国家标准与技术研究所 新型NIST千分尺是一种测量细丝、细纤维和类似物体厚度的装置，其主要结构部件由因瓦合金制成，这种镍铁合金不会对微小的温度变化做出反应
因此，该测量装置比其他最先进的仪器更不容易出错
激光束从图的左侧进入，进入分束器立方体(1)，将光束分成两部分
一部分留在立方体中，从侧镜反射回中心，作为参考光束
另一部分击中回射器(2)
随着浮动支架(3)远离分束器立方体并朝向砧座(4)的后端移动，回射器和立方体分束器之间的距离发生变化(5)当两个光束合在一起时，激光器报告距离的变化
信用:NIST 国家标准与技术研究所(NIST)的研究人员开发了一种显著改进的基于激光的仪器，该仪器可以测量细钢丝、纤维和其他物体的直径，这些物体的厚度只有人类头发的三倍
该设备被称为激光测微计，其精度与最先进的同类产品相当，但更便宜、操作更简单、维护更容易
NIST科学家约翰·斯托普和泰德·多伊伦在2020年12月15日的《都市》杂志上报道了他们的发现
新型千分尺使用先进的激光位移干涉仪，依靠光来测量两个金属触点之间物体的厚度
有了新系统，研究人员可以测量任何小于50毫米宽的物体的直径，包括细电线和纤维，不确定度仅为2纳米
这比之前在NIST研发的激光千分尺的精度高一倍多
斯托普和多伊隆几乎完全用因瓦合金制造了这种新型千分尺，因瓦是一种以热稳定性著称的镍铁合金
这意味着材料不会对温度的微小变化做出反应，抵抗膨胀或收缩
因此，该测量装置比其他最先进的仪器更不容易出错
事实上，这项改进“使新的NIST千分尺达到了相当于世界上最好的水平，”斯托普说
此外，NIST千分尺更便宜，操作更简单
例如，因为NIST仪器不像其他最先进的仪器那样自动化，所以制造成本更低，设计更简单，更容易受到严格的统计控制
斯托普说:“在不破产的情况下取得世界最佳表现总是一个挑战。”
制造商正在使用比十年前更细的光纤和电线来进行光通信和片上电气网络
这推动了对激光测微计的需求，该测微计能够高精度地测量微小直径，并建立标准直径的“主”纤维，该纤维可用作评估其它纤维直径的参考
在天平的另一端，人们越来越需要测量直径为厘米的大型压力活塞和量筒的尺寸，NIST千分尺也可以测量
因为活塞施加的压力与其面积成正比，所以即使测量活塞直径的微小误差也会在计算压力时产生严重误差
测量细纤维和电线的直径是一项精细的操作，因为这些物体可以相对容易地变形或改变它们的形状
如果不考虑这些变形，它们可能导致测量尺寸的显著误差
为了解释这种变形，NIST的研究人员设计了他们的千分尺，这样他们就可以改变接触物体的力
通过测量施加不同接触力时物体直径的变化，研究人员能够推断出没有力施加在物体上时的直径，即未变形的直径
新设计允许研究人员远程操作该设备，消除了通过人类接触将热量引入系统的可能性
研究人员还设计了一种更稳定的方法，让碳化物触点固定住被测物体
所有这些改进都提高了设备的精确度
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