Yksikkömetri, m (mita)

si – pituusyksikkö, metri (m), on saanut nimensä kreikan ja Ranskan ”mittaa”tarkoittavista substantiiveista.

metri oli kilogramman ohella metrijärjestelmän ensimmäisiä yksiköitä. Se määriteltiin alun perin (vuonna 1793, Ranskan vallankumouksen aikaan) kymmenesmiljoonasosaksi maapallon pituuspiiristä, joka kulkee pohjoisnavalta Pariisin kautta päiväntasaajalle. Käytännön käyttöä varten valettiin sarja platina-iridium-metritankoja.

nykyinen metrin määritelmä on vuodelta 1983, ja siinä metri vahvistetaan toisen ja valonnopeuden suhteen. Käytännössä metri toteutetaan mittaamalla tietyntyyppisten laserien taajuus-tai tyhjiöaallonpituutta.

”metri on valon tyhjiössä kulkeman polun pituus 1/299 792 458 sekunnin välein.”

tästä seuraa, että valon nopeus tyhjiössä (c0) on tarkalleen 299 792 458 metriä sekunnissa (m / s).

vuoden 1983 määritelmä määrittelee metrin perusvakion, valonnopeuden tyhjiössä. SI-järjestelmän uudelleenmäärittelyn jälkeen, jonka odotetaan tulevan voimaan 20 päivänä toukokuuta 2019, tämä yhteys on selkeämpi. Kaikki seitsemän yksikköä määritellään antamalla fysikaalisille vakioille tarkat numeeriset arvot.

metrin määritelmä tarkoittaa, että pituus voidaan mitata mittaamalla aika, jonka valonsäde kestää matkan kulkemiseen. Tämä voidaan käytännössä toteuttaa kahdella tavalla:

1. lentoaika, jossa valopulssi lähetetään mitattavan pituuden yli.
2. interferometria, jossa pituus voidaan mitata tunnetun taajuuden (f) valonlähteen tyhjiöaallonpituudella (λ) relaation kautta.

λ =C0/f

interferometriassa käytettävän valonlähteen (säteilyn) taajuus on määritettävä cesiumatomin toisen eli säteilyn taajuuden perusteella. Pituusinterferometriassa käytetyn säteilyn (yleensä lähi-infrapuna 430 nm-900 nm, 330 THz-700 THz) taajuutta verrataan cesium-kelloon, jonka taajuus on 9,1 GHz. Ennen optisten taajuuskampojen keksimistä tämä oli teknisesti hyvin haastavaa, mutta on nyt saavutettavissa yhdellä askeleella.

metrin toteutuksen levittämiseksi edelleen kansainvälisen paino-ja Mittakomitean (CIPM) TEKNISET pituus -, aika-ja Frekvenssikomiteat ylläpitävät yhdistettyä luetteloa ”Standarditaajuuksien Suositusarvoista sovelluksille, mukaan lukien metrin käytännön toteutus ja toisen asteen toisioesitykset”(ulkoinen linkki). Tämä luettelo sisältää laserit ja muut lähteet sekä taajuuden, jonka ne tuottavat, jos niitä käytetään määriteltyjen parametrien mukaisesti.

suositeltavia näkyviä lähteitä ovat erittäin tarkat laserit, kuten helium-Neon-laserit, jotka on lukittu jodin absorptiospektrin hyperfiinikomponenttiin. Oikein käytettynä näiden laserien taajuus voi olla kaksiosainen 10-11. Listalla on myös heikompitarkkuisia valonlähteitä, kuten epästabilisoitu Helium-Neon-laser 633 nm: n aallonpituudella. Heikommasta tarkkuudestaan (1,5 x 10-6) huolimatta epävakaat laserit voivat olla hyödyllisiä joissakin mittauksissa. Koska mikä tahansa suositusarvoissa oleva säteily on mittarin ensisijainen oivallus, tällainen laser ei vaadi kalibrointia silloin, kun siihen liittyvä epävarmuus sopii tarkoitukseen.

tekninen valmius

MSL: ssä käytetään kaupallista jodistabiloitua helium-neon-laseria, jonka aallonpituus on 633 nm. Käytämme tätä kalibroida taajuus interferometrit että käytämme sitten pituuden mittaamiseen esineitä (esim., mittari lohkot, Viivaimet ja nauhat), tai kalibroida välineitä, kuten elektroniset maanmittauslaitteet.

tämän ansiosta MSL pystyy suorittamaan jäljitettävissä olevia mittauksia useilla mittaustoiminnoilla mittauslohkoista, pituuspalkeista, päätystandardeista sekä rengas-ja pistokemittareista maanmittauslaitteisiin (elektroniset etäisyysmittarit (EDMS) ja viivakoodatut maanmittausyksiköt).

meillä on myös asiantuntemusta tehdä laaja valikoima ei-rutiininomaisia mittauksia, esim.määrittää kaarevien pintojen pyöreys koordinaattimittauskoneilla (CMMs) tai mittapintojen tasaisuus optisten suuntien avulla.

tutkimuksemme

Tutkimuksemme kattaa laajan valikoiman aiheita, mutta tutkimme tällä hetkellä kolmea pääaluetta:

• Virhekartoitusta ja epävarmuutta koordinaattimittauskoneissa (CMMS).
• atomivoimamikroskopia (AFM) pinnan ominaisuuksien ja nanohiukkasten mittaamiseen.
• epävarmuustekijät elektronisilla etäisyysmittareilla (EDMs) tehdyissä pitkän matkan mittauksissa.

Katso lyhyt video metristä tästä(ulkoinen linkki).