STAGE Etude d’une balance de Kibble monomode

Contexte du stage :
Le domaine des masses et des grandeurs apparentées est entré dans l’ère quantique le 20 mai 2019 avec la mise en vigueur de la définition du kilogramme en termes de la constante de Planck h, valeur que les travaux du LNE au moyen de la balance de Kibble ont contribué à fixer.
Une piste possible d’amélioration des balances de Kibble est d’utiliser le même dispositif pour la comparaison de forces (« phase statique » et pour le déplacement (« phase dynamique »).
Missions :
En s’appuyant sur l'expertise du département, l’objectif du stage est de tester la faisabilité d’une mesure de masse à l’aide d’un prototype de balance de Kibble monomode comportant notamment un système de guidage, un circuit magnétique et une bobine circulaire, un actionneur électromagnétique, un système de mesure de position et une source de courant.
Il s’agira alors, à partir du dispositif existant, de poursuivre l’implémentation, l’interfaçage et la
programmation des instruments de mesure, de manière à réaliser en particulier :
- Des mesures de position du système de guidage, au moyen d’un codeur linéaire ou d’un
interféromètre commercial ;
- Des « phases statiques » où un asservissement de courant permet de maintenir le système de
guidage à une position verticale fixe ;
- Des « phases dynamiques » où un contrôleur commercial (dont les paramètres doivent être
optimisés) permet de déplacer le système de guidage à une vitesse fixe ;
- Des comparaisons de forces et caractériser les différents paramètres métrologiques de la
balance : répétabilité, sensibilité ;
- Des déplacements de la bobine dans son circuit magnétique en mesurant les tensions induites
et les vitesses de déplacement et évaluer la réjection du bruit.
Alors, il sera possible de comparer les résultats obtenus avec la balance et un étalon de masse raccordé
grâce à la chaine de dissémination actuelle.