hh.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
LEGO-Modell av Watt-balansvåg
Halmstad University, School of Information Technology.
Halmstad University, School of Information Technology.
2016 (Swedish)Independent thesis Basic level (university diploma), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesis
Abstract [sv]

Inom en snar framtid planeras en omstrukturering av SI-systemet där desju fundamentala storheterna; kilogram, meter, sekund, mol, candela,ampere och kelvin, inte längre ligger som grund. Istället kommer allaSI-enheter realiseras utifrån noggrant utvalda naturkonstanter somfixerats genom reproducerbara metoder. Kilogrammet är i dagsläget denenda av storheterna som fortfarande representeras av ett fysikalisktobjekt. En av de ledande metoderna för omdefinitionen kilogrammetkallas Watt-balansvåg. Konceptet hos Watt-balansvågen går ut på attjämföra en mekanisk effekt med en elektrisk effekt, där den gemensammafaktorn mellan elektriska och mekaniska storheter är Plancks konstant. PåNational Institute of Standards and Technology (NIST) i USA har detdesignats en demonstrativ LEGO-modell av en Watt-balansvåg. På SPSveriges Tekniska Forskningsinstitut ansågs en rekonstruktion av dennaLEGO-modell vara ett intressant sätt att påbörja kompetensuppbyggnadinom omdefinition av kilogrammet. Med hjälp av LEGO-modellen är SPssyfte också att enklare kunna förklara och demonstrera funktionen hos enWatt-balansvåg för myndigheter, näringsliv och framtida innovationspartners. Syftet med projektet som beskrivs i denna rapport var attfelsöka och förbättra en påbörjad rekonstruktion av LEGO-modellen, föratt reducera ett systematiskt mätfel på 15-20% över faktisk massa. Utifrånen vetenskaplig metod utformades hypoteser över tänkbara felorsaker somtestades genom systematiska mätningar. Baserat på resultaten somerhållits har LEGO-modellens systematiska mätfel reducerats från ca15-20% över till ca 0-4% under faktisk massa. Det fortsatta systematiskamätfelet anses bero på en bestående osäkerhet i uppmätningen av ettmagnetfälts styrka i relation till en spoles karaktäristik. Värdet ges frånden inducerade spänningen över en spole med en hastighet som beräknasfrån spänningsutslaget i en fotodiod, där ett fel i bådaspänningsmätningarna tros vara orsaken. En mer omfattande analys övervad samplingstid och upplösning hos enheten för spänningsmätningar harför påverkan på denna mätning skulle kunna förbättra LEGO-modellenytterligare.

Abstract [en]

Within the near future there is a plan to reconstruct the InternationalSystem of Units (SI) where the seven base units; kilogram, meter, second,mol, candela, ampere and kelvin, will no longer serve as the foundation ofthe system. Instead all SI-units will be realized by using a number ofcarefully chosen fundamental constants of nature, which have been givenfixed values threw reproducible methods. The kilogram is presently theonly base unit still represented by a physical object. One of the leadingmethods in the pursuit of redefining the kilogram is called a Watt Balance.The concept of a Watt Balance is based on the comparison of mechanicalpower and electrical power, with the common factor between mechanicaland electrical units being Plancks constant. The National Institute ofStandards and Technology (NIST) in the USA have designed a WattBalance LEGO-model used for demonstrations. At SP Sveriges TekniskaForskningsinstitut a reconstruction of the LEGO-model was considered tobe an interesting way of starting to build a level of competence around theredifinition of the kilogram. By using the LEGO-model, SPs purpose alsoinvolves the ability to explain and demonstrate the concept of a WattBalance to authorities, companies and future innovation partners. Thepurpose of the project described in this thesis was to improve an ongoingreconstruction of the LEGO-model at SP by reducing a systematicmeasurement error at 15-20% over actual mass. Using a scientific method,theories to the causes of error were formed and tested threw systematicmeasurements. Based on the result, the systematic error have beenreduced from 15-20% over to approximately 0-4% under the actual mass.The reason for the remaining systematic error is considered being relatedto an uncertainty in the measurement of a relation between a magneticflux and an electric coil. The result from the measurement is based on theinduced voltage in a coil with a velocity calculated from the voltageoutput produced by a shadow sensor. The error is presumed to be relatedto both voltage measurements. A more comprehensive analysis regardingthe sample time and resolution of the device used in the voltagemeasurements, could improve the LEGO-model further.

Place, publisher, year, edition, pages
2016. , 61 p.
Keyword [sv]
LEGO, Kilogram, Watt-balansvåg, Plancks konstant
National Category
Physical Sciences Control Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:hh:diva-30547OAI: oai:DiVA.org:hh-30547DiVA: diva2:912815
Subject / course
Mechatronics
Supervisors
Examiners
Available from: 2016-04-26 Created: 2016-03-18 Last updated: 2016-04-26Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(6862 kB)52 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 6862 kBChecksum SHA-512
638e9ce0986cda66aa9e862a392151690e4c3f582e683cb368ffd37dc3438216ecda6284f040fa670d4d9f27006b56e0b76cedff5540685393e79308a7bca179
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
School of Information Technology
Physical SciencesControl Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 52 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

Total: 149 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf