Una bilancia di Watt per ridefinire il chilogrammo.

Il campione di riferimento attuale con cui è stato definito il chilogrammo è lentamente diventato obsoleto. Per questo anche il chilogrammo deve essere ridefinito sulla base di una costante fisica. Questo progetto viene realizzato presso l'istituto svizzero di metrologia (METAS) servendosi di unità di misura elettriche e di una bilancia di Watt.

I metrologi dell'istituto METAS non rilevano le variazioni climatiche, ma realizzano unità di misura come il metro o il chilogrammo. Ed è proprio sul chilogrammo che è incentrato un progetto del tutto innovativo. Questa unità di misura, infatti, è l'unica al giorno d'oggi che si basa ancora su uno strumento del 1889 e non su una costante fisica. Il cosiddetto "chilogrammo campione" conservato a Parigi è costituito da un cilindro di 39 x 39 mm in lega di platino-iridio. In quanto oggetto materiale, il manufatto cambia con il passare degli anni, ad esempio a causa dell'usura o delle impurità che si depositano sul campione. In origine ne sono state distribuite 40 copie del prototipo di chilogrammo in tutto il mondo, e anche il METAS ne custodisce uno. Confrontando tra di loro i prototipi sono state riscontrate con il passare degli anni delle differenze nell'ordine dei microgrammi.

L'incertezza su questa unità di misura ha reso necessaria la decisione di sviluppare una costante fisica anche per il chilogrammo. Per questo progetto verranno utilizzate le unità di misura elettriche, servendosi anche di una bilancia di Watt. La bilancia di Watt è uno strumento estremamente sofisticato che deve misurare più unità contemporaneamente con la massima precisione. Al momento METAS sta sviluppando in collaborazione con maxon motor una di queste bilance. In questo esperimento complesso, vengono confrontate tra di loro con precisione, potenza meccanica e potenza elettrica.

Esperimento nel vuoto spinto.
I motori maxon motor svolgono una funzione importante nella bilancia di Watt. Gli esperimenti per ridefinire il chilogrammo avvengono in condizioni di vuoto spinto e gli azionamenti devono soddisfare requisiti elevatissimi. Per questa applicazione vengono quindi utilizzati i motori maxon EC 22 HD adatti per il vuoto (100 watt) con encoder MR e il comando di posizionamento EPOS2 24/5.
Per evitare l'interferenza di particelle vengono utilizzati esclusivamente motori maxon senza spazzole. Il sistema utilizzato è un robot a tre assi che compie diversi movimenti per eseguire una misurazione precisa durante l'esperimento. Gli azionamenti maxon sono responsabili, tra l'altro, del movimento preciso del piatto rotante e dei movimenti orizzontali e verticali dei vari componenti del dispositivo di cambio dei pesi.

 © maxon motor ag

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