NOTE 1 Le concept générique de grandeur peut être subdivisé en plusieurs niveaux de concepts spécifiques, comme indiqué dans le tableau suivant. La moitié gauche du tableau présente des concepts spécifiques du concept de grandeur. Ce sont des concepts génériques pour les grandeurs individuelles de la moitié droite.
| longueur, l | rayon, r | rayon du cercle A, rA ou r(A) |
| longueur d'onde, λ | longueur d'onde de la radiation D du sodium, λD ou λ (D; Na) | |
| énergie, E | énergie cinétique, T | énergie cinétique de la particule i dans un système donné, Ti |
| chaleur, Q | chaleur de vaporisation du spécimen i d'eau, Qi | |
| charge électrique, Q | charge électrique du proton, e | |
| résistance électrique, R | résistance électrique de la résistance i dans un circuit donné, Ri | |
| concentration en quantité de matière du constituant B, cB | concentration en quantité de matière d'éthanol dans le spécimen ide vin, ci(C2H5OH) | |
| nombre volumique du constituant B, CB | nombre volumique d'érythrocytes dans le spécimen ide sang, C(Erc; Sgi) | |
| dureté C de Rockwell (charge de 150 kg), HRC(150 kg) | dureté C de Rockwell du spécimen id'acier, HRCi (150 kg) | |
NOTE 2 La référence peut être une unité de mesure, une procédure de mesure, un matériau de référence, ou une de leurs combinaisons.
NOTE 3 Les séries ISO 80000 et CEI 80000, Grandeurs et unités, donnent des symboles de grandeurs. Les symboles de grandeurs sont écrits en italique. Un symbole donné peut noter des grandeurs différentes.
NOTE 4 Le format préféré par l'UICPA-IFCC pour la désignation des grandeurs dans les laboratoires de biologie médicale est «Système—Constituant; nature‑de‑grandeur».
EXEMPLE «Plasma (Sang)—Ion sodium; concentration en quantité de matière égale à 143 mmol/l chez une personne donnée à un instant donné».
NOTE 5 Une grandeur telle que définie ici est une grandeur scalaire. Cependant, un vecteur ou un tenseur dont les composantes sont des grandeurs est aussi considéré comme une grandeur.
NOTE 6 Le concept de «grandeur» peut être subdivisé génériquement, par exemple «grandeur physique», «grandeur chimique» et «grandeur biologique», ou grandeur de base et grandeur dérivée.
NOTE 1 La répartition des grandeurs selon leur nature est dans une certaine mesure arbitraire.
EXEMPLE 1 Les grandeurs diamètre, circonférence et longueur d'onde sont généralement considérées comme des grandeurs de même nature, à savoir la nature de la longueur.
EXEMPLE 2 Les grandeurs chaleur, énergie cinétique et énergie potentielle sont généralement considérées comme des grandeurs de même nature, à savoir la nature de l'énergie.
NOTE 2 Les grandeurs de même nature dans un système de grandeurs donné ont la même dimension. Cependant des grandeurs de même dimension ne sont pas nécessairement de même nature.
EXEMPLE On ne considère pas, par convention, les grandeurs moment d'une force et énergie comme étant de même nature, bien que ces grandeurs aient la même dimension. Il en est de même pour la capacité thermique et l'entropie, ainsi que pour un nombre d'entités, la perméabilité relative et la fraction massique.
NOTE 3 En français, le terme «nature» n'est employé que dans des expressions telles que «grandeurs de même nature» (en anglais «quantities of the same kind»). En anglais, les termes désignant les grandeurs de la moitié gauche du tableau en 1.1, Note 1, sont souvent employés pour désigner les «natures» correspondantes.
NOTE Les grandeurs ordinales, telles que la dureté C de Rockwell, ne sont généralement pas considérées comme faisant partie d'un système de grandeurs, parce qu'elles ne sont reliées à d'autres grandeurs que par des relations empiriques.
NOTE 1 Le sous‑ensemble mentionné dans la définition est appelé l'ensemble des grandeurs de base.
EXEMPLE L'ensemble des grandeurs de base du Système international de grandeurs (ISQ) est donné en 1.6.
NOTE 2 Les grandeurs de base sont considérées comme mutuellement indépendantes puisqu'une grandeur de base ne peut être exprimée par un produit de puissances des autres grandeurs de base.
NOTE 3 On peut considérer la grandeur «nombre d'entités» comme une grandeur de base dans tout système de grandeurs.
EXEMPLE Dans un système de grandeurs ayant pour grandeurs de base la longueur et la masse, la masse volumique est une grandeur dérivée définie comme le quotient d'une masse par un volume (longueur au cube).
NOTE 1 Ce système de grandeurs est publié dans les séries ISO 80000 et CEI 80000, Grandeurs et unités.
NOTE 2 Le Système international d'unités (SI) (voir 1.16) est fondé sur l'ISQ.
EXEMPLE 1 Dans l'ISQ, la dimension de la force est notée dim F = LMT−2.
EXEMPLE 2 Dans le même système de grandeurs, dim ñB = ML−3 est la dimension de la concentration en masse du constituant B, et ML−3 est aussi la dimension de la masse volumique ñ.
EXEMPLE 3 La période T d'un pendule de longueur l en un endroit où l'accélération locale de la pesanteur vaut g est

où

Par conséquent, dim C(g) = L–1/2T.
NOTE 1 Une puissance d'un facteur est le facteur muni d'un exposant. Chaque facteur exprime la dimension d'une grandeur de base.
NOTE 2 Par convention, la représentation symbolique de la dimension d'une grandeur de base est une lettre majuscule unique en caractère romain (droit) sans empattement. Par convention, la représentation symbolique de la dimension d'une grandeur dérivée est le produit de puissances des dimensions des grandeurs de base conformément à la définition de la grandeur dérivée. La dimension de la grandeur Q est notée dim Q.
NOTE 3 Pour établir la dimension d'une grandeur, on ne tient pas compte du caractère scalaire, vectoriel ou tensoriel.
NOTE 4 Dans un système de grandeurs donné,
NOTE 5 Dans l'ISQ, les symboles correspondant aux dimensions des grandeurs de base sont:
| Grandeur de base | Symbole de la dimension |
| longueur | L |
| masse | M |
| temps | T |
| courant électrique | I |
| température thermodynamique | Θ |
| quantité de matière | N |
| intensité lumineuse | J |
La dimension d'une grandeur Q est donc notée dim Q = Lα Mβ Tγ Iδ Θε Nζ Jη où les exposants, appelés exposants dimensionnels, sont positifs, négatifs ou nuls.
NOTE 1 Le terme «grandeur sans dimension» est d'usage courant en français. Il provient du fait que tous les exposants sont nuls dans la représentation symbolique de la dimension de telles grandeurs. Le terme «grandeur de dimension un» reflète la convention selon laquelle la représentation symbolique de la dimension de telles grandeurs est le symbole 1 (voir l'ISO 31‑0:1992, 2.2.6).
NOTE 2 Les unités de mesure et les valeurs des grandeurs sans dimension sont des nombres, mais ces grandeurs portent plus d'information qu'un nombre.
NOTE 3 Certaines grandeurs sans dimension sont définies comme des rapports de deux grandeurs de même nature.
EXEMPLES Angle plan, angle solide, indice de réfraction, perméabilité relative, fraction massique, facteur de frottement, nombre de Mach.
NOTE 4 Les nombres d'entités sont des grandeurs sans dimension.
EXEMPLES Nombre de tours dans une bobine, nombre de molécules dans un spécimen donné, dégénérescence des niveaux d'énergie d'un système quantique.
NOTE 1 On désigne les unités de mesure par des noms et des symboles attribués par convention.
NOTE 2 Les unités des grandeurs de même dimension peuvent être désignées par le même nom et le même symbole même si ces grandeurs ne sont pas de même nature. On emploie, par exemple, le nom «joule par kelvin» et le symbole J ⁄ K pour désigner à la fois une unité de capacité thermique et une unité d'entropie, bien que ces grandeurs ne soient généralement pas considérées comme étant de même nature. Toutefois, dans certains cas, des noms spéciaux sont utilisés exclusivement pour des grandeurs d'une nature spécifiée. C'est ainsi que l'unité seconde à la puissance moins un (1 ⁄ s) est appelée hertz (Hz) pour les fréquences et becquerel (Bq) pour les activités de radionucléides.
NOTE 3 Les unités des grandeurs sans dimension sont des nombres. Dans certains cas, on leur donne des noms spéciaux, par exemple radian, stéradian et décibel, ou on les exprime par des quotients comme la millimole par mole égale à 10−3, et le microgramme par kilogramme égal à 10−9.
NOTE 4 Pour une grandeur donnée, le nom abrégé «unité» est souvent combiné avec le nom de la grandeur, par exemple «unité de masse».
NOTE 1 Dans chaque système cohérent d'unités, il y a une seule unité de base pour chaque grandeur de base.
EXEMPLE Dans le SI, le mètre est l'unité de base de longueur. Dans les systèmes CGS, le centimètre est l'unité de base de longueur.
NOTE 2 Une unité de base peut aussi servir pour une grandeur dérivée de même dimension.
EXEMPLE La hauteur de pluie, définie comme un volume surfacique (volume par aire) a le mètre comme unité dérivée cohérente dans le SI.
NOTE 3 Pour un nombre d'entités, on peut considérer le nombre un, de symbole 1, comme une unité de base dans tout système d'unités.
EXEMPLES Le mètre par seconde, symbole m ⁄ s, et le centimètre par seconde, symbole cm ⁄ s, sont des unités dérivées de vitesse dans le SI. Le kilomètre par heure, symbole km ⁄ h, est une unité de vitesse en dehors du SI mais dont l'usage est accepté avec le SI. Le nœud, égal à un mille marin par heure, est une unité de vitesse en dehors du SI.
NOTE 1 Une puissance d'une unité de base est l'unité munie d'un exposant.
NOTE 2 La cohérence ne peut être déterminée que par rapport à un système de grandeurs particulier et un ensemble donné d'unités de base.
EXEMPLES Si le mètre, la seconde et la mole sont des unités de base, le mètre par seconde est l'unité dérivée cohérente de vitesse lorsque la vitesse est définie par l'équation aux grandeurs υ = dr ⁄ dt, et la mole par mètre cube est l'unité dérivée cohérente de concentration en quantité de matière lorsque la concentration en quantité de matière est définie par l'équation aux grandeurs c = n ⁄ V. Le kilomètre par heure et le nœud, donnés comme exemples d'unités dérivées en 1.11, ne sont pas des unités dérivées cohérentes dans un tel système.
NOTE 3 Une unité dérivée peut être cohérente par rapport à un système de grandeurs, mais non par rapport à un autre.
EXEMPLE Le centimètre par seconde est l'unité dérivée cohérente de vitesse dans le système d'unités CGS mais n'est pas une unité dérivée cohérente dans le SI.
NOTE 4 Dans tout système d'unités, l'unité dérivée cohérente de toute grandeur dérivée sans dimension est le nombre un, de symbole 1. Le nom et le symbole de l'unité de mesure un sont généralement omis.
EXEMPLE L'ensemble des unités SI cohérentes et les relations entre elles.
NOTE 1 Un système d'unités ne peut être cohérent que par rapport à un système de grandeurs et aux unités de base adoptées.
NOTE 2 Pour un système cohérent d'unités, les équations aux valeurs numériques ont la même forme, y compris les facteurs numériques, que les équations aux grandeurs correspondantes.
EXEMPLE 1 L'électronvolt (environ 1,602 18 × 10−19 J) est une unité d'énergie hors système pour le SI.
EXEMPLE 2 Le jour, l'heure, la minute sont des unités de temps hors système pour le SI.
NOTE 1 Le SI est fondé sur les sept grandeurs de base de l'ISQ. Les noms et les symboles des unités de base sont donnés dans le tableau suivant.
| Grandeur de base | Unité de base | |
| Nom | Nom | Symbole |
| longueur | mètre | m |
| masse | kilogramme | kg |
| temps | seconde | s |
| courant électrique | ampère | A |
| température thermodynamique | kelvin | K |
| quantité de matière | mole | mol |
| intensité lumineuse | candela | cd |
NOTE 2 Les unités de base et les unités dérivées cohérentes du SI forment un ensemble cohérent, appelé «ensemble des unités SI cohérentes».
NOTE 3 Pour une description et une explication complètes du Système international d'unités, voir la dernière édition de la brochure du SI publiée par le Bureau international des poids et mesures (BIPM) et disponible sur le site internet du BIPM.
NOTE 4 En algèbre des grandeurs, la grandeur «nombre d'entités» est souvent considérée comme une grandeur de base, avec l'unité de base un, symbole 1.
NOTE 5 Les préfixes SI pour les multiples et sous-multiples des unités sont:
| Facteur | Préfixe | |
| Nom | Symbole | |
| 1024 | yotta | Y |
| 1021 | zetta | Z |
| 1018 | exa | E |
| 1015 | péta | P |
| 1012 | téra | T |
| 109 | giga | G |
| 106 | méga | M |
| 103 | kilo | k |
| 102 | hecto | h |
| 101 | déca | da |
| 10−1 | déci | d |
| 10−2 | centi | c |
| 10−3 | milli | m |
| 10−6 | micro | µ |
| 10−9 | nano | n |
| 10−12 | pico | p |
| 10−15 | femto | f |
| 10−18 | atto | a |
| 10−21 | zepto | z |
| 10−24 | yocto | y |
EXEMPLE 1 Le kilomètre est un multiple décimal du mètre.
EXEMPLE 2 L'heure est un multiple non décimal de la seconde.
NOTE 1 Les préfixes SI pour les multiples décimaux des unités de base et des unités dérivées du SI sont donnés à la Note 5 de 1.16.
NOTE 2 Les préfixes SI représentent strictement des puissances de 10 et il convient de ne pas les utiliser pour des puissances de 2. Par exemple, il convient de ne pas utiliser 1 kilobit pour représenter 1 024 bits (210 bits), qui est 1 kibibit.
Les préfixes pour les multiples binaires sont:
| Facteur | Préfixe | |
| Nom | Symbole | |
| (210)8 | yobi | Yi |
| (210)7 | zébi | Zi |
| (210)6 | exbi | Ei |
| (210)5 | pébi | Pi |
| (210)4 | tébi | Ti |
| (210)3 | gibi | Gi |
| (210)2 | mébi | Mi |
| (210)1 | kibi | Ki |
Source: CEI 80000-13.
EXEMPLE 1 Le millimètre est un sous-multiple décimal du mètre.
EXEMPLE 2 Pour l'angle plan, la seconde est un sous-multiple non décimal de la minute.
NOTE Les préfixes SI pour les sous-multiples décimaux des unités de base et des unités dérivées du SI sont donnés à la Note 5 de 1.16.
EXEMPLE 1 Longueur d'une tige donnée:
5,34 m ou 534 cm
EXEMPLE 2 Masse d'un corps donné:
0,152 kg ou 152 g
EXEMPLE 3 Courbure d'un arc donné:
112 m−1
EXEMPLE 4 Température Celsius d'un spécimen donné:
−5 °C
EXEMPLE 5 Impédance électrique d'un élément de circuit donné à une fréquence donnée, où j est l'unité imaginaire:
(7 + 3j) Ω
EXEMPLE 6 Indice de réfraction d'un spécimen donné de verre:
1,32
EXEMPLE 7 Dureté C de Rockwell d'un spécimen donné (charge de 150 kg):
43,5HRC(150 kg)
EXEMPLE 8 Fraction massique de cadmium dans un spécimen donné de cuivre:
3 µg ⁄ kg ou 3 × 10−9
EXEMPLE 9 Molalité de Pb2+ dans un spécimen donné d'eau:
1,76 µmol ⁄ kg
EXEMPLE 10 Concentration arbitraire en quantité de matière de lutropine dans un spécimen donné de plasma (étalon international 80/552 de l'OMS):
5,0 Ul ⁄ l
NOTE 1 Selon le type de référence, la valeur d'une grandeur est
NOTE 2 Le nombre peut être complexe (voir Exemple 5).
NOTE 3 La valeur d'une grandeur peut être représentée de plus d'une façon (voir Exemples 1, 2 et 8).
NOTE 4 Dans le cas de grandeurs vectorielles ou tensorielles, chaque composante a une valeur.
EXEMPLE Force agissant sur une particule donnée, par exemple en coordonnées cartésiennes (Fx; Fy; Fz) = (−31,5; 43,2; 17,0) N.
NOTE 1 Pour les grandeurs sans dimension, la référence est une unité de mesure qui est un nombre, et ce nombre n'est pas considéré comme faisant partie de la valeur numérique.
EXEMPLE Pour une fraction molaire égale à 3 mmol ⁄ mol, la valeur numérique est 3 et l'unité est mmol/mol. L'unité mmol/mol est numériquement égale à 0,001, mais ce nombre 0,001 ne fait pas partie de la valeur numérique qui reste 3.
NOTE 2 Pour les grandeurs qui ont une unité de mesure (c'est-à-dire autres que les grandeurs ordinales), la valeur numérique {Q} d'une grandeur Q est fréquemment notée {Q} = Q ⁄ [Q], où [Q] est le symbole de l'unité de mesure.
EXEMPLE Pour une valeur de 5,7 kg, la valeur numérique est {m} = (5,7 kg) ⁄ kg = 5,7. La même valeur peut être exprimée comme 5 700 g et la valeur numérique est alors {m} = (5 700 g) ⁄ g = 5 700.
NOTE En algèbre des grandeurs, les équations aux grandeurs sont préférées aux équations aux valeurs numériques car les premières, contrairement aux secondes, sont indépendantes du choix des unités de mesure (voir l'ISO 31-0:1992, 2.2.2).
EXEMPLE 1 Q1 = ζ Q2 Q3 où Q1, Q2 et Q3 représentent différentes grandeurs et où ζ est un facteur numérique.
EXEMPLE 2 T = (1 ⁄ 2) mυ2 où T est l'énergie cinétique et υ la vitesse d'une particule spécifiée de masse m.
EXEMPLE 3 n = It ⁄F où n est la quantité de matière d'un composé univalent, I est le courant électrique et t la durée de l'électrolyse, et où F est la constante de Faraday.
EXEMPLE 1 Pour les grandeurs données dans l'Exemple 1 de 1.22, [Q1] = [Q2] [Q3] où [Q1], [Q2] et [Q3] représentent respectivement les unités de Q1, Q2 et Q3, pourvu que ces unités soient dans un système cohérent d'unités.
EXEMPLE 2 J := kg m2 ⁄ s2, où J, kg, m et s sont respectivement les symboles du joule, du kilogramme, du mètre et de la seconde. (Le symbole := signifie «est par définition égal à», comme indiqué dans les séries ISO 80000 et CEI 80000.)
EXEMPLE 3 1 km ⁄ h = (1 ⁄ 3,6) m ⁄ s.
EXEMPLE km ⁄ m = 1 000 et par conséquent 1 km = 1 000 m.
NOTE Les unités de mesure peuvent appartenir à des systèmes d'unités différents.
EXEMPLE 1 h ⁄ s = 3 600 et par conséquent 1 h = 3 600 s.
EXEMPLE 2 (km ⁄ h) ⁄ (m ⁄ s) = (1 ⁄ 3,6) et par conséquent 1 km ⁄ h = (1 ⁄ 3,6) m ⁄ s.
EXEMPLE 1 Pour les grandeurs données dans l'Exemple 1 de 1.22, {Q1} = ζ {Q2} {Q3} , où {Q1}, {Q2} et {Q3} représentent respectivement les valeurs numériques de Q1, Q2 et Q3, lorsqu'elles sont exprimées en unités de base ou en unités dérivées cohérentes ou les deux.
EXEMPLE 2 Pour l'équation de l'énergie cinétique d'une particule, T = (1 ⁄ 2) mυ2, si m = 2 kg et υ = 3 m ⁄ s, alors {T} = (1 ⁄ 2) × 2 × 32 est une équation aux valeurs numériques donnant la valeur numérique 9 pour T en joules.
EXEMPLE 1 Dureté C de Rockwell.
EXEMPLE 2 Indice d'octane pour les carburants.
EXEMPLE 3 Magnitude d'un séisme sur l'échelle de Richter.
EXEMPLE 4 Niveau subjectif de douleur abdominale sur une échelle de zéro à cinq.
NOTE 1 Les grandeurs ordinales ne peuvent prendre part qu'à des relations empiriques et n'ont ni unités de mesure ni dimensions. Les différences et les rapports de grandeurs ordinales n'ont pas de signification.
NOTE 2 Les grandeurs ordinales sont classées selon des échelles ordinales (voir 1.28).
EXEMPLE 1 Échelle des températures Celsius.
EXEMPLE 2 Échelle de temps.
EXEMPLE 3 Échelle de dureté C de Rockwell.
EXEMPLE 1 Échelle de dureté C de Rockwell.
EXEMPLE 2 Échelle des indices d'octane pour les carburants.
NOTE Une échelle ordinale peut être établie par des mesurages conformément à une procédure de mesure.
EXEMPLE 1 Sexe d'une personne.
EXEMPLE 2 Couleur d'un spécimen de peinture.
EXEMPLE 3 Couleur d'un spot test en chimie.
EXEMPLE 4 Code de pays ISO à deux lettres.
EXEMPLE 5 Séquence d'acides aminés dans un polypeptide.
NOTE 1 Une propriété qualitative a une valeur, qui peut être exprimée par des mots, par des codes alphanumériques ou par d'autres moyens.
NOTE 2 La valeur d'une propriété qualitative ne doit pas être confondue avec la valeur nominale d'une grandeur.