Fundamentals of Metrology
Investigation of the dynamic behaviour of the 250 kN shock force calibration device
In the scope of the characterization of the dynamic behaviour of this calibration device with a mounted force transducer, different experimental measurements were carried out and the strongest modal oscillations were identified. Using the example of a heavy force transducer of 25 kg, the observed modal behaviour was confirmed by finite element modelling. Further experiments showed that the coupling resonance of the mounted transducer strongly depends on the mechanical adaptation and the mounting torque applied.
Determination of Mass Moment of Inertia and Torsional Stiffness for Modelling a Dynamic Torque Measuring Device
In the context of the European Metrology Research Programme (EMRP), the Joint Research Project IND09 focuses on the dynamic measurement of mechanical quantities (force, pressure, torque). For the determination of model parameters of a dynamic torque measuring device, the mass moment of inertia and torsional stiffness properties are to be determined. For this purpose two measurement set-ups were developed.
Neues Doppler-Lidar-Transfernormal zur rückgeführten Messung von Windgeschwindigkeiten
Zur Beurteilung der Wirtschaftlichkeit von Windparks werden Windpotentialanalysen durchgeführt, die bislang auf der Messung von Windgeschwindigkeiten mithilfe von Messmasten beruhen. Durch ein in der PTB entwickeltes Doppler-Lidar-System zur rückgeführten bodengestützten laseroptischen Windgeschwindigkeitsmessung könnten in Zukunft aufwendig zu errichtende Messmasten entfallen.
Printed scattering particles for LDA calibration
For the first time printed scattering particles have been used for the calibration of Laser Doppler Anemometers (LDA). They are to contribute to a better reproducibility of calibration results of various LDA systems.
Dynamic effects on the traceability of fluid flow measurements
The current state-of-the-art approach to provide traceability of flow standard facilities – based on the SI units mass, density, temperature and time – relies, in practice, on applying purely static traceability chains of the measurands which are involved in fluid flow measurement. Even a mere model-based theoretical consideration clearly shows that dynamic influences or disturbing effects occur. The essential and dominant erroneous impacts are primarily caused by temporal variations of the reference flowrate generated in the facility in question.
PTB-Referenzanlage für Fahrzeuggeschwindigkeiten durch GPS-Inertialsystem eindrucksvoll bestätigt
Für die auf piezoelektrischen Drucksensoren basierende Referenzanlage der PTB für Fahrzeuggeschwindigkeiten wurde das Messunsicherheitsbudget durch Vergleiche mit einem hochwertigen GPS-Inertialsystem verifiziert.
Characterization of high intensity focused ultrasound (HIFU) fields using a broadband membrane hydrophone and numerical modeling
The numerical simulation of a non-linear parabolic equation (the KZK equation) can be favorably applied to the determination of extremely high pressure amplitudes of modern therapeutic ultrasound devices and complement the experimental hydrophone measurement technique.
Metrology for Economy
Verbesserte Rückführung von Prandtlschen Staurohren mittels Laser-Doppler-Anemometrie
Die als Pitot-Static-Tubes bezeichneten Prandtlschen Staurohre werden derzeit fast ausschließlich in den akkreditierten Kalibriereinrichtungen der Windenergiebranche als Bezugsnormale für die Kalibrierung von allein in Deutschland weit über 10.000 Anemometern eingesetzt. Vergleichsmessungen mit Laser-Doppler-Anemometern als Transfernormalen haben gezeigt, dass sich mit Prandtlschen Staurohren auf die SI-Einheiten rückführbare Strömungsgeschwindigkeitsmessungen mit Messunsicherheiten im Promillebereich erzielen lassen.
PTB organizes the first DAkkS interlaboratory comparison for the determination of the magnetic properties of mass standards
Nine accredited calibration laboratories will participate in the first interlaboratory comparison organized within the scope of responsibility of the Deutsche Akkreditierungsstelle GmbH (German Accreditation Body - DAkkS) to determine the magnetic properties of mass standards. PTB assumes the role as pilot laboratory regarding the preparation, coordination and evaluation of the comparison measurements.
Successful comparison measurements between DAkkS-accredited laboratories for accelerometer calibration and the PTB
A series of comparison measurements between the DAkkS-accredited calibration laboratories for the unit of acceleration and the PTB confirms the high quality level of the German traceability system in this field. The excellent results have been published internationally.
Influence of humidity on precision torque transducer easily measurable
Precision torque transducers based on strain gauges can, as far as they are not hermetically enclosed, be influenced by the humidity contained in the ambient air. Measuring the humidity coefficient which describes this property has, so far, only been possible by means of very tedious procedures. Hence, accredited calibration laboratories were, for financial reasons, not able to measure this coefficient. Since, however, sometimes humidity-sensitive torque transducers are used as references in calibration laboratories, the contribution of humidity influences to the measurement uncertainty has to be determined. PTB has therefore tested simplified measurement methods for their suitability.
Neue Kalibrierverfahren für kritisch betriebene Düsen mit inerten Gasen
Im Rahmen des Leistungsangebots der PTB können Kalibrierungen von kritisch betriebenen Venturidüsen mit inerten Gasen und Gasgemischen im Druckbereich von p = 0,8 bar bis 6 bar und bis zu einem Durchfluss von Q = 10 m³/h im Normzustand standardmäßig durchgeführt werden.
New facility for the combined generation of force and torque
After a complex planning phase, the implementation of a machine allowing both longitudinal force and torque to be generated simultaneously is entering into its final phase. The measurement facility extends PTB's measuring capabilities for the calibration of so-called "multi-component sensors".
Forschungsvorhaben zur Messkapselproblematik von Wasser- und Wärmezählern erfolgreich abgeschlossen
Auf der Grundlage eines umfangreichen Messprogramms und unter Einbeziehung moderner laseroptischer Verfahren zur Diagnose der Strömungsbedingungen vor und im Inneren der Zähler konnte der Nachweis erbracht werden, dass Wasser- und Wärmezähler auch in Messkapselausführung den messtechnischen Anforderungen der Europäischen Messgeräterichtlinie MID an Wasserzähler entsprechen.
Metrology for Society
Ballistische Experimente an Glasrepliken 300.000 Jahre alter, steinzeitlicher Levallois-Pfeilspitzen für die Archäologie
In Kooperation mit dem Römisch-Germanischen Zentralmuseum (RGZM) in Neuwied wurde im Rahmen eines DFG-Projektes ein Verfahren für reproduzierbare ballistische Experimente mit steinzeitlichen Speerspitzen entwickelt. Die Originale aus der Altsteinzeit waren zum einen individuell unterschiedlich, zum anderen war eine Zerstörung der Originale zu vermeiden. Daher dienten entsprechende identische Glasrepliken als reproduzierbare Versuchsobjekte. Die Speerspitzen wurden an einem kurzen Schaft befestigt, mit einer Druckluftbeschleunigungsanlage auf definierte Geschwindigkeiten gebracht und auf ein simuliertes Ziel gerichtet. Mit den Experimenten wurde dann ein systematischer Zusammenhang zwischen den Bruchspuren an den Pfeilspitzen und den ballistischen Parametern bzw. dem Jagdverhalten hergestellt.
Einfluss einer Motorrad-Schräglage auf Geschwindigkeitsmessungen mit Videonachfahrsystemen
Bei der Verwendung von Videokrädern für die Messung der Geschwindigkeit von Fahrzeugen ergibt sich der Schräglageneffekt, eine von der Schräglage abhängige Verringerung des Abrollumfangs. Um Benachteiligungen von Betroffenen auszuschließen, sind daher Einschränkungen in der Anwendung erforderlich. Die PTB hat jetzt detaillierte Experimente zum Schräglageneffekt durchgeführt und ausgehend von den Ergebnissen ein Verfahren entwickelt, den Effekt ohne zusätzliche Sensoren zu kompensieren.
Uncertainty with Certainty
On PTB's initiative, the treatment of measurement uncertainties in the standardization of electroacoustic devices is soon to become understandable for everyone.
Pure-tone and narrow-band-test-signal audiometry: Calibration and measurement uncertainties
Determining the threshold of hearing with pure-tone stimuli is the most widely used and most fundamental audiometric procedure. As for all measurement procedures, correct calibration plays a decisive role for the reliability of the results obtained. In the new version of EN ISO 8253-1 (Acoustics – Audiometric test methods – Part 1: Basic pure-tone air and bone conduction threshold audiometry), additional statements are made in order to draw up a measurement uncertainty budget complying with the requirements of the "Guide to the expression of uncertainty in measurement" (GUM). Our research work has shown that the interindividual differences in the geometry of the ear canal lead to an uncertainty of the hearing threshold determination that increases along with frequency. Relating the individual hearing threshold to the individual eardrum sound pressure (instead of using mean reference hearing thresholds) would allow the hearing threshold to be determined more accurately.
Geschwindigkeits- und Abstandsmessung von Kraftfahrzeugen an schwierigen Fahrbahnabschnitten
Bislang konnte eine videobasierte Geschwindigkeits-und Abstandsmessung von Kraftfahrzeugen nur an Fahrbahnabschnitten mit nahezu kurvenfreiem und flachem Verlauf durchgeführt werden. Jedoch sind es gerade Autobahnabschnitte mit engkurvigen, hügeligen und Querneigungs-Verläufen, an denen es zu verstärktem Unfallgeschehen kommt. Durch die Erweiterung der Bauartzulassung für das Verkehrs-Kontroll-System (VKS) der Fa. VIDIT können jetzt auch Geschwindigkeits- und Abstandsmessungen an diesen häufig unfallträchtigen Streckenabschnitten durchgeführt werden.
Reference hearing thresholds for otoacoustic emission ear canal probes
The reference hearing thresholds for a commercially available otoacoustic emission probe were determined. This will enable the application of this probe also in subjective hearing tests.
Erstmalige Messung des Leistungseintrages eines Phakoemulsifikationsgerätes in das Auge
Der graue Star (Katarakt) zählt zu den häufigsten Erkrankungen im Alter und ist durch eine Trübung der Augenlinse gekennzeichnet. Im Fall einer deutlichen Absenkung der Sehschärfe wird die getrübte Augenlinse mittels Ultraschall entfernt (Phakoemulsifikation) und durch eine Kunststofflinse ersetzt. Als Komplikationen während der Operation können hierbei thermische Schäden auftreten. An der PTB wurde nun erstmals die durch Phakoemulsifikationsgeräte eingebrachte Leistung gemessen und damit eine Abschätzung über das thermische Schädigungspotential ermöglicht.
Installation noise measurements according to the new standard lead to values 2 dB larger on average
It could be shown by a comprehensive measurement program and additional computer simulations that the installation noise levels according to the new standard DIN EN ISO 10052 are larger by 2 dB than the levels determined in accordance with the old standard DIN 52219.
International Affairs
Aktuelles aus der OIML
Vom 1. bis 5. Oktober 2012 fanden die 14. Konferenz der Internationalen Organisation für das gesetzliche Messwesen (OIML) und die 47. Sitzung des Internationalen Komitees für das gesetzliche Messwesen (CIML) in Bukarest, Rumänien, statt. Insgesamt nahmen knapp 170 Delegierte und Beobachter aus 48 (von 57) Mitgliedstaaten, 12 korrespondierenden Mitgliedstaaten sowie mehreren internationalen Organisationen teil. Die wichtigsten Entscheidungen und Entwicklungen werden nachfolgend vorgestellt.
Wissenschaftliche Zusammenarbeit zwischen der PTB und dem NPL Indien bei der Darstellung der Kraft
Die präzise Messung von Kräften ist für viele Produktionsprozesse sowie in der Forschung und Entwicklung eine Voraussetzung für beste Arbeitsergebnisse. Neben der Qualität der Kraftmessgeräte ist die exakte Definition der Krafteinheit Newton in den nationalem Metrologieinstituten von großer Bedeutung. Insbesondere aufstrebende Länder wie Indien bauen in den letzten Jahren dazu neue Anlagen auf, mit deren Hilfe bessere Produkte für eine höhere Lebensqualität entstehen sollen. Für das dortige Staatsinstitut wurde von einer deutschen Firma eine neue Kraft-Normalmesseinrichtung entwickelt, die besonders wirtschaftlich mit hoher Genauigkeit einen großen Anwendungsbereich abdeckt. Die Bestimmung der Messunsicherheiten dieser Anlage in Neu-Delhi wurde in einem Forschungsprojekt zusammen mit der PTB durchgeführt.
Neue CCM-Richtlinie zur Verbesserung der Messunsicherheitsbestimmung bei Durchflussmessungen
Anlässlich der 8. Sitzung der WGFF im Juni 2012 in Colorado Springs/USA wurden konkrete Vorschläge zur Umsetzung der aktuellen Dokumente von CIPM und ILAC bezüglich der für CMC-Einträge und in Kalibrierzertifikaten anzugebenden Messunsicherheiten speziell für den Bereich der Durchflussmessung diskutiert und in Form einer entsprechenden Richtlinie zusammengefasst.
Start of the EMRP Project "NewKILO"
On 01 June 2012, the European research project "Developing a practical means of disseminating the new kilogram" (EMRP/SIB05) started with the participation of fourteen partners from thirteen countries.
International Workshop "Dosimetry for Ultrasound Therapy"
A 2-day workshop was held in Heidelberg, Germany on 14th and 15th of June 2012 on the topic of exposure and dose for therapeutic ultrasound: 37 experts from 26 institutions in 9 countries participated. The workshop was the first stage of an international European Metrology Research Programme (EMRP) project "Dosimetry for Ultrasound Therapy" (www.DUTy-project.eu).
Successful completion of a European collaboration on high-intensity therapeutic ultrasound (HITU)
High-intensity therapeutic ultrasound (HITU) is a non-invasive and non-ionizing therapy method in which locally very high ultrasonic intensities (> 10 kW/cm²) can be produced in the body by focusing an ultrasonic field. These high intensities then induce, for example, necrotization and thus the destruction of tumor tissue. Although the number of applications is constantly increasing, there are hardly any reliable measurement methods for the characterization and evaluation of HITU devices yet.
Archive of scientific news | Annual reports
Archive of Scientific news from the Annual reports
© Physikalisch-Technische Bundesanstalt, last update: 2012-11-23, Webmaster Abteilung 1
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