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국제단위계(SI units) (The International System of Units) 한국전기안전공사 순천지사 지사장/기술사_김만건 1. 개요 정부는 공정한 상거래 질서 확립과 소비자 보호 및 국제신뢰도 제고를 위해 세계 각국이 공통으로 사용하고 있는 국제단위계(SI단위; 미터법)를 법정계량단위로 채택하고 법정계량단위 사용 실천운동을 범국가적으로 적극 실행하고 있다. 법정계량단위를 반드시 사용해야 하는 당위성은 아파트의 평(坪)이나 귀금속 판매에서 사용하는 돈은 주로 공급자 위주의 단위로 소비자가 직접 정확히 계량하는데 한계가 있기 때문이다. 예를 들면 85㎡인 아파트는 평으로 환산하면 25.7평인데 부동산거래에서는 30평, 32평, 33평, 34평형 등으로 거래되고 있다. 또한 금 반 돈이 1.875g인 것을 아는 소비자도 적으며, 1.875g인 반돈 금반지를 잴 수 있는 저울을 가진 귀금속 판매점도 많지 않다. 국내에서는 연간 300조 원의 거래가 계량에 의해 이뤄지고 있는데, 만약 1%의 계량오차만 발생한다 해도 연간 약 3조 원의 부정확한 거래가 발생하는 셈이다. 전통단위로 잘못 알고 사용하는 돈과 평은 일제강점기시대에 일본에 의해 보급된 단위로, 현재 일본에서는 평(坪) 단위를 사용하지 않으며, 또한 유럽연합(EU) 지침에서는 2010년부터 유럽연합 내로 수입되는 모든 제품에 대해서 미터법 사용을 의무화하고 있으며, 우리나라 역시 미터법 사용을 의무화하여 수출업체의 경우 사전에 대비해야 함은 물론, 글로벌무역의 활성화를 위해서도 법정계량단위의 정착이 꼭 필요한 시점이라 하겠다. 정부는 미터법으로 단일화해 가는 국제화 추세에 따라 지난 1961년 도입된 미터법 기준을 강제적으로 적용키로 하고, 단속은 2007년 7월 1일부터 '평'과 '돈'만을 우선 대상으로 실시하는데, 평 단위는 공공기관 및 대기업, 돈은 귀금속 판매점을 대상으로, 7월부터 현장 계도를 한 후 제도 정착 위주의 단속을 실시할 예정이다. 위반 사항이 적발되면 1차로 자치단체 공무원 명의(담당자명의) 주의장, 2차 위반자는 지자체장 명의 공문으로 경고장을 발부하여, 한 달 내 시정토록 하고, 3차 위반자는 과태료를 부과(산업자원부장관과 협의 후 결정)한다. 하지만 모든 비법정단위가 단속 대상은 아니다. 국민 공감대 형성을 통해 부작용을 최소화시키기 위해 우선순위를 정해 단계적으로 추진하는 것 이다. 1단계로 소비자 불편이 크고 공정거래상 문제가 있는 비법정계량단위인 '평, 돈, 인분' 단위부터 전환하기 시작해 점차 확대할 계획이다. 한편, 수출ㆍ연구개발 등 불가피하게 비법정단위를 사용해야 하는 경우를 위한 예외조항도 있다. 수출용품, 수출을 위해 수입한 물품, 선박ㆍ항공기 또는 군용물품, 연구ㆍ개발에 이용되는 물품의 계량에는 법적 예외조항을 두었다. 또, 국제적으로 통용되고 있는 단위에 대해서는 국제관례에 따라 예외를 인정하고 국제사회의 정착추이에 맞춰 단계적으로 전환할 방침이다. 2. SI단위의 탄생과 사용 (1) Sl의 시초는 1790년경 프랑스에서 발명된 '십진미터법'이라 할 수 있다. 이 미터법으로부터 분야에 따라 여러 개의 하부 단위계가 생기기 시작하여 많은 단위들이 나타나게 되는데, 일례로 1874년 과학분야에서 사용하기 위해 도입한 CGS계는 센티미터(㎝)-그램(g)-초(s)에 바탕을 두고 있다. (2)1875년 17개국이 미터협약에 조인함으로써 이 미터법이 국제적인 단위체계로 발전하게 되는 계기가 되었으며, 1900년경에는 실용적인 측정이 미터(m)-킬로그램(㎏)-초(s) MKS계에 바탕을 두고 행하여지게 된다. (3)1935년에는 국제전기기술위원회(IEC)가 전기단위로 암페어(ampere), 쿨롱(cou lomb), 옴(ohm), 볼트(volt) 중 하나를 채택하여 역학의 MKS계와 통합할 것을 추천하였고, 1939년 전기자문위원회가 이들 중 암페어를 선정하여 MKS A계의 채택을 제안, 1945년 국제도량형위원회에 의해 승인되었다. ① 국제전기기술위원회(IEC)는 1908년 영국 런던의 회의에서 13개국이 참가하여 창설되었다. IEC의 목적은 모든 전기공학적 표준화 문제와 기타 관련 문제에 대해 국제적 협력을 증진하고 세계 시장의 요구에 효율적으로 대처하는 것이며, 모든 전기 전자 또는 기술 관련 국제 표준을 준비하고 발간한다. 또, ISO(국제표준화기구)와 ITU(국제통신연합), WTO(국제무역기구) 등 국제기관뿐만 아니라 CENELEC(유럽전자공학표준화위원회) 등 지역 단체들과도 협력한다. ② 국제도량형위원회 18개의 회원국에서 1명씩 선출한 18명의 위원으로 구성하며, 8개의 자문위원회가 있다. 총회는 2년에 한 번씩 모이게 되어 있으나 현재는 매년 열리고 있다. 여러 가지 물리상수와 계량의 기준을 제정하고, 그 개선과 보급 등을 목적으로 하고 있다. 1960년 길이의 기준으로 크립톤(krypton)의 주황색 스펙트럼선(線)의 파장을 선택하고, 그 165만 763.73배를 1m로 하기로 결정하였다. (4) 1954년 제10차 국제도량형총회에서 MKSA계의 4개의 기본단위와 온도의 단위 '켈빈도', 그리고 광도의 단위 '칸델라' 모두 6개의 단위에 바탕을 둔 일관성 있는 단위계를 채택하였으며, 1960년 제11차 국제도량형총회에서 이 실용단위계의 공칭명칭을 '국제단위계'라 하고 그 국제적 약칭을 'Sl'로 정하였으며 유도단위 및 보충단위와 그 밖의 다른 사항들에 대한 규칙을 정하여 측정단위에 대한 전반적인 세부사항을 마련하였다. (5) 1957년에는 온도의 단위가 켈빈도(°K)에서 켈빈(K)으로 바뀌고, 1971년 7번째 기본단위인 몰(㏖)이 추가되어 현재의 SI가 완성되었다. 3. SI 기본단위 및 유도단위 (1) 단위의 정의와 기호 ① 길이의 단위(미터; m) 백금-이리듐의 국제원기에 기초를 둔 1889년 미터(meter)의 정의는 제11차 국제도량형총회(1960)에서 크립톤 86원자(86Kr)의 복사선 파장에 근거를 둔 정의로 대체되었다. 이 정의는 미터 현시의 정확도를 향상시키기 위하여 채택되었으며, 1983년의 제17차 국제도량형 총회에서 다시 다음과 같이 대체되었다. - 1미터는 빛이 진공에서 1/299,792,458 초 동안 진행한 경로의 길이이다. ② 질량의 단위 (킬로그램; ㎏) 백금-이리듐으로 만들어진 국제원기는 1889년 제1차 국제도량형총회에서 지정한 상태 하에 국제도량형국에 보관되어 있으며 당시 국제도량형총회는 국제원기를 인가하고 다음과 같이 선언하였다. - 1킬로그램(kilogram)은 질량의 단위이며 국제킬로그램원기의 질량과 같으며, 그 기호는 '㎏'으로 한다. ③ 시간의 단위 (초; s) 예전에는 시간의 단위인 초(second)를 평균 태양일의 1/86 400로 정의하였다. 1968년 제13차 국제도량형총회에서 초의 정의를 다음과 같이 바꿨다. - 1초는 세슘-133 원자(133Cs)의 바닥상태에 있는 두 초미세 준위 사이의 전이에 대응하는 복사선의 9 192 631 770 주기의 지속시간이며, 그 기호는 's'로 한다. ④ 전류의 단위 (암페어; A) 전류와 저항에 대한 소위 '국제' 전기단위는 1893년 국제전기협의회에서 최초로 도입되었고, 1948년 제9차 국제도량형총회에서 전류의 단위인 암페어(ampere)를 다음과 같이 정의하였다. - 1암페어는 무한히 길고 무시할 수 있을 만큼 작은 원형 단면적을 가진 두 개의 평행한 직선 도체가 진공 중에서 1 미터의 간격으로 유지될 때, 두 도체 사이의 길이 미터 마다 2×10-7뉴턴(N)의 힘을 생기게 하는 일정한 전류이다. ⑤ 열역학적 온도의 단위 (켈빈; K) 열역학적 온도의 단위는 실질적으로 1954년 제10차 국제도량형총회에서 정해졌는데, 여기서 물의 삼중점을 기본 고정점으로 선정하고 이 고정점의 온도를 정의에 의해서 273.16 K로 정했다. 이후 1968년 제13차 국제도량형총회에서 '켈빈도'(기호 °K) 대신 켈빈(기호 K)이라는 명칭을 사용하기로 채택하였고, 열역학적 온도의 단위를 아래와 같이 정의하였다. - 1켈빈(kelvin)은 물의 삼중점에 해당하는 열역학적 온도의 1/273.16이며, 그 기호는 'K'로 한다. 온도를 다음과 같이 섭씨온도로 표시할 수 있다. ㈀ 섭씨온도의 기호는 t로 표시하고, t = T-T0 식으로 정의된다. ㈁ 섭씨온도는 기호 T로 표시하는 열역학적 온도와 물의 어는점인 기준온도 T0 = 273.15 K와의 차이로 나타낸다. ㈂ 온도차이 또는 온도간격은 켈빈이나 섭씨도로 표현할 수 있으며, t / ℃ = T / K-273.15 식으로 정의된다. ㈃ 섭씨온도의 단위는 섭씨도(기호 ℃)이며, 그 크기는 켈빈과 같다. ⑥ 물질량의 단위 (몰; ㏖) 국제순수응용물리학연맹, 국제순수응용화학연맹, ISO의 제안에 따라 국제도량형총회에서는 1971년에 '물질량'이란 양의 단위의 명칭은 몰(기호 ㏖)로 정하고 몰(mole)의 정의를 다음과 같이 채택하였다. ㈀ 1몰은 탄소 12의 0.012 킬로그램에 있는 원자의 개수와 같은 수의 구성요소를 포함한 어떤 계의 물질량이다. 그 기호는 '㏖'이다. ㈁ 물을 사용할 때에는 구성 요소를 반드시 명시해야 하며, 이 구성요소는 원자, 분자, 이온, 전자, 기타 입자 또는 이 입자들의 특정한 집합체가 될 수 있다. ⑦ 광도의 단위 (칸델라; cd) 1948년 이전에는 광도의 단위를 불꽃이나 백열 필라멘트 표준에 기초를 두고 사용하였으나 이후 백금 응고점에 유지된 플랑크 복사체(黑體)의 광휘도에 기초를 둔 '신촉광(新燭光)'으로 대치되었었다. 그러나 고온에서 플랑크 복사체를 현시하기에 어려움이 많아 1979년 제16차 국제도량형총회에서 다음과 같은 새로운 정의를 채택하였다. - 칸델라(candela)는 진동수 540×1012 헤르츠인 단색광을 방출하는 광원의 복사도가 어떤 주어진 방향으로 매 스테라디안 당 1/683 와트일 때 이 방향에 대한 광도(빛의 세기)이다. (2) 기본단위의 기호 국제도량형총회에서 채택한 기본단위의 명칭과 기호를 정리하면 <표 1>과 같다. [표 1] SI 기본단위의 기호 (3) SI 유도단위 ① 유도단위의 분류 유도단위는 기본단위들을 곱하기와 나누기의 수학적 기호로 연결하여 표현되는 단위이다. 어떤 유도단위에는 특별한 명칭과 기호가 주어져 있고, 이 특별한 명칭과 기호는 또한 그 자체가 기본단위나 다른 유도단위와 조합하여 다른 양의 단위를 표시하는데 사용되기도 한다. [표 2] 기본단위로 표시된 SI 유도단위의 예와 읽는 법 <표 3>에 열거되어 있는 어떤 유도단위들은 편의상 특별한 명칭과 기호가 주어져 있다. <표 4>에 몇 가지 그러한 예를 보이고 있다. 이 특별한 명칭과 기호는 자주 사용되는 단위를 표시하기 위하여 간략한 형태로 되어 있다. 이러한 명칭과 기호 중에서 <표 3>의 마지막 3개의 단위는 특별히 인간의 보건을 위하여 국제도량형총회에서 승인된 양이다. [표 3] 특별한 명칭과 기호를 가진 SI 유도단위 ㈀ 라디안과 스테라디안은 서로 다른 성질을 가지나 같은 차원을 가진 양들을 구별하기 위하여 유도단위를 표시하는데 유용하게 쓰일 수 있다. 유도단위를 구성하는데 이들을 사용한 몇 가지 예가 <표 4>에 있다. ㈁ 실제로 기호 rad와 sr은 필요한 곳에 쓰이나 유도단위 '1'은 일반적으로 숫자와 조합하여 쓰일 때 생략된다. ㈂ 광도측정에서는 보통 스테라디안(기호 sr)이 단위의 표시에 사용된다. ㈃ 이 단위는 SI 접두어와 조합하여 쓰이고 있다. 그 한 예가 밀리섭씨도, m℃이다. [표 4] 명칭과 기호에 특별한 명칭과 기호를 가진 SI 유도단위가 포함되어 있는 SI 유도단위의 예 ㈄ 하나의 SI 단위가 몇 개의 다른 물리량에 대응할 수 있다. 그에 대한 여러 가지 보기가 <표 4>에 나와 있는데 여기 나와 있는 양들이 그 전부는 아니다. 줄 매 캘빈(J / K)은 엔트로피뿐만 아니라 열용량의 SI 단위이며, 또한 암페어(A)는 유도 물리량인 기자력뿐만 아니라 기본량인 전류의 SI 단위이기도 하다. 그러므로 어떤 양을 명시하기 위하여 그 단위만을 사용해서는 안 된다. 이러한 규칙은 비단 과학기술서적 뿐만 아니라 측정 장비에도 적용된다(측정 장비는 단위와 측정된 물리량을 모두 표시해야 한다). ㈅ 유도단위는 기본단위의 명칭과 유도단위의 특별한 명칭을 조합하여 여러 가지 다른 방법으로 표현될 수 있다. 예를 들면 줄(J) 대신에 뉴턴 미터(N·m) 혹은 킬로그램미터 제곱 매 초 제곱(㎏ · m2 ·s-2)이 사용될 수도 있다. 실제로는 같은 단위를 갖는 양들의 구별을 용이하게 하기 위하여, 어떤 양들에 대해서는 어떤 특별한 단위명 혹은 단위의 조합을 선호하여 사용한다. - 예를 들면, 주파수의 SI 단위로 역초( s-1) 대신에 헤르츠(㎐)가 명칭으로 지정되어 있고, 각속도의 SI 단위도 역초 보다는 라디안 매 초(rad/s)가 지정되어 있다. 이 경우 라디안이란 단어를 그대로 사용하는 이유는 각속도가 2π와 회전 주파수의 곱이라는 것을 강조하기 위함이다. 이와 유사하게, 힘의 모멘트에 대한 SI 단위로는 줄(J) 대신에 뉴턴 미터(N·m)가 지정되어 있다. ㈆ 전리방사선분야에서도 이와 비슷하게 방사능의 SI 단위로 역초보다는 베크렐(Bq)을, 흡수선량과 선량당량의 SI 단위로 줄 매 킬로그램(J/㎏)보다는 각각 그레이(Gy)나 시버트(Sv)가 사용된다. 특별한 명칭인 베크렐, 그레이, 시버트는 역초나 줄 매 킬로그램의 단위를 사용함으로써 일어날 수 있는 과오로 인한 사람의 건강에 대한 위험도 때문에 특별히 도입된 양들이다. ② 무차원 또는 차원 1을 가지는 양 일부 물리량은 같은 종류의 두 물리량의 비로써 정의되며 따라서 숫자 1로 표현되는 차원을 가지게 된다. 이러한 물리량의 단위는 필연적으로 다른 SI 단위들과 일관성을 갖는 유도단위가 된다. 따라서 차원적으로 곱한 결과가 1로 주어지는 모든 물리량의 SI 단위는 숫자 1이다. 굴절률, 상대 투자율, 마찰계수 등이 이러한 물리량의 예이다. 단위 1을 가지는 다른 물리량에는 프랜틀(Prandtl) 숫자 ŋcþ/λ 같은 '특성숫자'와 분자수나 축퇴(에너지 준위의 수), 통계역학의 분배함수와 같이 계수를 나타내는 숫자 등이 있다. 이런 모든 물리량은 무차원 또는 차원 1인 것으로 기술되며 SI 단위는 1이다. 이런 물리량들의 값은 단지 숫자로 주어지며 일반적으로 단위 1은 구체적으로 표시되지 않는다. 그러나 몇 가지의 경우에는 이런 단위에 특별한 명칭이 주어지는데 이는 주로 일부의 복합유도단위 사이의 혼란을 피하기 위해서이다. 이에 해당되는 예로 라디안, 스테라디안, 네퍼 등이 있다. (4) SI 단위의 십진 배수 및 분수 ① SI 접두어 국제도량형총회는 SI 단위의 십진 배수 및 십진 분수에 대한 명칭과 기호를 구성하기 위하여 1024부터 10-24범위에 대하여 일련의 접두어와 그 기호들은 채택하였다. 이 접두어의 집합을 SI 접두어라고 명명하였다. 현재까지 승인된 모든 접두어와 기호는 <표 5>와 같다. [표 5]국제다누이계(SI)의 접두어(단위의 배수) ㈀ 국제적으로 공인된 접두어로 분량(나누기)을 나타내는 말에는 데시(d·10분의 1), 센티(c·100분의 1), 밀리(m·1000분의 1), 마이크로(μ·100만분의 1), 나노(n·10억분의 1), 피코(p·1조분의 1), 펨토(f·1000조분의 1) 등이 있다. ㈁ 배량(곱하기)을 가리키는 접두어는 데카(da·10), 헥토(h·100), 킬로(k·1000), 메가(M·100만), 기가(G·10억), 테라(T·1조), 페타(P·1000조) 식으로 올라간다. 이들은 승수를 나타내는 접두어이므로 계량단위와 구별해야 한다. ② 킬로그램 국제단위계의 기본단위 가운데 질량의 단위(킬로그램)만이 역사적인 이유로 그 명칭이 접두어를 포함하고 있다. 질량단위의 십진 배수 및 분수에 대한 명칭 및 기호는 단위 명칭 '그램'에 접두어 명칭을 붙이고 단위기호 'g'에 접두어 기호를 붙여서 사용한다. 예시: 10-6 ㎏=1 ㎎ (1 밀리그램) 4. SI단위 일반원칙과 사용실태 및 사용법 (1) 일반원칙 ① 일반적으로 로마체(직립체) 소문자를 단위의 기호로 사용하지만, 기호가 고유명사로부터 유래된 것이면 로마체 대문자를 사용한다. ② 숫자에서 정수부분과 소수부분을 나누는 기호로 프랑스식은 반점(,)을, 영국식은 온점(.)을 사용하는데 우리나라에서는 온점(.)을 사용하고 있다. 문장 끝의 마침표를 제외하고는 단위기호 뒤에 온점을 찍지 않는다. ③ 긴(큰 자리) 숫자를 표기할 때는 판독을 쉽게 하기 위하여 소수점을 중심으로 3자리씩 묶어서 띄어 쓴다. ※ 현재 우리나라에서 3자리마다 반점(,)을 사용하는데 이것은 부적절한 표현이다. (2) SI단위 사용실태 SI 단위는 크게 기본단위와 유도단위로 분류된다. 기본단위는 관례상 독립된 차원을 가지는 것으로 간주되는 명확하게 정의된 단위들을 선택하여 SI의 바탕을 형성하는 것으로 미터, 킬로그램, 초, 암페어, 켈빈, 몰, 칸델라의 7개 단위가 있다. 유도단위는 관련된 양들을 연결시키는 대수적 관계에 따라서 기본단위들의 조합 또는 기본단위와 다른 유도단위들의 조합으로 이루어지며, 평면각과 입체각을 나타내는 라디안과 스테라디안도 이에 포함된다. 과학적인 관점에서 볼 때 이와 같이 두 부류로 나누는 것은 어느 정도 임의적이며, 국제관계, 교육 및 과학적 연구활동 등에 있어서 실용적이며, 범세계적인 단일체계의 이점을 고려한 것이다. ① 미국은 1998년 모든 문서에 Sl단위를 사용하고 비Sl단위는 Sl단위와 반드시 병기하도록 관련법을 규정하였다. ② 영국은 1994년에 2001년부터 Sl단위를 사용하는 법안을 확정하여 Sl단위 도입하였고, ③ 일본은 1993년 계량법을 개정하여 1999년부터 ㎏f, ㎜H20, cal 등 비Sl단위 사용을 폐지하고 Sl단위만을 사용하도록 규정하고, 비 SI단위를 사용하여 검정·검사성적서 등을 발급할 수 없도록 하였으며, ④ 우리나라는 1999년 국가표준기본법을 제정하여 Sl단위를 법정계량단위로 사용토록 규정하였다. (3) SI단위 기호의 사용법 Sl 단위기호는 언어에 따라 단위의 명칭은 나라마다 다를지라도, 단위기호는 국제적으로 공통이며, 같은 방법으로 사용하여야 한다. ① 양의 기호는 이탤릭체(사체)로 쓰며, 단위 기호는 로마체(직립체)로 쓴다. 일반적으로 단위기호는 소문자로 표기하지만 단위의 명칭이 사람의 이름에서 유래하였으면 그 기호의 첫 글자는 대문자이다. 예시: 1) 양의 기호 : m (질량), t (시간) 등 2) 단위의 기호 : ㎏, s, K, Pa, ㎑ 등 ② 단위 기호는 복수의 경우에도 변하지 않으며, 단위 기호 뒤에 마침표 등 다른 기호나 다른 문자를 첨가해서는 안 된다.(다만, 구두법상 문장의 끝에 오는 마침표는 예외이다.) 예시: 1) ㎏이며, Kg이 아님 (비록 문장의 시작이라도) 2) 5s이며, 5 sec.나 5 sec 또는 S secs가 아님 3) gauge 압력을 표시할 때 600kPa(gauge)이며, 600 kPag가 아님 ③ 어떤 양을 수치와 단위 기호로 나타낼 때 그사이를 한 칸 띄어야 한다. 다만 평면각의 도( ° ), 분(?), 초(??)에 한해서 그 기호와 수치사이는 띄지 않는다. 예시: 1) 35 ㎜이며, 35㎜가 아님 2) 32 ℃이며, 32℃ 또는 32° C가아님 (℃도 SI 단위임에 유의) 3) 2.37 lm이며 2.37lm (2.37 lumens)가 아님 4) 25°, 25°23?, 25°23?27?? 등은 옳음 ※ %(백분율, 퍼센트)도 한 칸 띄는 것이 옳음(25 %이며 25%가 아님) ④ 숫자의 표시는 일반적으로 로마체(직립체)로 한다. 여러 자리 숫자를 표시할 때는 읽기 쉽도록 소수점을 중심으로 세 자리씩 묶어서 약간 사이를 띄어서 쓴다. 표시하여야 하는 양이 합이나 차이일 경우는 수치부분을 괄호로 묶고 공통되는 단위기호는 뒤에 쓴다. 예시: 1) c = 299 792 458 m/s (빛의 속력) 2) eV = 1.602 177 33 (49) 10-19J(괄호 내 값은 불확도 표시) 3) t = 28.4 ℃ ± 0.2 ℃ = (28.4 ±0.2) ℃(틀림; 28.4 ±0.2 ℃) ⑤ 단위의 곱하기와 나누기 아래에 설명하는 규칙은 원래 SI 단위에 해당되는 것인데 SI 단위가 아닌 단위도 SI 단위와 함께 쓰기로 인정한 것이므로 이에 따른다. ㈀ 두 개 이상의 단위의 곱으로 표시되는 유도단위는 가운뎃점을 찍거나 한 칸을 띄어 쓴다. 예시: N·m 또는 N m 주의) 위의 보기 'N m'에서 그 사이를 한 칸 띄지 않는 것도 허용되나, 사용하는 단위의 기호가 접두어의 기호와 같을 때는(meter와 milli의 경우), 혼동을 주지 않도록 한다. 예를 들면 Nm이나 m·N으로 써서 mN (milli newton)과 구별한다. ㈁ 두 개 이상 단위의 나누기로 표시되는 유도단위를 나타내기 위하여 사선(비스듬히 그은 선, /), 횡선 또는 음의 지수를 사용한다. 예시: , m/s 또는 m · s-1 ㈂ 괄호로 모호함을 없애지 않는 한, 사선은 곱하기 기호나 나누기 기호와 같은 줄에 사용할 수 없다. 복잡한 경우에는 혼돈을 피하기 위하여 음의 지수나 괄호를 사용한다. 예시: 옳음) joules per kilogram 또는 J·㎏-1 틀림) joules/kilogram 또는 joules/㎏ 또는 joules·㎏-1 ⑥ Sl 접두어의 사용 ㈀ 일반적으로 접두어는 크기 정도(orders of magnitude)를 나타내는데 적합하도록 선정하여야 한다. 따라서 유효숫자가 아닌 영(0)들을 없애고, 10의 멱수(冪數)로 나타내어 계산하던 방법대신에 이 접두어를 적절하게 사용할 수 있다. 예시: 1) 12 300 ㎜는 12.3 m가 됨. 2) 12.3 × 103m는 12.3 km가 됨. 3) 0.00123 ㎂는 1.23 ㎁가 됨. ㈁ 어떤 양을 한 단위와 수치로 나타낼 때 보통 수치가 0.1과 1 000 사이에 오도록 접두어를 선택한다. 다만 다음의 경우는 예외로 한다. - 넓이나 부피를 나타낼 때 헥토, 데카, 데시, 센티가 필요할 수 있다. 예시: 제곱헥토미터 (h㎡), 세제곱센티미터(㎤) - 같은 종류의 양의 값이 실린 표에서나 주어진 문맥에서 그 값을 비교하거나 논의할 때에는 0.1에서 1000의 범위를 벗어나도 같은 단위를 사용하는 것이 좋다. - 어떤 양은 특정한 분야에서 쓸 때 관례적으로 특정한 배수가 사용된다. 예시: 기계공학도면에서는 그 값이 0.1 ㎜ ~ 1000 ㎜의 범위를 많이 벗어나도 ㎜가 사용된다. ㈂ 복합단위의 배수를 형성할 때 1개의 접두어를 사용하여야 한다. 이때 접두어는 통상적으로 분자에 있는 단위에 붙여야 되는데 단, 한가지 예외의 경우는 ㎏이 분모에 올 경우이다. 예시: 1) V/m 이며 ㎷/㎜ 가 아님 2) MJ/㎏ 이며 kj/g가 아님 ㈃ 두개 이상의 접두어를 나란히 붙여 쓰는 복합 접두어는 사용할 수 없다. 예시: 1) 1 ㎚ 이며 1 mμm 가 아님 2) 1 ㎊ 이며 1 μμF 가 아님 ※ 만일 현재 사용하는 접두어의 범위를 벗어나는 값이 있으면, 이때는 10의 멱수와 기본단위로 표시하여야 한다. ㈄ 접두어를 가진 단위에 붙는 지수는 그 단위의 배수나 분수 전체에 적용되는 것이다. 예시: 1) 1㎤ = (10-2 m)3 = 10-6 ㎥ 2) 1 ns-1 = (10-9s)-1 = 109s-1 3) 1 ㎟/s = (10-3 m)2/s = 10-6 ㎡/s 4) V/㎝ = (1V) / (10-2 m) = 102V/m ㈅ 접두어는 반드시 단위의 기호와 결합하여 사용하며(이때는 하나의 새로운 기호가 형성되는 것임), 접두어만 따로 떼어서 독립적으로 사용할 수 없다. 예시: 106/㎥이며, M/㎥은 아님. ⑦ 국제적으로 통용되는 단위의 표기 방법 세계 대부분의 국가에서는 국제단위계(SI)를 채택하여 과학, 기술, 상업 등 모든 분야에서 사용하고 있다. 단위도 SI 단위가 국제적으로 통용되고 있으며, 종래에 사용하여 오던 Torr (torr)나 μ (micron), γ(gamma) 같은 단위들은 사용하지 말고, 그 대신 SI 단위인 Pa (pascal)이나 μm (micrometer), nT (nanotesla) 등으로 바꿔주어야 한다. 국제단위계(SI)는 7개의 기본단위를 바탕으로 형성되어 있으며, 필요한 모든 유도단위가 이들의 곱이나 비로만 이루어지는 일관성 있는 단위 체계이다. ⑧ 단위 '하나'의 십진 배수와 분수는 10의 멱수로 나타낸다. 단위 '하나'의 십진 배수와 분수는 10의 멱수로 나타내야 하며, 단위 기호 '1'과 접두어의 결합으로 나타내서는 안 된다(앞에서 설명한 접두어만 따로 떼어서 독립적으로 사용할 수 없다는 것과 결과적으로 같음에 유의). 어떤 경우에는 기호 % (퍼센트)를 숫자 0.01 대신에 사용하기도 한다. 그러나 ppm, ppb 등은 특정 언어에서 온 약어로 간주되므로 사용하지 말고 10-6, 10-9 등을 사용해야 한다. ⑨ SI 단위 영어 명칭의 사용법 영문으로 논문을 작성할 경우 등 단위의 영어 명칭을 사용할 필요가 있을 때가 있는데 이때 몇 가지 유의하여야 할 점은 다음과 같다. ㈀ 단위 명칭은 보통명사와 같이 취급하여 소문자로 쓴다. 다만 문장의 시작이나 제목 등 문법 상 필요한 경우는 대문자를 쓴다. 예시: 3 newtons 이며 3 Newtons가 아님. ㈁ 일반적으로 영어 문법에 따라 복수 형태가 사용되며, lux, hertz siemens는 불규칙 복수 형태로 단수와 복수가 같다. 예시: henry의 복수는 henries로 씀 ㈂ 접두어와 단위 명칭 사이는 한 칸 띄지도 않고 연자부호(hyphen)를 넣지도 않는다. 예시: kilometer 이며 kilo-meter 가 아님 ㈃ megohm, kilohm, hectare의 세 가지 경우는 접두어 끝에 있는 모음이 생략된다. 이 외의 모든 단위 명칭은 모음으로 시작되어도 두 모음을 모두 써야하며 발음도 모두 해야 한다. 5. SI 이외의 단위 (1) 비법정계량단위 사용실태 SI 단위는 과학, 기술, 상업 등의 전반에 걸쳐 사용이 권고되고 있다. 이 단위는 국제도량형총회에 의하여 국제적으로 인정되었으며 현재 이를 기준으로 그 밖의 모든 단위들이 정의되고 있다. SI 기본단위와 특별한 명칭을 가진 것들을 포함한 SI 유도단위는 물리량 항을 갖는 방정식에서 그 항에 특정 값을 대입할 때 단위 환산이 필요치 않은 일관된 틀을 형성한다는 중요한 장점을 가지고 있다. 그럼에도 불구하고 몇몇 SI 이외의 비법정계량단위들이 아직도 과학, 기술, 상업관련 문헌에서 광범위하게 나타나고 있고, 그 몇 가지는 아마 여러 해 동안 계속 사용될 것으로 생각된다. 시간의 단위와 같은 몇몇 국제단위계 이외의 단위들은 일상생활에서 매우 넓게 사용되고 있고, 인류의 역사와 문화에 아주 깊이 새겨져 있어서 이들은 당분간 계속 사용될 것 같다. 따라서 SI 이외의 단위 가운데 중요한 몇 가지 단위들을 다음의 표에 열거하였다. 여기서 SI 이외의 단위의 표를 싣는 것이 SI 이외의 단위를 사용하는 것을 권장한다는 뜻은 아니다. 다음에 검토되는 몇 개의 예외는 있지만 SI 단위는 SI 이외의 단위보다 항상 우선되어야 한다. SI 단위와 SI 이외의 단위를 결합하는 것은 피하는 것이 바람직하다. 특히 복합 단위를 형성하기 위하여 SI 단위와 SI 이외의 단위를 결합한 것은 SI 단위의 사용으로 얻을 수 있는 일관성의 장점이 보전되도록 특별한 경우에만 제한하여 사용되어야 한다. (2) SI와 함께 사용이 용인된 단위 국제도량형총회에서는 SI의 사용자들이 SI에 속하지는 않지만 중요하고 널리 사용되는 몇 가지의 단위를 쓰고 싶어 한다는 것을 인정하여 SI 이외의 단위를 3가지로 분류하여 열거하였다. 가) 유지되어야 할 단위 나) 잠정적으로 묵인되어야 할 단위 다) 취소하여야 할 단위 이 분류를 재검토하면서 1996년 국제도량형총회에서는 SI 이외의 단위를 새로운 항목으로 분류하는데 동의하였다. 이들은 SI와 함께 사용되는 것이 용인된 <표 6>의 단위, 그 값이 실험적으로 얻어지며 SI와 함께 사용되는 것이 용인된 <표 7>의 단위, 특별한 용도의 필요성을 만족시키기 위하여 SI와 함께 사용되는 것이 현재 용인된 <표 8>의 단위들이다. [표 6] 국제단위계와 함께 사용되는 것이 용인된 SI 이외의 단위 ① 이 단위의 기호는 제9차 국제도량형총회(1948;CR, 70)의 결의사항 7에 있다. ② ISO 31은 분과 초를 사용하는 대신에 도를 십진분수의 형태로 사용할 것을 권고한다. <표 7>에는 SI와 함께 사용되는 것이 용인된 SI 이외의 단위 3개를 열거하였으며, SI 단위로 표현된 그 값들은 실험적으로 얻어져야 하므로 정확히 알려져 있지 않다. 그 값들은 합성표준불확도(포함인자 k=1)와 함께 주어지는데, 그 불확도는 마지막 두 자리 수에 적용되며 괄호 속에 나타내었다. 이 단위들은 어떤 특정한 분야에서 흔히 사용된다. [표 7] 국제단위계와 함께 사용되는 것이 용인된 SI 이외의 단위. (SI 단위로 표현된 그 값들은 실험적으로 얻어진다.) ① 전자볼트와 통일원자 질량단위에 대한 값은 CODATA Bulletin, 1986, No. 63에서 인용되었다. ② 전자볼트는 하나의 전자가 진공 중에서 1 볼트의 전위차를 지날 때 얻게 되는 운동에너지이다. <표 8>에는 상업, 법률 및 전문 과학적 용도에서의 필요성을 만족시키기 위하여 SI와 함께 사용되는 것이 현재 용인된 SI 이외의 단위 가운데 몇개가 열거되어 있다. 이 단위들이 사용되는 모든 문서에는 SI와 관련하여 그 단위가 정의되어야 하며, 이들의 사용을 권장하지는 아니한다. [표 8] 국제단위계와 함께 사용되는 것이 현재 용인된 그 밖의 SI 이외의 단위 ① 해리는 항해나 항공의 거리를 나타내는데 쓰이는 특수 단위이다. 위에 주어진 관례적인 값은 1929년 모나코의 제1차 국제특수수로학회에서 '국제 해리'라는 이름 아래 채택되었다. 아직 국제적으로 합의된 기호는 없다. 이 단위가 원래 선택된 이유는 지구 표면의 1 해리는 대략 지구 중심에서 각도 1 분에 상응하는 거리이기 때문이다. ② 바아와 그 기호는 제9차 국제도량형총회(1948; CR, 70)의 결의사항7에 있다. ③ 바안은 핵물리학에서 유효 단면적을 나타내기 위하여 사용되는 특수 단위이다. 6. 결론 측정은 국가경제발전의 필수적 요소로서 시험, 적합성 평가 및 국제교역의 토대를 구축하는데 기본이 되며, 국제 및 국가측정표준과의 소급성 유지는 국가간 또는 다자간 교정성적서 상호인정을 위한 필수 조건이다. 또한 인증기관이나 시험소 등에서 상호인정협정을 체결하기 위해서는 국내교정제도를 국제기준에 따라 운영하고 제도운영의 투명성과 공정성을 유지하는 것이 반드시 필요한 요소이다. 이러한 이유 때문에 19세기 후반부터 측정단위를 국제미터협약으로 통일하고 국가별로 국가측정표준체계를 유지하고 있으며, 세계 각국은 무역상 기술장벽을 해소하고 수출상품에 대한 이중검사를 방지하기 위하여 국가 간 또는 다자간 상호인정협정의 체결 및 적합성평가 활동이 국제적으로 활발히 전개되고 있다. 이에 따라 기술표준원은 국가표준기본법에 따라 국가교정제도를 국제기준에 부합화시키고 제도운영의 투명성과 공정성을 제고하기 위하여 각종 기준 및 절차를 개선하고 있으며, 교정기관의 APLAC 상호인정 가입을 위한 동등성 평가에 대비하고 있다.
<Energy News>
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