meter

meter hjälte

enhetsmätaren, m (mita)

si – längdenheten, mätaren (m), har fått sitt namn från grekiska och franska substantiv för”mått”.

mätaren, tillsammans med kilogrammet, var en av de första enheterna i det metriska systemet. Det definierades ursprungligen (1793, vid tiden för den franska revolutionen) som en tio miljoner av avståndet på jorden av meridianlinjen som går från Nordpolen, genom Paris, till ekvatorn. För praktisk användning gjutes en serie platina-iridiummätare.

den nuvarande definitionen av mätaren är från 1983, och den fixar mätaren i termer av den andra och ljusets hastighet. I praktiken realiseras mätaren genom att mäta frekvensen eller vakuumvåglängden för specifika typer av lasrar.

”mätaren är längden på den väg som färdas av ljus i vakuum under ett tidsintervall på 1/299 792 458 av en sekund.”

det följer att ljusets hastighet i vakuum (c0) är exakt 299 792 458 meter per sekund (m/s).

1983-definitionen definierar mätaren i termer av en grundläggande konstant, ljusets hastighet i vakuum. Efter omdefinieringen av SI, som förväntas träda i kraft den 20 maj 2019, kommer denna länk att vara tydligare. Alla sju enheterna definieras genom att ge exakta numeriska värden till fysiska konstanter.

meterdefinitionen innebär att längden kan mätas genom att mäta den tid en ljusstråle tar för att korsa ett avstånd. Detta kan praktiskt realiseras på två sätt:

  1. flygtid, där en ljuspuls skickas över den längd som ska mätas.
  2. interferometri, där en längd kan mätas i termer av vakuumvåglängden (kub) hos en ljuskälla med känd frekvens (f), via förhållandet.

C0/f

frekvensen för en ljuskälla (strålning) som används i interferometri måste bestämmas i termer av den andra eller frekvensen av strålning av cesiumatomen. Detta innebär att man jämför frekvensen för strålningen som används för längdinterferometri (vanligtvis synlig för nära infraröd 430 nm till 900 nm, 330 THz till 700 THz) med en cesiumklocka med en frekvens på 9, 1 GHz. Före uppfinningen av optiska frekvenskammar var detta tekniskt mycket utmanande, men kan nu uppnås i ett steg.

För att ytterligare sprida förverkligandet av mätaren upprätthåller International Committee for Weights and Measures (CIPM) tekniska utskott för längd och tid och frekvens En kombinerad lista över ”rekommenderade värden för standardfrekvenser för applikationer inklusive praktisk realisering av mätaren och sekundära representationer av den andra”(extern länk). Denna lista innehåller Lasrar och andra källor, och frekvensen de kommer att generera om de drivs i enlighet med de angivna parametrarna.

de rekommenderade synliga källorna inkluderar mycket exakta lasrar, såsom Helium-neonlaser låsta till en hyperfinkomponent i absorptionsspektret av jod. När de används korrekt kan frekvensen för dessa lasrar vara två delar i 10-11. Listan innehåller också ljuskällor med lägre noggrannhet, såsom en ostabiliserad Helium-neonlaser vid 633 nm. Trots sin lägre noggrannhet (1,5 x 10-6) kan ostabiliserade lasrar vara användbara vid vissa mätningar. Eftersom all strålning i de rekommenderade värdena är en primär realisering av mätaren, kräver en sådan laser inte kalibrering när den tillhörande osäkerheten är lämplig för ändamål.

teknisk kapacitet

Vid MSL driver vi en kommersiell jodstabiliserad helium-neonlaser vid 633 nm för att realisera mätaren. Vi använder detta för att kalibrera frekvensen för de interferometrar som vi sedan använder för längdmätning av artefakter (t.ex. mätblock, linjaler och band) eller för att kalibrera instrument som elektronisk mätutrustning.

detta gör det möjligt för MSL att tillhandahålla spårbara mätningar över en rad dimensionella funktioner, från mätblock, längdstänger, slutstandarder och ring-och pluggmätare, till mätutrustning (elektroniska avståndsmätare (EDM) och streckkodade mätpersonal).

Vi har också kompetensen att utföra ett brett spektrum av icke-rutinmässiga dimensionella mätningar, t.ex. bestämma rundhet av krökta ytor via koordinatmätningsmaskiner (CMM) eller planhet av mätytor via optiska paralleller.

vår forskning

vår forskning täcker ett brett spektrum av ämnen, men vi undersöker för närvarande tre huvudområden:

  • Felmappning och osäkerhet i koordinatmätningsmaskiner (CMMs).
  • Atomkraftmikroskopi (AFM) för mätning av ytfunktioner och nanopartiklar.
  • Osäkerhetsbidrag till långdistansmätningar gjorda med elektroniska avståndsmätare (EDM).

titta på en kort video utanför mätaren här (extern länk).

Related Posts

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras. Obligatoriska fält är märkta *