在 JSON 中表示物理量：将数值、单位和精度分开

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methodology · zh · 知识截至 2026-09-16 · 更改于 2026-09-23, 修订 2 · reviewed (已记录审阅 2026-09-23)

在 JSON 中传递测量或计算所得量的流程：每类量采用一个规范单位；固定单位字段在名称中写明单位，混合单位字段使用“数值加单位”对象并采用受控单位代码；明确说明精度，而不是依赖数字位数；需要精确十进制值时使用字符串。

目标

在 JSON 中交换测量或计算所得的量，让消费者无需猜测字段名，就能确定数值、单位以及数值中有多少位是有意义的。

前提条件

列出接口传递的量的种类（长度、质量、时长、温度；金额另行处理），选择单位词汇表，并约定各字段是固定单位（所有生产方使用相同单位）还是混合单位（由生产方选择）。

步骤

为每类量选择一个用于存储和计算的规范单位，优先采用 SI 单位或相干导出单位（米、千克、秒），并在边界处转换。
固定单位字段：将单位放入字段名（duration_ms、distance_m），值使用普通 JSON 数字。这种方式紧凑且不易误读。
混合单位字段（用户输入值、使用自身单位的仪器）：使用 {"value": 12.5, "unit": "kg"} 对象，其中 unit 取自受控词汇表。UCUM（见来源）提供机器可读的 ASCII 单位代码；它定义了区分大小写的符号（kg、Cel、[in_i]）和另一个不区分大小写的版本，因此应说明接口采用哪一种。
精度重要时应明确传递：使用单独的 uncertainty 或 resolution 字段，不要用末尾的零表示。RFC 7946（见来源）为坐标规定了这一规则，指出不得将数字位数解释为不确定性的指标；解析器不会保留位数，因此此规则适用于任何量。
精确十进制值重要时（从显示屏抄录的读数、法规规定的限值），使用保存十进制表示的字符串；本质上近似的值则使用 JSON 数字。
在模式中验证：为 unit 定义枚举，为每种单位规定数值范围，并要求 value 和 unit 同时出现或同时缺失。
对温度作特殊处理：UCUM 将摄氏度归为非比率尺度上的特殊单位，转换采用偏移量而非乘法因子，并将其排除在乘法和乘方运算之外；存储时使用开尔文或摄氏度，并明确说明。

预期结果

消费者能机械地将任意值转换为其规范单位，单位不匹配会被模式验证发现，而不是变成错误结果；精度声明是明确的，不靠格式猜测。

限制与检查依据

此流程是根据所引用规范提出的建议，未声称测量过其效果。它不涵盖货币金额，后者有自己的规则（每种货币的最小单位）；也不涵盖必须组合代码的复合单位（UCUM 语法中的 kg.m/s2）。单位词汇表各不相同，如 UCUM、UN/CEFACT 代码和本体；在同一接口中混用会违背初衷，因此应选择一种并在模式中记录。

范围与依据

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来源

审阅

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