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Aufgaben der PTB

Kein wissenschaftliches Experiment, kein industrieller Prozess und kein Waren- und Güterverkehr kommt ohne Quantifizierung aus. Messtechnik und ihr wissenschaftliches Rückgrat, die Metrologie, sind heute nahezu zu einer Selbstverständlichkeit geworden. Doch diese Selbstverständlichkeit präziser und vertrauenswürdiger Messungen muss erarbeitet werden; und dies nicht nur einmal, sondern fortwährend – synchron zu ständig steigenden Genauigkeitsanforderungen der „metrologischen Kunden“. Der Auftrag an ein nationales Metrologieinstitut (NMI) wie die PTB lautet daher, für ein ständiges Funktionieren zu sorgen, mithin für eine zuverlässige und fortschrittliche messtechnische Infrastruktur, die sowohl den Ansprüchen der Wissenschaft und der Hightech-Industrie auf der einen Seite als auch den alltagsnahen Randbedingungen des gesetzlichen Messwesens auf der anderen Seite genügt. Unter dem Dach PTB sind alle diese Facetten vereint.

Das "neue" SI

Sieben Einheiten bestimmen die Basis allen Messens. Aber diese Basis ist stellenweise wackelig. Ein Umbau des Internationalen Einheitensystems steht bevor – durch die Anbindung der Einheiten an fundamentale Konstanten der Natur. Die wissenschaftliche Herausforderung liegt darin, die Basiseinheiten auf ein möglichst festes, unverrückbares Fundament zu stellen, so wie es für die Sekunde und den Meter mit dem Bezug auf atomare Anregungen bzw. zur Lichtgeschwindigkeit bereits gelungen ist. An diesem aktuellen Umbau des Einheitensystems ist die PTB maßgeblich beteiligt: etwa mit dem Avogadro-Projekt zur Neudefinition von Kilogramm und Mol, dem Projekt „Boltzmann-Konstante“ zur Neudefinition des Kelvin und bei dem Versuch, das Ampere auf die Elementarladung des Elektrons zurückzuführen.

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Weitere Informationen

Opens internal link in current windowKapitel Forschung & Entwicklung

Opens internal link in current windowDas Avogadro-Projekt

Opens external link in new windowBIPM-Informationen zum SI

Opens external link in new windowLe Système international d’unités.
8e édition, www.bipm.org, 2006 (die sogenannte „SI-Broschüre“, französisch und englisch)

Initiates file downloadDas Internationale Einheitensystem (SI)
Deutsche Übersetzung der BIPM-Broschüre „Le Système international d’unités/The International System of Units (8e édition, 2006)“. In: PTB-Mitteilungen. 117, Nr. 2, 2007 (übersetzt von Cécile Charvieux) (Online-Version (PDF-Datei, 1,4 MB)

Messung der elektromagnetischen Verträglichkeit

Im Einheiten- und Zeitgesetz werden der PTB die Darstellung und die Weitergabe der Einheiten überantwortet. Eine physikalische Einheit darzustellen bedeutet, ein nationales Normal für diese Einheit (bzw. nationale Normale für die gesamte Skala dieser Einheit) zu entwickeln, zu betreiben und zu bewahren. Die Einheiten weiterzugeben bedeutet, Brücken von dieser Insel höchster Genauigkeit in die Welten der Anwendung zu schlagen, etwa in die Industrie mit ihren vielfältigen messtechnischen Anforderungen. Dies leisten Kalibrierungen, wobei die PTB – an der Spitze der metrologischen Hierarchie stehend – sich auf Kalibrieraufgaben beschränkt, bei denen tatsächlich höchste Genauigkeitsansprüche zu erfüllen sind. Die PTB arbeitet hier nach dem Subsidiaritätsprinzip: Kann ein externes Kalibrierlaboratorium die Messaufgabe mindestens so gut wie erfordert erfüllen, überlässt die PTB diesem den Vortritt. Und so wenden sich einerseits Industrieunternehmen aus Hightech-Branchen mit Kalibrierwünschen an die PTB, andererseits vor allem akkreditierte Kalibrierlaboratorien, die ihre eigenen Bezugsnormale regelmäßig kalibrieren lassen müssen, um so die Rückführung auf die nationalen Normale zu erhalten, wie es die einschlägigen Normen der QM-Systeme fordern.

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Die PTB schützt Mensch und Umwelt

Wie hoch ist die aktuelle Strahlenbelastung der Umwelt durch natürliche und künstliche Radioaktivität? Welche Stoffe blasen wir in welcher Konzentration aus Auspuffen und Fabrikschornsteinen in die Luft? Mit welchen Maßnahmen können wir den Lärm in unserer Arbeits- und Mobilitätswelt verringern? Wie lassen sich Explosionen in chemischen Produktionsanlagen, Gaspipelines oder in anderen zündfähigen Atmosphären vermeiden oder eindämmen? Die Möglichkeiten des präzisen und vertrauenswürdigen Messens sind die Voraussetzung, um solche Risiken zu quantifizieren. Und so stellt die PTB in Deutschland die metrologische Basis zur Überwachung der Umwelt und zum Schutz des Menschen bereit – etwa mit ihrer Spurenmessstelle für radioaktive Stoffe in der Luft, mit den durchgeführten Bauartprüfungen von Abgasmessgeräten und all den Möglichkeiten ihrer chemischen Analytik, mit ihren Schall- und Ultraschallmessungen oder mit ihrem großen Know-how in der physikalischen Sicherheitstechnik und dem Explosionsschutz.

Transatlantische Messbrücke: Seit dem Jahr 2000 müssen Prüfungen eines Messgeräts, das von Deutschland in die USA exportiert wird (oder umgekehrt), nach dem Überschreiten der Grenze nicht mehr wiederholt werden. (Abb.: PTB)

Wenn zwei miteinander kommunizieren wollen, sollten sie dieselbe Sprache sprechen. In der wissenschaftlich-technischen Welt, in der Dinge arbeitsteilig produziert, quantifiziert und bewertet werden, stellen Messergebnisse eine solche Sprache dar. Ein weltweit einheitliches Maßsystem ist, zumal in Zeiten der Globalisierung, daher unabdingbar. In der Praxis kommt eine weltweite Einheitlichkeit erst durch konkrete Kooperationen, zahlreiche vertrauensbildende Maßnahmen und transparente Messergebnisse zustande. Die PTB kooperiert mit den nationalen Metrologieinstituten (NMI) bei zahlreichen gemeinsamen Forschungs- und Entwicklungsprojekten und sie ist auf internationaler Skala fest in die metrologischen Strukturen eingebunden.

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Kalibrierung eines Kraftaufnehmers in Chile
Kalibrierung eines Kraftaufnehmers in Chile

Die PTB ist in zahlreichen Entwicklungs- und Schwellenländern aktiv und fördert Projekte zum Aufbau einer Qualitätsinfrastruktur im Rahmen der deutschen Entwicklungszusammenarbeit. In den 1960er Jahren stand noch der Technologietransfer und der Aufbau von metrologischen Partnerorganisationen im Vordergrund. Heute geht es vor allem um den bedarfsgerechten Auf- und Ausbau aller relevanten Institutionen der Qualitätsinfrastruktur in den Partnerländern, um deren Vernetzung untereinander sowie um die Nutzung der QI-Dienstleistungen durch die Anwender. Die PTB berät Partnerregierungen und Ministerien, fördert die Institutionen der Qualitätsinfrastruktur und unterstützt auch kleine und mittlere Unternehmen – eine Arbeit, die weltweit sehr geschätzt wird und deren Erfolg sich auch darin spiegelt, dass viele Partnerländer der ersten Jahre wie Argentinien, Brasilien, China, Indien, Mexiko, Südkorea, später auch Kenia und Südafrika, heute ihre Interessen als Vollmitglieder in den entsprechenden internationalen Fachorganisationen vertreten.

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