30º Aniversário da definição atual do metro

(1)

30º Aniversário da definição atual do

metro

Estratégia para a disseminação da

unidade

(2)

Definição (1791)

Realização (1799)

Metro é “igual à décima

milionésima parte de um arco dum meridiano terrestre”

- distância entre topos de uma barra de secção rectangular de platina forjada.

“Mètre des Archives”

A reforma de D. João VI (1814) (Museu de Metrologia do IPQ)

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Definição (1875) Realização (1889) “Convention du Mètre” A unidade de comprimento é o metro, definido pela

“distância, a 0º, dos eixos de dois traços médios marcados na barra de platina iridiada depositada no BIPM, e

declarada Protótipo do metro”

Régua de secção em X Designada por: Metro internacional de 1889 ou, protótipo internacional M Topo da cópia nº 10 (Museu de Metrologia do IPQ)

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Definição (1960) Realização (1960) O metro “é o comprimento igual a 1 650 763,73 comprimentos de onda no vácuo da radiação correspondente à transição entre os níveis 2p₁₀ e 5d₅, do átomo de crípton 86.” Lâmpada de crípton

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Ano Portugal Leis/Documentos

(1791)

1814

Academia Real das Ciências

(novos padrões de pesos e medidas baseados no mètre des archives – “mão- travessa”)

Reforma métrica de D. João VI

Comissão para o Exame dos Forais e Melhoramentos da Agricultura

1852 a 1868

(extinta)

Ministério das Obras Públicas, Comercio e Indústria - Inspeção Geral de Pesos e Medidas do Reino

Lei de D. Maria II – adoção do sistema métrico decimal

Fradesso da Silveira

1875 20 de Maio (Dia da Metrologia) _{Convenção do metro} 1903

1923

Repartição do Trabalho Industrial Inspeção de Pesos e Medidas na Direção Geral

Comercio e Industria 1911-Decreto sobre os protótipos e unidades métricas

como sendo as cópias nº10.

e publicação do quadro das medidas legais. 1948 Repartição de Pesos e Medidas da IGPAE-

Inspeção Geral dos Produtos Agrículas e Industriais (1960) 1977 (1983) 1982 Criação da DGQ Serviço de Metrologia na DGQ

Sistema de unidades de medida

Decreto-Lei nº 427/83 de 7 Dezembro

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O metro é o comprimento do trajeto percorrido

pela luz, no vazio, durante um intervalo de tempo

de 1/299 792 458 do segundo.

17ª CGPM Resolução 1 - 17 a 21 Outubro de 1983

15ª CGPM Resolução 2 - 1975

c₀ = 299 792 458 m/s

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Realização prática da definição do metro

O

metro

pode ser realizado:

1) medindo-se o tempo de voo de um impulso de luz;

2) através de um comprimento de onda ou frequência

de uma radiação eletromagnética utilizando-se

técnicas interferométricas; (nas quais a utilização

de uma fonte de luz conhecida (laser), com um

comprimento de onda estável permite a medição

de comprimentos com grande exatidão).

Raios gama Raios X Micro-ondas Ondas de rádio Luz visível 400 nm 700 nm

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Ano Padrão Incerteza relativa 1983 --- --- 1989 IPQ1:  ≈ 633 nm 127I₂ R(127) 11-5

10

-11 1991 IPQ2:  ≈ 633 nm 127I2 R(127) 11-5 f_(f)= 473 612 353 604 kHz

2006 SFO- Sintetizador de Frequências

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f0 f(laser a calibrar)

frep

Laser a calibrar (IPQ2)

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Padrão secundário Interferómetro

Padrão de transferência Bloco padrão de classe K Padrão de trabalho Bloco padrão de classe 1

Labor at óri o de Comp ri ment o Paquímetro, Comparadores, Micrómetros K 1

Laser estabilizado (IPQ3) Padrão primário

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Ano Serviço prestado clientes

1996 _{Calibração em comprimento de onda (c.d.o.)}

Padrões secundários do IPQ; Laboratórios acreditados; Indústria

1997 ₊_{avaliação da estabilidade dos lasers interferométricos} 2006 ₊_{comparação da indicação de distância de lasers}

interferométricos até 3 m.

2010 ₊_{calibração em c.d.o. com o SFO}

+ calibração da óptica angular dos interferómetros laser

2013 ₊_{comparação da indicação de distância de lasers}

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Ano Estágios Académicos Entidade

1997/98 _{Optimização do sistema laser-padrão Frazier e construção de}

um Lambdómetro

FCUL

1997/98 _{Caraterização de um Banco de ensaios de 50 metros} IST

2000/01 _{Aperfeiçoamento do processo de calibração de blocos longos} FCUL

2001/02 _{Software para a realização prática do metro no LCO} FCUL

2004/05 _{Optical Frequency Synthesizer para a realização prática da}

definição do metro no Laboratório de Comprimento

FCUL

2005/06 _{Calibração de Sistemas Laser Interferométricos em Distância} FCUL

2011/12 _{Aplicação do desenvolvimento de sistemas de medição}

interferométrica de distâncias até 50 m à calibração de distanciómetros

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Ano Divulgação

1996

- E. Prieto, et al; “International comparison of stabilized He-Ne lasers by the saturated absorption of 127I2 at l  633 nm involving the CEM (Spain), the IPQ (Portugal) and the BIPM”, Metrologia, 1995/96, 32, 379-384.

2006

- F.Saraiva, J. Ferreira; “Optical Frequency Synthesizer para a realização prática da

definição do metro no Laboratório de Comprimento”; 1º Conferencia Nacional da SPMet 28-29 de Novembro

2007

- “The Pratical Realization of The Metre In Portugal” - Transverse Disciplines in Metrology Proceedings of the 13th International Metrology Congress, 2007 – Lille; ISTE

2011

- F.Saraiva e all.; “Hand Instruments For Dimensional Measuring: Interlaboratory Comparison” 15º Congrès International de Métrologie, Paris

2012

- F. Saraiva e all – “O laser na realização prática da definição do metro”, Gazeta de Física, Vol. 34

2013

- F. Saraiva, “Compatibilidade de medição e avaliação de conformidade de equipamentos de medição”; Revista SPMet “Medições e Ensaios- vol.1; nº4

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EMRP JRP SIB60

“Metrology for long distance

surveying”

EMRP JRP SIB58

“Angle metrology”

O Programa Europeu de Investigação Metrológica (EMRP)

permite institutos de metrologia Europeia, organizações

industriais e academia para colaborar em projetos conjuntos de

pesquisa em campos específicos

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Work Package Name (WP) Tarefas

Medições de distância no ar com eq. Ópticos (WP1)

- Campanhas de medições de longas distancias com diferentes sistemas ópticos ou interferometricos. Medições de distância no ar

com GNSS (WP2)

- Desenvolvimento de um modelo para avaliação da incerteza em medição de distâncias com GNSS.

Melhoramentos da prática topografia (WP4)

-Guia para a calibração de distâncias, em diferentes condições de GNSS .

-Software para apoiar as calibração, dos utilizadores finais de GNSS.

Divulgação dos resultados

(WP6) Artigos, apresentações, workshop, guias técnicos…

EMRP JRP SIB60 “Metrology for long distance surveying”

“Metrologia para levantamentos topográficos de longas distâncias”

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EMRP JRP SIB58 “Angle Metrology”

“Metrologia Angular”

(TUBITAK, CEM, INRIM, LNE, PTB, MG, MIKES, IPQ, CEM, SMD, IK4-TEKNIKER, CMI, MWO, AIST, FAGOR, KRISS, MWO, REG(HZB))

Work Package Name (WP) Tarefas

Caracterização metrológica de autocolimadores de alta

exatidão

Análise de dados de calibração autocolimador para diferentes comprimentos de percurso do feixe

Aplicação de autocolimadores em perfilometria

Comparações de calibrações autocolimador com

pequenas aberturas em diferentes NMIs; importância do dispositivo utilizado

Investigações metrológicas de

encoders precisos de ângulo

Aplicação de técnicas de diferente medições de ângulos de referência . Verificações experimentais.

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NANoREG

- Abordagem europeia comum para os testes

regulamentares dos nanomateriais

Programa FP7-NMP ; área subprograma: NMP.2012.1.3-3

PToNANO- ISQ, IPQ, INSA, DGS

Objetivos

- Fornecer um conjunto de ferramentas e instrumentos relevantes para a avaliação de risco e tomada de decisão, na caraterização de testes de toxicidade, e medições de MNMs através da recolha de dados, incluindo a monitorização e controle de exposição, para um conjunto selecionado de nanomateriais utilizados em produtos;

-Estabelecer uma estreita colaboração entre as autoridades (legislação e/ou

normalização), indústria e ciência que levam a abordagens de gestão de risco eficiente e aplicável aos fabricantes de NMs e produtos que contenham NMs

- Desenvolver a longo prazo, novas estratégias de teste adaptados ao elevado número de nanomateriais que podem trazer impacto ambiental e de saúde.

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Divulgação à comunidade

Tipo

Entidade envolvida / Local

Palestras

Instituto Politécnico

Escola Secundária

Conferências

IPQ

Visitas ao laboratório

IPQ - DMET

Portal IPQ (Metrologia)

www.ipq.pt

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Tem sido suficiente?

Conseguimos atingir os objetivos ?

(20)

(21)

(22)

“Para concluir o trabalho a que me dediquei, só me falta um dado que possa ser considerado exacto … se pudesse indicar o perímetro exacto da respectiva base”

“Convenhamos todavia que ninguém sabe como é que se operou a transição do artefacto para o cdo de uma dada radiação. E que ninguém entende como é que as aferições do metro eram feitas com o artefacto e com interferometria, e agora criando uma situação de interferências entre duas radiações.”

Plano curricular:

Programa de Física e Química A 10º ou 11º anos

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Redefinição das unidades SI

- todas as unidades de bases deverão ser definidas em função de

constantes físicas

- todas as definições deverão declarar explicitamente a constante

física

(24)

O metro, símbolo m, é a unidade de

comprimento; a sua amplitude é obtida pela

fixação do valor numérico da velocidade da luz,

no vazio, exactamente igual a 299 792 458,

quando expressa na unidade m/s.

(25)

Proposta para uma estratégia da divulgação da disseminação da unidade

Tipo de serviço

Entidades a envolver ou ações a

desenvolver

Calibrações

Centros de investigação universitários,

Laboratórios universitários,

Laboratórios de estado.

Desenvolvimento e

investigação em

Metrologia

(26)

Proposta para uma estratégia da divulgação da disseminação da unidade

Tipo de serviço a prestar

Entidades a envolver ou ações a desenvolver

Palestras

Ensino básico,

Ensino secundário,

Ensino Universitário.

Conferência / Encontro

Ao público em geral

Visitas ao laboratório

Sala com experiências

metrológicas pedagógicas

para níveis etários

diferenciados

Ligação às Escolas

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Proposta para uma estratégia da divulgação da disseminação da unidade

Tipo de serviço a prestar

Ações a desenvolver

Informação via net

www.ipq.pt

MUPI’s

Artigos/notícias

Revistas de grande tiragem / jornais

Tipo de serviço a prestar

Entidades a envolver

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fsaraiva@ipq.pt www.ipq.pt

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