로 플랫크 상수를 거의 130 년 동안 측정 한 킬로그램은 파리 바깥 쪽의 금고에 앉아있는 작은 백금 및 이리듐 실린더에 의해 정의되었습니다. 모든 측정 단위는 재현 가능한 물리적 현상에 의해 정의됩니다. 두 번째는 세슘 원자의 정확한 수의 진동수이고, 미터는 1 / 299792458th에서 1/29792458에서 길이가 있습니다. 킬로그램 만 NIST 및 International Committee of Weights 및 단계위원회가 Planck 상수의 함수로 정의 할 때까지 실제 대상으로 정의됩니다. 어떻게 계획을 지속적으로 측정합니까? 와트 밸런스가 있습니다. 당신은 어떻게 와트 균형을 만들습니까? 물론 레고와 함께.
와트 밸런스는 한 무게가 알려진 질량의 다른 무게와 비교 될 수있는 이중 무장 스케일처럼 보입니다. 두 개의 팔을 사용하는 대신, 와트 밸런스는 코일을 흐르는 전류로 균형을 이루고 하나의 팔을 가지고 있습니다. 균형의 기계적 전력은 균형 판 위에있는 모든 것에 의해 가져온 다음 전력과 비교할 수 있으며 결국 Planck 상수를 일정시킬 수 있습니다. 이것은 곧 킬로그램의 공식적인 정의의 일부가 될 것이며, 예,이를 측정하는 장치는 LEGO에서 벗어날 수 있습니다.
레고 와트 균형의 유일한 주요 비 레식 부품은 PVC 파이프와 몇 개의 네오디뮴 자석 주위에 감겨 진 코일의 몇 가지 코일입니다. 이들은 균형의 양쪽 팔에 배치되며 한 쌍의 레이저는 균형의 두 팔이 수평인지 확인하는 데 사용됩니다. 데이터는 LabJack 및 Phidget의 아날로그 핀을 통해 코일을 측정하여 수집됩니다. 일단 각 코일에서 유도 된 전압과 전류가 측정되면, 와트를 계산 한 다음, 플래시 일정하고, 마지막으로 밸런스 팬의 질량이 실제, 이상화 된 킬로그램에 얼마나 닫히는지를 계산할 수 있습니다. LEGO에서 만들어 졌음에도 불구 하고이 시스템은 그램 질량을 1 % 불확실성을 측정 할 수 있습니다.
저자들은 레고 부품 목록을 포함했으며, 그 중 많은 것은 8 살짜리의 옷장에서 레고의 어떤 거대한 욕조에서 발견 될 수 있습니다. BOM의 유일한 비용이 많이 드는 항목은 16 비트 USB DAQ입니다. 그 외에도 누구나 빌드 할 수있는 것입니다.
팁을 위해 [Matt] 감사합니다.