Longitud cnm pnm-2 2
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CNM-PNM-2 CNM-PNM-2 Patrón Nacional de Longitud Patrón Nacional de Longitud CENTRO NACIONAL DE METROLOGÍA Unidad: metro (m). Materialización: láser estabilizado en frecuencia por medio de espectroscopia saturada de la molécula de yodo 127 I 2 operando a una longitud de onda de λ = 632, 991 398 22 nm Incertidumbre expandida: ± 5 x 10 -11 (para un factor de cobertura k= 2). ALCANCE ALCANCE Con métodos de comparación de frecuencia, los láseres estabilizados al yodo calibran láseres a la misma longitud de onda nominal, sin embargo empleando arreglos interferométricos (lambdámetro) se extiende el intervalo de calibración a toda la región visible del espectro electromagnético permitiendo de esta manera la calibración de láseres estabilizados de diferentes longitudes de onda. Una vez que se tiene la posibilidad de transferir la exactitud a estos láseres, se garantiza el respaldo del patrón nacional a las mediciones de longitud mas frecuentes en la industria e investigación. Figura 1 - Láser estabilizado en frecuencia al 127 I 2 desarrollado en el CENAM APLICACIÓN APLICACIÓN El CENAM cuenta con un conjunto de tres instrumentos de este tipo, con el fin de mantener a lo largo del tiempo, mediante comparaciones periódicas entre ellos, la frecuencia de referencia y por lo tanto, la longitud de onda de referencia en el vacío. Con los láseres estabilizados que conforman el patrón nacional de longitud, se realizan calibraciones de láseres He-Ne a 633 nm cuya estabilidad es inferior a la del patrón. Esta calibración se realiza por el método heterodino para la comparación de frecuencia, lo cual permite obtener alta exactitud en los valores de calibración. A su vez, los láseres calibrados con el patrón nacional realizan mediciones interferométricas de bloques patrón plano paralelos, maquinas de medición por coordenadas, maquinas de redondez, rugosidad superficial, patrones industriales y calibres de alta exactitud. De tal forma que todas las mediciones de longitud y ángulo, se refieren al patrón nacional mediante una cadena de trazabilidad y diseminación de la unidad de longitud (figura 2). INFORMACIÓN ADICIONAL INFORMACIÓN ADICIONAL Mantenimiento Mantenimiento El Comité Consultivo de Longitud (CCL, antes CCDM, Comité Consultivo para la Definición del Metro), en sus recomendaciones de 1992, adoptadas por la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM), enuncia varias fuentes de radiación láser apropiadas para la realización del metro.Estas radiaciones son de diversos tipos y longitudes de onda, sin embargo la más ampliamente utilizada es la del láser de Helio-Neón estabilizado a una frecuencia de ≈ 473 THz. , cuya longitud de onda en el vacío (λ) correspondiente a esta frecuencia es la longitud patrón y su valor es de ≈ 633 nm. El programa de conservación y mantenimiento de los láseres patrón se basa en mediciones periódicas de la frecuencia de estos láseres. Para tal efecto, se desarrollan los métodos y mediciones necesarias para determinar si alguna variable del láser ha cambiado reflejándose en pequeñas desviaciones en frecuencia Trazabilidad Trazabilidad La unidad de longitud depende de una constante de la naturaleza ya que los niveles energéticos (equivalentes a valores definidos de frecuencia) de las transiciones de la molécula de yodo no cambian con el tiempo, sin embargo, para asegurar su reproducibilidad es necesario mantener condiciones controladas en los láseres estabilizados (presión del vapor de yodo, potencia óptica de láser y sistema electrónico de control). El valor de la frecuencia de las transiciones es medido directamente con relojes atómicos y por lo tanto la unidad de longitud es trazable al patrón nacional de tiempo. Figura 2 - Diseminación de la unidad de longitud. Trazabilidad Diseminación Laser estabilizado en frecuencia al Yodo Laser estabilizado en frecuencia Bloques patrón de referencia Bloques patrón de calibración Instrumentos de medición Medición de pieza producto ±2,5 x 10 -12 m Batido de frecuencias ±1 x 10 -10 m Interferometría ±4,5 x 10 -8 m Comparación mecánica ±1,1 x 10 -7 m [ 0 ] ±2,1 x 10 -7 m [ 1 ] ±4 x 10 -7 m [ 2 ] ±3 x 10 -5 m Diseminación de la Unidad de Longitud y Cadena de Diseminación de la Unidad de Longitud y Cadena de Trazabilidad Trazabilidad de las Mediciones de las Mediciones Laboratorio Secundario SNC Incertidumbre (Longitud 100 mm) Instrumento o Patrón Método de Calibración Entidad Comparación ±2 x 10 -5 m Producción Laboratorio
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CNM-PNM-2CNM-PNM-2Patrón Nacional de LongitudPatrón Nacional de Longitud
CENTRO NACIONAL DE METROLOGÍA
Unidad: metro (m).
Materialización: láser estabilizado en frecuencia por medio de espectroscopia saturada de la molécula de yodo 127I2 operando a unalongitud de onda de λ = 632, 991 398 22 nm
Incertidumbre expandida: ± 5 x 10 -11 (para un factor de cobertura k= 2).
ALCANCEALCANCECon métodos de comparación de frecuencia, los láseresestabilizados al yodo calibran láseres a la misma longitud de ondanominal, sin embargo empleando arreglos interferométricos(lambdámetro) se extiende el intervalo de calibración a toda laregión visible del espectro electromagnético permitiendo de estamanera la calibración de láseres estabilizados de diferenteslongitudes de onda. Una vez que se tiene la posibilidad detransferir la exactitud a estos láseres, se garantiza el respaldo delpatrón nacional a las mediciones de longitud mas frecuentes en laindustria e investigación.
Figura 1 - Láser estabilizado en frecuencia al 127I2 desarrollado en el CENAM
APLICACIÓNAPLICACIÓN
El CENAM cuenta con un conjunto de tres instrumentos de este tipo,con el fin de mantener a lo largo del tiempo, mediante comparacionesperiódicas entre ellos, la frecuencia de referencia y por lo tanto, lalongitud de onda de referencia en el vacío.Con los láseres estabilizados que conforman el patrón nacional delongitud, se realizan calibraciones de láseres He-Ne a 633 nm cuyaestabilidad es inferior a la del patrón. Esta calibración se realiza por elmétodo heterodino para la comparación de frecuencia, lo cual permiteobtener alta exactitud en los valores de calibración. A su vez, losláseres calibrados con el patrón nacional realizan medicionesinterferométricas de bloques patrón plano paralelos, maquinas demedición por coordenadas, maquinas de redondez, rugosidadsuperficial, patrones industriales y calibres de alta exactitud.
De tal forma que todas las mediciones de longitud y ángulo, se refierenal patrón nacional mediante una cadena de trazabilidad y diseminaciónde la unidad de longitud (figura 2).
INFORMACIÓN ADICIONALINFORMACIÓN ADICIONAL
MantenimientoMantenimiento
El Comité Consultivo de Longitud (CCL, antes CCDM, ComitéConsultivo para la Definición del Metro), en sus recomendaciones de1992, adoptadas por la Conferencia General de Pesas y Medidas(CGPM), enuncia varias fuentes de radiación láser apropiadas para larealización del metro.Estas radiaciones son de diversos tipos ylongitudes de onda, sin embargo la más ampliamente utilizada es la delláser de Helio-Neón estabilizado a una frecuencia de ≈ 473 THz. , cuyalongitud de onda en el vacío (λ) correspondiente a esta frecuencia esla longitud patrón y su valor es de ≈ 633 nm.El programa de conservación y mantenimiento de los láseres patrón sebasa en mediciones periódicas de la frecuencia de estos láseres.Para tal efecto, se desarrollan los métodos y mediciones necesariaspara determinar si alguna variable del láser ha cambiado reflejándoseen pequeñas desviaciones en frecuencia
TrazabilidadTrazabilidad
La unidad de longitud depende de una constante de la naturaleza yaque los niveles energéticos (equivalentes a valores definidos defrecuencia) de las transiciones de la molécula de yodo no cambian conel tiempo, sin embargo, para asegurar su reproducibilidad es necesariomantener condiciones controladas en los láseres estabilizados (presióndel vapor de yodo, potencia óptica de láser y sistema electrónico decontrol). El valor de la frecuencia de las transiciones es medidodirectamente con relojes atómicos y por lo tanto la unidad de longitud estrazable al patrón nacional de tiempo.
Figura 2 - Diseminación de la unidad de longitud.
Trazabilidad
Diseminación
Laser estabilizadoen frecuencia al Yodo
Laser estabilizadoen frecuencia
Bloques patrón de referencia
Bloques patrón de calibración
Instrumentos de medición
Medición depieza producto
±2,5 x 10-12 m
“Batido” de frecuencias
±1 x 10-10 m
Interferometría
±4,5 x 10-8 m
Comparaciónmecánica
±1,1 x 10-7 m [ 0 ]±2,1 x 10-7 m [ 1 ]±4 x 10-7 m [ 2 ]
±3 x 10-5 m
Diseminación de la Unidad de Longitud y Cadena de Diseminación de la Unidad de Longitud y Cadena de TrazabilidadTrazabilidad de las Mediciones de las Mediciones
LaboratorioSecundario
SNC
Incertidumbre(Longitud 100 mm)
Instrumento o PatrónMétodo de CalibraciónEntidad
Comparación
±2 x 10-5 m
Producción
Laboratorio
