Physikalisch-Technische Bundesanstalt

• Darstellung der Kraftskala für Druck- und Zugkräfte bis 16,5 MN
• Untersuchungen an Kraft-Normalmesseinrichtungen, Kraft-Bezugsnormalmesseinrichtungen und Kraftaufnehmern
• Spannungsberechnungen mit Hilfe der Methoden der Finiten Elemente
• Anschlussmessungen und Kalibrierungen
• Entwicklung und Untersuchung von Messverfahren und Prüfständen für die dynamische Kalibrierung von Kraftaufnehmern
• Internationale Vergleichsmessungen
• Begutachtung von Kalibrierlaboratorien für Kraft und Prüfmaschinen im Auftrag der Deutschen Akkreditierungsstelle

Die Kraft ist eine abgeleitete vektorielle physikalische Größe mit der Einheit Newton (N). Ein Newton ist definiert als die Kraft, die einem Körper der Masse 1 kg die Beschleunigung 1 m/s² erteilt.
Kraft-Normalmesseinrichtungen stellen die höchsten nationalen Normale für die physikalische Größe Kraft dar. In ihnen wird die Einheit der Kraft - das Newton - mit diskreten Werten im Messbereich von 0,5 N bis 16,5 MN realisiert.

Kraft-Normalmesseinrichtungen und -Bezugsnormalmesseinrichtungen werden messtechnisch und wissenschaftlich untersucht um die Messunsicherheiten zu ermitteln und zu reduzieren. Für die Untersuchungen werden Präzisionskraftaufnehmer als Transfernormale eingesetzt. Die Aufnehmereigenschaften wie Reproduzierbarkeit, Kriechen, Hysterese und Linarität werden dazu analysiert.

Zur theoretischen Analyse der Wirkung von Kräften in Kraft-Normalmesseinrichtungen, in Kraftaufnehmern oder komplexen Kraftmesssystemen werden numerische Berechnungsverfahren wie z.B. die Methode der Finiten Elemente eingesetzt.

Die Weitergabe der Kraftskala an Laboratorien in Forschung und Industrie erfolgt durch die Kalibrierung von Kraftmessgeräten und durch Anschlussmessungen von Kraft-Bezugsnormalmesseinrichtungen.

Für zeitlich veränderliche Kräfte ist das dynamische Verhalten der Kraftmesssysteme zu berücksichtigen. Im Laboratorium werden dafür neue Messverfahren entwickelt und Einrichtungen aufgebaut und die Frequenzgänge von Kraftmessgeräten bestimmt. Die dynamischen Kräfte werden dabei über die Beschleunigung der wirksamen Belastungsmassen ermittelt.

Internationale Vergleichsmessungen werden zur Sicherstellung einer weltweit einheitlichen Kraftskala mit Krafttransferaufnehmern durchgeführt. Die Arbeitsgruppe 1.21 ist dabei ein Pilotlabor für die CIPM und EUROMET Key Comparisons für die Meßgröße "Kraft".

Kalibrierlaboratorien werden im Auftrag der Deutschen Akkreditierungsstelle (DAkkS) begutachtet.