka ya nuru 3.26 - kipimo cha paralaksi ya angani
  • Kiloparsec na Megaparsec
    Umbali wa galaksi (kpc) na kati ya galaksi (Mpc)

Taswira ya Kiwango

Proxima Centauri (nyota iliyo karibu zaidi)Miaka ya nuru 4.24
Kipenyo cha Njia ya Maziwa~Miaka ya nuru 100,000
Galaksi ya AndromedaMiaka ya nuru milioni 2.5
Nusu kipenyo cha Ulimwengu UnaoonekanaMiaka ya nuru bilioni 46.5

Vipimo vya Urambazaji wa Baharini

Usahihi wa Baharini
Urambazaji wa baharini unahitaji vipimo maalum kulingana na mzingo wa Dunia na mahitaji ya vitendo ya kusafiri. Vipimo hivi vimetokana na uzoefu wa karne nyingi wa baharini na bado ni muhimu kwa mifumo ya kisasa ya urambazaji.

Viwango vya Kimataifa

  • Maili ya Baharini (Kimataifa)
    Mita 1,852 - Dakika 1 kamili ya tao la meridiani ya Dunia
  • Urefu wa Kebo
    Mita 185.2 - 1/10 ya maili ya baharini kwa umbali mfupi
  • Pima (Baharini)
    Mita 1.83 - Kipimo cha kina, kulingana na upana wa mikono

Tofauti za Mikoa

  • Maili ya Baharini ya Uingereza
    Mita 1,853.18 - Kiwango cha kihistoria cha Admiralty ya Uingereza
  • Ligi ya Baharini (Kimataifa)
    Kilomita 5.56 - maili 3 za baharini za jadi
  • Ligi ya Baharini (Uingereza)
    Kilomita 5.56 - Toleo la Uingereza, refu kidogo
Kwa nini Maili za Baharini ni Muhimu?

Uhusiano wa maili ya baharini na jiometri ya Dunia unaifanya kuwa muhimu sana kwa urambazaji. Maili moja ya baharini ni sawa na dakika moja ya latitudo, na kufanya hesabu za msimamo kuwa za asili na rahisi kueleweka kwenye chati za baharini. Uhusiano huu kati ya umbali na kipimo cha angular ndio sababu mifumo ya GPS na usafiri wa angani bado hutumia maili za baharini leo.

Vipimo vya Kiwango cha Kisayansi na Atomiki

Kutoka Kiwango cha Quantum hadi Molekuli
Kutoka kwa urefu mdogo zaidi unaowezekana (urefu wa Planck) hadi vipimo vya molekuli, vipimo vya kisayansi huwezesha vipimo sahihi katika fizikia, kemia, na teknolojia ya nano. Vipimo hivi mara nyingi huwa na umuhimu wa kimsingi wa kimwili.

Molekuli na Atomiki

  • Angstrom (Å)
    10⁻¹⁰ m - Nusu kipenyo cha atomiki, kimiani cha kioo
  • Radius ya Bohr
    5.29×10⁻¹¹ m - Hali ya msingi ya atomu ya hidrojeni
  • Mikroni (μ)
    10⁻⁶ m - Jina mbadala la mikromita

Nyuklia na Quantum

  • Fermi (fm)
    10⁻¹⁵ m - Vipimo vya kiwango cha nyuklia
  • Urefu wa Planck
    1.616255×10⁻³⁵ m - Kikomo cha kimsingi cha quantum (CODATA 2018)
  • Radius ya Kawaida ya Elektroni
    2.82×10⁻¹⁵ m - Ukubwa wa kinadharia wa elektroni

X-ray na Spektroskopia

  • Kipimo cha X
    1.00×10⁻¹³ m - Kristalografia ya X-ray
  • A.U. ya Urefu
    Sawa na radius ya Bohr - Mfumo wa vipimo vya atomiki
  • Kigezo cha Kimiani
    3.56×10⁻¹⁰ m - Nafasi ya muundo wa kioo

Vipimo vya Jadi vya Mikoa na Kitamaduni

Urithi wa Kitamaduni katika Upimaji
Mifumo ya jadi ya upimaji inaonyesha historia, utamaduni, na mahitaji ya vitendo ya ustaarabu tofauti. Nyingi bado zinatumika leo kwa madhumuni maalum, zikihifadhi maarifa ya kitamaduni ya karne nyingi na matumizi ya vitendo.

Jadi za Ulaya

  • Arpent (Ufaransa)
    Mita 58.5 - Kipimo cha ardhi, bado kinatumika Louisiana
  • Aln (Uswidi)
    Sentimita 59.4 - Kipimo cha jadi cha urefu cha Uswidi
  • Famn (Uswidi)
    Mita 1.78 - Sawa na pima, kipimo cha upana wa mikono
  • Archin (Urusi)
    Sentimita 71.1 - Kipimo cha kawaida cha Dola la Urusi

Asia na Mashariki

  • Ken (Japani)
    Mita 2.12 - Kipimo cha jadi cha usanifu cha Japani
  • Mwanzi na Mwanzi Mrefu
    Vipimo vya kale vya Biblia - 2.74m na 3.20m

Kikoloni cha Uhispania

  • Vara (Aina Nyingi)
    Urefu tofauti: Castellana (83.5cm), Tarea (2.5m)
  • Dhiraa Refu
    Sentimita 53.3 - Toleo lililopanuliwa la dhiraa ya kawaida
  • Legua (Ligi)
    Kilomita 4.19 - Kipimo cha umbali cha kikoloni cha Uhispania
  • Estadal
    Mita 3.34 - Fimbo ya kupimia ya kikoloni
Matumizi ya Kisasa

Vipimo vingi vya mikoa vinaendelea kuwepo katika mazingira maalum: arpent za Kifaransa katika rekodi za ardhi za Louisiana, ken ya Kijapani katika usanifu wa jadi, na vara ya Kihispania katika maelezo ya mali ya kusini-magharibi mwa Marekani. Kuelewa vipimo hivi ni muhimu kwa utafiti wa kihistoria, nyaraka za kisheria, na uhifadhi wa utamaduni.

Vipimo vya Biblia na Vya Kihistoria vya Kale

Vipimo vya Kale
Kutoka kwa uhandisi wa Kirumi hadi maelezo ya Biblia, vipimo vya kale vinatoa ufahamu kuhusu ustaarabu wa kihistoria na bado ni muhimu kwa masomo ya akiolojia, tafsiri ya maandiko ya kidini, na ujenzi wa kihistoria.

Imperial ya Kirumi

  • Maili ya Kirumi
    Mita 1,480 - hatua 1000 (mille passus)
  • Actus (Kirumi)
    Mita 35.5 - Kipimo cha ardhi
  • Passus (Hatua ya Kirumi)
    Mita 1.48 - Hatua mbili katika maandamano ya Kirumi

Biblia na Kiebrania

  • Dhiraa (Aina Nyingi)
    Uingereza: 45.7cm, Kigiriki: 46.3cm - Urefu wa mkono wa mbele
  • Shubiri na Upana wa Mkono
    Shubiri: 22.9cm, Upana wa Mkono: 7.6cm
  • Upana wa Kidole
    Sentimita 1.9 - Kipimo kidogo zaidi cha Biblia

Zama za Kati na Biashara

  • Mkono
    Sentimita 10.2 - Bado hutumika kupima farasi
  • Ela
    Sentimita 114.3 - Kiwango cha kupima kitambaa
  • Kidole na Ukucha (Kitambaa)
    11.4cm na 5.7cm - Usahihi wa kitambaa

Uhandisi na Utengenezaji wa Usahihi

Uhandisi wa Mikro-Usahihi
Utengenezaji wa kisasa unahitaji usahihi wa hali ya juu. Vipimo vya uhandisi vinatoa usahihi unaohitajika kwa anga, vifaa vya elektroniki, na mashine za usahihi ambapo uvumilivu hupimwa kwa mamilioni ya inchi.

Utengenezaji wa Usahihi

  • Mil (Elfu moja)
    Milimita 0.0254 - 1/1000 ya inchi, unene wa waya na karatasi
  • Mikroinchi
    Mikromita 0.0254 - Maelezo ya kumaliza uso
  • Sentiinchi
    Milimita 0.254 - usahihi wa 1/100 ya inchi

Silaha za Moto na Balistiki

  • Kaliba
    Milimita 0.254 - Maelezo ya kipenyo cha risasi
  • Urefu wa Mzinga
    Milimita 406.4 - Mzinga wa bunduki wa kawaida wa inchi 16
  • Lami ya Rifling
    Milimita 254 - Mzunguko mmoja kamili kwa kila inchi 10

Vipimo vya Uchapaji na Usanifu

Uchapaji wa Chapa na Dijitali
Vipimo vya uchapaji vilitokana na mahitaji ya uchapishaji wa kimwili na bado ni muhimu kwa usanifu wa kisasa wa dijitali. Vipimo hivi vinahakikisha ukubwa thabiti katika vyombo vya habari tofauti na kudumisha viwango vya usomaji.

Uchapaji wa Jadi

  • Pointi (pt)
    Milimita 0.35 - Kiwango cha ukubwa wa fonti (1/72 ya inchi)
  • Pica (pc)
    Milimita 4.23 - pointi 12, nafasi kati ya mistari
  • Twip
    Milimita 0.018 - 1/20 ya pointi, usahihi wa programu

Matumizi ya Kisasa

Usanifu wa Chapa: Pointi na pica kwa udhibiti sahihi wa mpangilio

Usanifu wa Wavuti: Pointi kwa ukubwa wa fonti, pica kwa mifumo ya gridi

Programu: Twips kwa hesabu za ndani na usahihi

Ubadilishaji wa Haraka

  • Pointi 72 = inchi 1
  • Pica 6 = inchi 1
  • Twips 20 = pointi 1
  • Twips 1440 = inchi 1

Mfumo wa Upimaji wa Marekani - Usahihi wa Geodetic

Upimaji wa Usahihi wa Juu
Vipimo vya Upimaji vya Marekani vinatoa usahihi wa hali ya juu unaohitajika kwa upimaji wa geodetic, mipaka ya mali, na ramani za kiwango kikubwa. Vipimo hivi vinazingatia mkunjo wa Dunia na kutoa usahihi wa kisheria kwa umiliki wa ardhi.

Upimaji dhidi ya Kawaida

Tofauti Kuu: Vipimo vya Upimaji vya Marekani ni virefu kidogo kuliko vipimo vya kimataifa

  • Futi ya Upimaji
    Sentimita 30.480061 dhidi ya sentimita 30.48 (kimataifa)
  • Maili ya Upimaji
    Mita 1,609.347 dhidi ya mita 1,609.344 (kimataifa)

Vipimo vya Kupima Ardhi

  • Mnyororo (Upimaji)
    Mita 20.12 - futi 66 za upimaji, upimaji wa ardhi
  • Kiungo (Upimaji)
    Sentimita 20.1 - 1/100 ya mnyororo, vipimo sahihi
  • Fimbo (Upimaji)
    Mita 5.03 - futi 16.5 za upimaji
Umuhimu wa Kisheria

Vipimo vya Upimaji vya Marekani vina hadhi ya kisheria kwa maelezo ya mali nchini Marekani. Tofauti ndogo na vipimo vya kimataifa zinaweza kusababisha tofauti kubwa kwa umbali mrefu, na kufanya usahihi kuwa muhimu kwa mipaka ya kisheria na miradi mikubwa ya ujenzi.

Mbinu Bora za Usahihi na Upimaji

Dhana Kuu: Usahihi (Precision) dhidi ya Usahihi (Accuracy)

Usahihi (Precision): Uthabiti wa vipimo vinavyorudiwa (jinsi matokeo yanavyokaribiana)

Usahihi (Accuracy): Ukaribu na thamani halisi (jinsi matokeo yanavyokaribiana na kipimo halisi)

Zote mbili ni muhimu kwa vipimo vya urefu vya kuaminika katika matumizi ya kitaalamu.

Zana za Upimaji na Usahihi

ZanaUsahihiBora kwa
Rula±1 mmVipimo vya jumla
Kalipa±0.02 mmSehemu ndogo, unene
Mikromita±0.001 mmUchakataji wa usahihi
Umbali wa Laser±1 mmUmbali mrefu
Mashine ya Kuratibu±0.0001 mmUdhibiti wa ubora

Takwimu Muhimu katika Urefu

  • Kanuni ya Kidole Gumba
    Ripoti matokeo kwa usahihi unaolingana na zana yako ya kupimia
  • Hesabu
    Usahihi wa matokeo ya mwisho umepunguzwa na ingizo lisilo sahihi zaidi
  • Uhandisi
    Zingatia uvumilivu wa utengenezaji na sifa za nyenzo
  • Nyaraka
    Rekodi hali za upimaji na makadirio ya kutokuwa na uhakika

Vidokezo vya Kitaalamu na Mbinu Bora

Misaada ya Kumbukumbu

  • Mita ≈ Yadi: Zote mbili ~futi 3 (mita ni ndefu kidogo)
  • "Inchi-Sentimita": inchi 1 = sentimita 2.54 (sahihi)
  • "Maili-Kilomita": maili 1 ≈ kilomita 1.6, kilomita 1 ≈ maili 0.6
  • Kiwango cha Binadamu: Hatua ya wastani ≈ 0.75m, upana wa mikono ≈ urefu

Makosa ya Kawaida

  • Mkanganyiko wa Vipimo: Taja vipimo kila wakati katika hesabu
  • Usahihi wa Uongo: Usiripoti desimali 10 kutoka kwa kipimo cha rula
  • Athari ya Joto: Nyenzo hupanuka/hukunjana na joto
  • Kosa la Parallax: Soma vipimo kwa pembe ya kulia kwa kiwango

Viwango vya Kimataifa

  • ISO 80000: Kiwango cha kimataifa cha wingi na vipimo
  • Miongozo ya NIST: Viwango vya upimaji na mbinu bora za Marekani
  • BIPM: Ofisi ya Kimataifa ya Mizani na Vipimo
  • Ufuatiliaji: Unganisha vipimo na viwango vya kitaifa

Matumizi ya Vitendo katika Viwanda Mbalimbali

Ujenzi na Upimaji

Usahihi katika ujenzi unahakikisha uadilifu wa kimuundo, huku upimaji ukiweka mipaka ya kisheria na data ya mwinuko.

  • Kanuni za ujenzi: uvumilivu wa ±3 mm kwa chuma cha kimuundo, ±6 mm kwa uwekaji wa zege.
  • Upimaji wa ardhi: usahihi wa GPS ±5 cm kwa mlalo, ±10 cm kwa wima kwa kazi ya mpaka.
  • Mpangilio wa msingi: usahihi wa kituo cha jumla hadi ±2 mm kwa pointi muhimu za nanga.
  • Usawazishaji wa barabara: viwango vya leza hudumisha udhibiti wa mwinuko wa ±1 cm kwa urefu wa 100 m.

Utengenezaji na Uhandisi

Uvumilivu huamua kutoshea, utendaji, na uwezo wa kubadilishana. Daraja za uvumilivu za ISO zinatoka IT01 (0.3 μm) hadi IT18 (250 μm).

  • Uchakataji wa CNC: kawaida ±0.025 mm (±0.001 in), kazi ya usahihi ±0.005 mm.
  • Ulinganifu wa fani: uvumilivu wa H7/g6 kwa matumizi ya jumla, H6/js5 kwa usahihi.
  • Karatasi ya chuma: ±0.5 mm kwa mikunjo, ±0.1 mm kwa kukata kwa leza.
  • Uchapishaji wa 3D: FDM ±0.5 mm, SLA ±0.1 mm, usahihi wa safu ya SLM ya chuma ±0.05 mm.

Michezo na Riadha

Vipimo vilivyosanifishwa vinahakikisha ushindani wa haki na uhalali wa rekodi katika michezo ya Olimpiki na kitaaluma.

  • Mbio na uwanja: mviringo wa 400 m ±0.04 m, upana wa njia 1.22 m (±0.01 m).
  • Uwanja wa mpira wa miguu: 100-110 m × 64-75 m (FIFA), goli 7.32 m × 2.44 m hasa.
  • Uwanja wa mpira wa kikapu: NBA 28.65 m × 15.24 m, urefu wa pete 3.048 m (±6 mm).
  • Mabwawa ya kuogelea: Olimpiki 50 m × 25 m (±0.03 m), upana wa njia 2.5 m.

Urambazaji na Ramani

GPS, GIS, na ramani zinategemea vipimo sahihi vya urefu kwa ajili ya kuweka nafasi na kuhesabu umbali.

  • Usahihi wa GPS: kiraia ±5 m, WAAS/EGNOS ±1 m, RTK ±2 cm.
  • Chati za baharini: kina katika mita/pima, umbali katika maili za baharini.
  • Ramani za topografia: vipindi vya kontua 5-20 m, kipimo 1:25,000 hadi 1:50,000.
  • Urambazaji wa anga: njia za angani zilizofafanuliwa kwa maili za baharini, mwinuko katika futi juu ya usawa wa bahari.

Astronomia na Anga

Kutoka kwa upenyo wa darubini hadi umbali wa kosmiki, vipimo vya urefu vinashughulikia zaidi ya maagizo 60 ya ukubwa.

  • Upenyo wa darubini: amateur 100-300 mm, vioo vya utafiti vya 8-10 m.
  • Njia za satelaiti: LEO 300-2,000 km, mwinuko wa GEO 35,786 km.
  • Ugunduzi wa sayari za nje: njia ya mpito hupima mabadiliko ya kipenyo cha nyota kwa ±0.01%.
  • Umbali wa galaksi: Hupimwa kwa Mpc (megaparsecs), Hubble constant ±2% kutokuwa na uhakika.

Hadubini na Maabara

Sayansi ya biolojia na vifaa inategemea usahihi wa chini ya mikromita kwa ajili ya picha za seli na uchambuzi wa muundo wa nano.

  • Hadubini ya mwanga: azimio ~200 nm (kikomo cha difraksioni), umbali wa kufanya kazi 0.1-10 mm.
  • Hadubini ya elektroni: azimio la SEM 1-5 nm, TEM <0.1 nm kwa picha za atomiki.
  • Vipimo vya seli: bakteria 1-10 μm, seli za mamalia kipenyo cha 10-30 μm.
  • AFM (Nguvu ya Atomiki): azimio la Z <0.1 nm, maeneo ya skanning 100 nm hadi 100 μm.

Mitindo na Nguo

Ukubwa wa nguo, vipimo vya kitambaa, na uongezaji wa muundo huhitaji viwango thabiti vya urefu katika minyororo ya ugavi ya kimataifa.

  • Upana wa kitambaa: 110 cm (mavazi), 140-150 cm (nguo za nyumbani), 280 cm (shuka).
  • Posho za mshono: kawaida 1.5 cm (⅝ in), mshono wa Kifaransa 6 mm mara mbili.
  • Uongezaji wa muundo: nyongeza za ukubwa 5 cm (kifua/kiuno/nyonga) kwa mavazi ya wanawake.
  • Hesabu ya nyuzi: shuka 200-800 nyuzi kwa inchi (juu = ushonaji bora).

Mali isiyohamishika na Usanifu

Mipango ya sakafu, vipimo vya kiwanja, na mahitaji ya kurudi nyuma huongoza maendeleo na tathmini ya mali.

  • Mipango ya sakafu: imechorwa kwa kipimo cha 1:50 au 1:100, vipimo vya chumba ±5 cm.
  • Urefu wa dari: kawaida 2.4-3.0 m makazi, 3.6-4.5 m kibiashara.
  • Kurudi nyuma kwa kiwanja: mbele 6-10 m, upande 1.5-3 m, nyuma 6-9 m (hutofautiana kulingana na ukandaji).
  • Ukubwa wa milango: kawaida 80 cm × 200 cm, ADA inahitaji upana wazi wa 81 cm.

Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara

Kwa nini Marekani haitumii mfumo wa metriki?

Marekani hutumia mfumo wa pande mbili. Sayansi, dawa, jeshi, na utengenezaji hutumia metriki kwa kiasi kikubwa. Matumizi ya watumiaji hubaki ya kifalme kwa sababu ya gharama za miundombinu, ujuzi wa kitamaduni, na asili ya taratibu ya mabadiliko ya mifumo ya upimaji.

Ninawezaje kukumbuka viambishi vya metriki?

Tumia kifaa cha kukumbuka. Kila hatua ni ×10 au ÷10. Zingatia zile zinazotumiwa sana: kilo (×1000), senti (÷100), mili (÷1000).

Kuna tofauti gani kati ya usahihi (precision) na usahihi (accuracy)?

Usahihi (Precision) ni uwezo wa kurudia (matokeo thabiti). Usahihi (Accuracy) ni usahihi (thamani halisi). Unaweza kuwa sahihi lakini si sahihi (kosa la kimfumo), au sahihi lakini si sahihi (kosa la nasibu). Vipimo vizuri vinahitaji vyote viwili.

Ninapaswa kutumia zana gani tofauti za kupimia?

Rula: ±1mm, matumizi ya jumla. Kalipa: ±0.1mm, vitu vidogo. Mikromita: ±0.01mm, kazi ya usahihi. Vipimaji vya umbali vya laser: ±1mm, umbali mrefu. Chagua kulingana na usahihi unaohitajika na saizi na upatikanaji wa kitu.

Vipimo vinahitaji kuwa sahihi kiasi gani?

Linganisha usahihi na madhumuni: ujenzi ±3mm, uchakataji ±0.1mm, utafiti wa kisayansi ±0.001mm au bora zaidi. Usahihi wa kupita kiasi hupoteza muda na pesa, usahihi usiotosha husababisha kushindwa. Zingatia mahitaji ya uvumilivu na uwezo wa kupima.

Ni makosa gani ya kawaida ya ubadilishaji?

Kuchanganya ubadilishaji wa eneo/ujazo (1m² = 10,000cm² si 100cm²), kuchanganya mifumo ya vipimo katikati ya hesabu, kusahau takwimu muhimu, kutumia sababu za ubadilishaji zisizo sahihi (futi 5280/maili dhidi ya yadi 1760/maili), na kutokagua usahihi wa jibu la mwisho.

Saraka Kamili ya Zana

Zana zote 71 zinazopatikana kwenye UNITS

Chuja kwa:
Kategoria: