Laboratorio de Mediciones AngularesUnidad y su realización

La unidad de ángulo plano del Sistema Internacional de Unidades es el radián, siendo éste el ángulo que, teniendo su vérticeen el centro de un círculo, intercepta, sobre la circunferencia de dicho círculo, un arco de longitud igual a la del radio. Se tratade una unidad SI derivada.

El radián y el segundo angular

En el Laboratorio de Mediciones Angulares se realiza la unidad de ángulo plano mediante un generador angular absolutodesarrollado por el Área, con la colaboración de empresas de nuestro país. Este generador angular tiene un campo demedida de 360º y una resolución de 0,04”, permitiendo alcanzar una incertidumbre de 0,1”.

Calibración de una escuadra óptica mediante generador angular y autocolimador fotoeléctrico

Mantenimiento de la unidad

La unidad se mantiene mediante calibración periódica de polígonos ópticos,  empleados como testigos, observando que losresultados se mantengan dentro del nivel de incertidumbre estimado. El método se basa en la particularidad de que cuandose emplea el generador angular para calibrar un polígono óptico, habitualmente con la ayuda de un autocolimador de altaresolución, a resultas de dicha calibración queda también calibrado el propio generador angular en tantos puntos como carastenga el polígono, dado que el error acumulado en los errores entre caras debe ser nulo tras un giro de 360º. Por ello, esrelativamente fácil seguir la evolución metrológica del generador angular y por tanto de la realización práctica del radián.

Asimismo, la participación en comparaciones internacionales, junto a otros Institutos Nacionales de Metrología, permite

observar las desviaciones respecto al valor de referencia de la comparación, así como las diferencias entre realizacionesprácticas de distintos laboratorios.

Trazabilidad

Aunque un ángulo puede obtenerse como cociente de longitudes (caso de las denominadas reglas y mesas de senos), elgenerador angular responde a un método absoluto, en el que los 360º de la circunferencia con ayuda de una regla circular atrazos y una unidad de lectura e interpolación, se reparten en multitud  de divisiones, proporcionando un valor mínimo depaso. En el caso del generador angular del CEM, el control electrónico e informático del mismo permite obtener el equivalentea 32,4 millones de intervalos, lo que equivale a  un paso mínimo o resolución de 0,04”.

Para la diseminación de la unidad, el laboratorio utiliza autocolimadores fotoeléctricos con resolución de 0,006” eincertidumbre del orden de  0,1”, con los que calibra mesas giratorias, autocolimadores de menor exactitud, polígonos ópticos,pentaprismas y otros patrones angulares pertenecientes a laboratorios acreditados y otras instituciones y empresas.

El laboratorio cuenta también con un interferómetro de tipo Fizeau para la determinación óptica de la planitud de las caras demedida de los patrones angulares, con objeto de evaluar correctamente la componente de incertidumbre debida a dichoefecto.

Autocolimador fotoeléctrico Elcomat HR.                          Polígono óptico de 12 caras reflectantes

 

Actividades y Objetivos

El principal objetivo del laboratorio es mantener y desarrollar la unidad de ángulo plano y diseminarla mediante calibración depatrones e instrumentos situados en niveles metrológicos inferiores, dotándolos de la trazabilidad necesaria.

Una parte importante de las actividades del laboratorio está dedicada a la búsqueda de nuevos y mejores métodos decalibración, conforme al último estado de la técnica, desarrollando los procedimientos técnicos adecuados e integrándolos en

el Sistema de Gestión de la Calidad del CEM.

Servicios

Calibraciones:Bloques patrón angulares (U ≥ 0,3")Autocolimadores fotoeléctricos (U ≥ 0,3")Polígonos ópticos (U ≥ 0,15")Escuadras ópticas (Pentaprismas)  (U ≥ 0,3")Ópticas angulares de sistemas interferométricos láser

 (U ≥ 2∙10­5) para la distancia D entre vértices de retrorreflectores (factor de corrección de la óptica) (U ≥ 0,15") para desviaciones al nominal hasta ±15º