De kilogram opnieuw vastgesteld met de watt-balans

De kilogram – de eenheid van massa – heeft zijn langste tijd gehad en wordt binnenkort op basis van een natuurconstante opnieuw gedefinieerd. Het Zwitserse Instituut voor Metrologie (METAS) realiseert dit met behulp van een elektrische weegschaal, de watt-balans.

  • 3-assige robot © METAS

    3-assige robot © METAS

Al sinds 1889 is de kilogram per definitie de massa van een metalen standaardgewicht - bestaande uit een 39 mm x 39 mm grote cilinder met een platina-iridium-legering - dat in een kluis in Parijs onder gecontroleerde omstandigheden wordt bewaard. De kilogram is de laatste eenheid die nog gebaseerd is op een tastbaar voorwerp en niet op basis van een natuurconstante. Doordat het een tastbaar object is, is het aan verandering onderhevig bijvoorbeeld door afzetting van vuil of door slijtage door schoonmaak. 40 prototypes van de kilogram zijn destijds over de hele wereld verdeeld – een daarvan staat bij METAS in de kluis. Bij een onderlinge vergelijking van deze prototypes zijn er in de loop der jaren verschillen geconstateerd ter grootte van een microgram.

Deze onzekerheid heeft ertoe geleid dat men ook de kilogram net als de andere eenheden met behulp van een natuurconstante wil definiëren. Met behulp van elektrische eenheden en onder andere een watt-balans: een zeer complex meetinstrument dat meerdere hoeveelheden tegelijkertijd uiterst nauwkeurig kan meten. In samenwerking met maxon motor ontwikkelt METAS momenteel een dergelijke weegschaal. Bij het complexe experiment worden mechanisch en elektrisch vermogen exact met elkaar vergeleken.

Experiment in hoog vacuüm
Het systeem bestaat uit een 3-assige robot (massawisselaar), die verschillende bewegingen uitvoert ten behoeve van precieze metingen. maxon aandrijvingen zijn onder andere verantwoordelijk voor exacte bewegingen van de draaitafel en voor de horizontale en verticale bewegingen van verschillende componenten van de robot. Het experiment vindt plaats in vacuüm, waardoor er hoge eisen worden gesteld aan de gebruikte aandrijvingen. Voor deze toepassing werden daarom - voor vacuüm geschikte - maxon aandrijvingen ingezet: de maxon EC22-HD motoren (100W) met MR-encoder en de maxon EPOS 24/5 positioneerbesturing. Om te voorkomen dat er deeltjes worden gevormd, werd uitsluitend gebruik gemaakt van borstelloze motoren.

 © maxon motor ag

Productnavigator

Contact

maxon motor benelux bv

Josink Kolkweg 387545 PR EnschedeNederland
+31 53 744 0 744
Contact