Métrologie dimensionnelle

Traçabilité à l'unité de longueur SI : le mètre

Le mètre est réalisé conformément à sa définition : «  Le mètre est la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée de 1/299 792 458 seconde ». En pratique, la longueur est mesurée en fonction de la longueur d'onde de la lumière d'un laser à grande stabilité dans sa fréquence de sortie. Les longueurs d'onde des lasers qui sont utilisés par le CNRC pour les étalonnages dimensionnels sont étalonnées en les comparant aux normes de fréquence/longueur d'onde optique maintenues par le CNRC. Ces normes incluent un ensemble de trois lasers à l'hélium-néon qui sont stabilisés sur une composante de transition de la bande 11-5, ligne R (127) de l'iode-127, avec une incertitude élargie relative (2s) de 4,2 x 10-11. Elles servent à étalonner la fréquence/longueur d'onde optique des lasers à l'hélium néon dans le rouge à 633 nm dont l'utilisation est répandue dans la métrologie dimensionnelle interférométrique de précision. Leur précision est garantie au moyen de comparaisons périodiques les uns avec les autres et par étalonnage direct, avec traçabilité à la seconde SI et au mètre SI, assuré au moyen d'un peigne de fréquences optiques entretenu par le CNRC. Les lasers à d'autres longueurs d'onde utilisés par le CNRC sont étalonnés directement au moyen du peigne de fréquences optiques.

Installations

Les installations du Laboratoire de métrologie dimensionnelle sont des salles blanches où la température est maintenue à 20,0 ± 0,05 °C et l'humidité, à 40 ± 2 %.

Limites

Les étalonnages dimensionnels et connexes sont effectués à 20 °C. L'objet doit être un état essentiellement neuf et est d'une qualité qui justifie le service d’étalonnage demandé. La qualité (précision) d'un objet particulier dépend normalement de l'incertitude des mesures décrites ci-dessous; les objets et instruments de mesure tels que micromètres et calibres à vernier de qualité inférieure devraient être traités dans des laboratoires secondaires accrédités par le Conseil canadien des normes et par le Service d'évaluation des laboratoires d'étalonnage (CLAS).

Incertitudes

Les incertitudes indiquées dans les descriptions qui suivent sont des incertitudes étendues correspondant à un niveau de confiance d'environ 95 %. Elles sont basées sur une distribution normale et ont été obtenues en multipliant l'incertitude-type (un écart-type) par un facteur de k = 2.

Les services des étalonnages et des frais

Si vous désirez commander un service d'étalonnage, veuillez demander une prix à la personne-ressource technique suivante :

M. Brian Eves
Téléphone : 613-991-3279
Courriel : Brian.Eves@cnrc-nrc.gc.ca

Veuillez noter que les coûts d’étalonnage indiqués N’INCLUENT PAS les frais de livraison, l’assurance ni les frais de dédouanement. Le client doit prendre des dispositions pour ces services et les payer séparément.

Numéro d'étalonnage Description Frais
A33-04-00-00 Mesures ou services dimennsionnels faits sur commande Frais sur demande
A33-04-00-01 Frais de manutention. Des frais de déballage, d'inspection et de retour sont exigés pour tout instrument ou étalon qui s'avère impossible à étalonner. Ils sont basés sur le travail effectué avant la découverte du défaut. 250 $
A33-04-00-02 Frais de montage. Pour adapter certains objets aux installations d'étalonnage existantes, il faut des installations et des montages spéciaux, et les clients sont parfois priés à payer une partie ou la totalité des coûts. Frais sur demande

Longueur d'onde/fréquence des lasers

La détermination de la fréquence et de la longueur d'onde sous vide des lasers hélium-néon stabilisés à une longueur d'onde sous vide de 633 nm et 543 nm est un service courant. Des étalonnages à d'autres longueurs d'onde sous vide peuvent être effectués sur demande.

Les étalonnages de longueur d'onde et de fréquence de laser sont effectués par les métrologues du CNRC. Veuillez consulter la page des services d'étalonnage de fréquence optique pour plus d'information.

Étalons à bouts (cales et barres étalons)

L'interféromètre d'étalonnage des étalons à bouts du CNRC accepte les étalons à bouts en acier, en carbure et en céramique. Les étalonnages interférométriques de longueur sont effectués par la méthode des fractions exactes, à l'aide d'au moins trois longueurs d'onde émises par au moins deux sources de rayonnement. Seules les cales de la meilleure qualité sont soumises à des mesures interférométriques. Elles sont d'abord inspectées pour vérifier que les surfaces des bouts sont planes et parallèles, et s'accolent à un plan optique de référence. Les cales étalons allant jusqu'à 100 mm sont étalonnées dans un plan vertical, accolé à un plan optique. L'instrument accepte jusqu'à 18 cales étalons à la fois. Les barres étalons allant de plus de 100 mm jusqu'à 1 m sont étalonnées une à la fois dans un plan horizontal, supportées à leurs points d'Airy, avec un bout accolé à un petit plan optique. L'incertitude d'étalonnage dépend de la qualité des étalons et, dans des conditions optimales, est limitée à (20 + 300 L) nm, où L est la longueur de la cale en mètres. Les étalons en acier sont désaimantés et recouverts d'un revêtement anti-rouille avant d'être retournés.

Les cales étalons rectangulaires (entre 1 mm et 100 mm) sont les plus faciles à étalonner. Les cales minces (moins de 1mm) et les cales prismatiques (section carrée) sont plus difficiles à inspecter et à mesurer.

L'étalonnage d'un jeu d'un ou de plusieurs étalons comprend la préparation des étalons à bouts (déballage, administration, montage des instruments, rapport et ré-emballage) pour laquelle les frais de manutention s'appliquent, ainsi que l'inspection et l'étalonnage de chaque type d'étalon dans le jeu.

Publications de recherche :

Numéro d'étalonnage Description Frais
A33-04-02-01 Frais de manutention et de préparation 500 $
A33-04-02-31 Étalonnage d'une cale courte (< 100 mm) 220 $
A33-04-02-35 Étalonnage d'une barre étalon (> 100 mm, jusqu'à 1000 mm) 725 $
A33-04-02-41 Étalonnage d'un jeu de 112 cales courtes 23 145 $
A33-04-02-42 Étalonnage d'un jeu de 88 cales courtes 18 335 $
A33-04-02-52 Étalonnage d'un jeu de 81 cales courtes 16 820 $
A33-04-02-55 Étalonnage d'un jeu de 9 cales courtes 2 270 $
A33-04-02-61 Étalonnage d'un jeu de 8 barres étalons 6 120 $

Personne-ressource

M. Brian Eves
Téléphone : 613-991-3279
Courriel : Brian.Eves@cnrc-nrc.gc.ca

Bureau d'affaires : MSS-SMEBusiness-Affaires@nrc-cnrc.gc.ca