Motores brushless en la Balanza de Watt: la redefinición del kilógramo

El kilogramo patrón, es decir, la medida sobre la que se basa el kilogramo actual, se ha vuelto obsoleto. Y ello obliga a redefinir el kilogramo en base a una constante universal. Este proyecto se está llevando a cabo en el Instituto Federal Suizo de Metrología (METAS) con ayuda de una balanza de Watt y usando para ello unidades de medida eléctricas.

METAS no se dedica a la predicción del tiempo atmosférico, sino a la realización de unidades como el metro o el kilogramo. Y este proyecto se ocupa precisamente del kilogramo o, dicho más exactamente, de su redefinición. Esta es la última unidad de medida que se basa aún en un artefacto material fabricado en 1889 y no en una constante universal. El denominado kilogramo patrón, que se conserva en París, es un cilindro de una aleación de platino-iridio de 39 mm x 39 mm. Como se trata de un objeto material, las propiedades de dicho modelo varían con el paso del tiempo, por ejemplo en forma de desgaste o deposiciones de suciedad. En aquella época se repartieron 40 prototipos de kilogramo en todo el mundo: METAS tiene uno de ellos en su caja fuerte. Comparando los prototipos entre sí se han constatado diferencias de algunos microgramos con el paso de los años.

Tal incertidumbre sobre el kilogramo como unidad de medida ha revelado la necesidad de definir el kilogramo también mediante una constante universal. Para realizar este proyecto se emplean motores brushless y, entre otros instrumentos, una balanza de Watt. La balanza de Watt es un instrumento metrológico altamente complejo que mide varias magnitudes físicas simultáneamente con sumo grado de precisión. METAS está desarrollando una balanza de este tipo en colaboración con maxon motor. En este complejo experimento se comparan entre sí la potencia eléctrica y mecánica con toda exactitud.

Experimento en condiciones de alto vacío
Los motores brushless de maxon motor representan un papel importante en la balanza de Watt. Los experimentos para la redefinición del kilogramo tienen lugar en condiciones de alto vacío, de manera que los motores brushless deben cumplir requisitos muy exigentes. Por ello, para esta aplicación se emplean motores sin escobillas de maxon motor EC22 HD (100 W) aptos para condiciones de vacío con encoder MR y controlador de posicionamiento EPOS2 24/5.
Para impedir toda generación de partículas se usan únicamente motores maxon sin escobillas. El sistema utilizado es un robot de 3 ejes (cambiador de pesas) que ejecuta diversos movimientos para lograr una medición exacta durante el experimento. Los servo motores brushless de maxon motor se encargan, entre otras cosas, de mover con precisión un plato giratorio y de mover horizontal y verticalmente diversos componentes del cambiador de pesas.
 

 © maxon motor ag

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