enheden – meter, m (mita)
si-længdenheden, måleren (m), tager sit navn fra græske og franske navneord for “mål”.
måleren sammen med kilogrammet var en af de første enheder i det metriske system. Det blev oprindeligt defineret (i 1793, på tidspunktet for den franske Revolution) som en ti milliontedel af afstanden på jorden af meridianlinjen, der løber fra Nordpolen gennem Paris til ækvator. Til praktisk brug, en række platin-iridium meter barer blev støbt.
den nuværende definition af måleren stammer fra 1983, og den fastsætter måleren med hensyn til den anden og lysets hastighed. I praksis realiseres måleren ved at måle frekvensen eller vakuumbølgelængden af specifikke typer lasere.
“måleren er længden af den sti, der er rejst af lys i et vakuum i et tidsinterval på 1/299 792 458 af et sekund.”
Det følger heraf, at lysets hastighed i vakuum (c0) er nøjagtigt 299 792 458 meter i sekundet (m / s).
definitionen fra 1983 definerer måleren i form af en grundlæggende konstant, lysets hastighed i et vakuum. Efter omdefineringen af SI, der forventes at træde i kraft den 20.maj 2019, vil dette link være mere eksplicit. Alle syv enheder defineres ved at give nøjagtige numeriske værdier til fysiske konstanter.
meterdefinitionen indebærer, at længden kan måles ved at måle den tid, en lysstråle tager at krydse en afstand. Dette kan praktisk talt realiseres på to måder:
- flyvetid, hvor en lyspuls sendes over den længde, der skal måles.
- interferometri, hvor en længde kan måles i form af vakuumbølgelængden (liter) af en lyskilde med kendt frekvens (f) via forholdet.
Lira =C0/f
frekvensen af en lyskilde (stråling) anvendt i interferometri skal bestemmes med hensyn til den anden eller frekvensen af stråling af cæsiumatomet. Dette indebærer sammenligning af frekvensen af den stråling, der anvendes til længde interferometri (normalt synlig for nær infrarød 430 nm til 900 nm, 330 TH til 700 TH) med et cæsiumur med en frekvens på 9,1 GH. Før opfindelsen af optiske frekvenskamme var dette teknisk meget udfordrende, men kan nu opnås i et trin.
for yderligere at formidle realiseringen af måleren opretholder Det Internationale Udvalg for vægte og mål (CIPM) Tekniske Udvalg for længde og tid og Frekvens En kombineret liste over “anbefalede værdier for standardfrekvenser til applikationer, herunder den praktiske realisering af måleren og sekundære repræsentationer af den anden”(eksternt link). Denne liste inkluderer lasere og andre kilder og den frekvens, de genererer, hvis de betjenes i overensstemmelse med de specificerede parametre.
de anbefalede synlige kilder inkluderer meget nøjagtige lasere, såsom Helium-Neon-lasere låst til en hyperfin komponent i absorptionsspektret af jod. Når de betjenes korrekt, kan frekvensen af disse lasere være to dele i 10-11. Listen inkluderer også lyskilder med lavere nøjagtighed, såsom en ustabiliseret Helium-Neon-laser ved 633 nm. På trods af deres lavere nøjagtighed (1,5 gange 10-6) kan ustabiliserede lasere være nyttige i nogle målinger. Da enhver stråling i de anbefalede værdier er en primær realisering af måleren, kræver en sådan laser ikke kalibrering, når den tilknyttede usikkerhed er egnet til formålet.
teknisk kapacitet
hos MSL driver vi en kommerciel jodstabiliseret helium-neonlaser ved 633 nm for at realisere måleren. Vi bruger dette til at kalibrere frekvensen af interferometre, som vi derefter bruger til længdemåling af artefakter (f.eks. måleblokke, linealer og bånd) eller til at kalibrere instrumenter såsom elektronisk opmålingsudstyr.
dette gør det muligt for MSL at levere sporbare målinger på tværs af en række dimensionelle kapaciteter, fra måleblokke, længdestænger, slutstandarder og ring-og stikmålere til opmålingsudstyr (elektroniske afstandsmålere (EDMs) og stregkodede opmålingspersonale).
Vi har også ekspertisen til at udføre en bred vifte af ikke-rutinemæssige dimensionelle målinger, f.eks. bestemmelse af rundhed af buede overflader via koordinatmålemaskiner (CMMs) eller fladhed af måleflader via optiske paralleller.
vores forskning
vores forskning dækker en bred vifte af emner, men vi undersøger i øjeblikket tre hovedområder:
- fejlkortlægning og usikkerhed i koordinatmålemaskiner (CMMs).
- Atomic force microscopy (AFM) til måling af overfladeegenskaber og nanopartikler.
- Usikkerhedsbidrag til langdistancemålinger foretaget med elektroniske afstandsmålere (EDMs).
se en kort video om måleren her (eksternt link).
