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Neue primäre Methode zur Druckmessung entwickelt

31.03.2020

Quasi als Nebenprodukt bei den Arbeiten zum „neuen“ Kelvin haben PTB-Wissenschaftler eine völlig neuartige Methode zur Druckmessung realisiert und darüber in Nature Physics berichtet. Das Verfahren beruht auf der Dichtebestimmung des Messgases Helium mittels einer Kapazitätsmessung. Gemessen wird, inwieweit das Gas zwischen den Elektroden die Kapazität eines hochstabilen, speziellen Kondensators ändert. Weil in diese Methode nur eine universelle Eigenschaft von Heliumgas eingeht, die über die Dielektrizitätskonstante ausgedrückt wird, ist sie eine primäre Methode.

Eines der neu entwickelten hochgenauen Kolbenmanometer

Eines der neu entwickelten hochgenauen Kolbenmanometer

Damit hat die PTB einen bahnbrechenden theoretischen Ansatz, der bereits 1998 von Mike Moldover am amerikanischen Metrologieinstitut NIST formuliert worden war, zum ersten Mal in die Praxis umgesetzt.

Die neue Methode der Druckmessung kann zur Überprüfung der genauesten Druckmessgeräte dienen, bei denen die PTB weltweit führend ist. Eine solche Überprüfung war bisher nur im Bereich bis 100 000 Pascal möglich, nun aber bis 7 Millionen Pascal. Damit wurde zum ersten Mal ein Vergleich zwischen mechanischer und elektrischer Druckmessung mit einer relativen Unsicherheit von weniger als 5 Millionstel durchgeführt. Zudem bietet die neue Methode einzigartige Möglichkeiten zur Untersuchung von Helium, einem wichtigen Modellsystem in der Grundlagenphysik.

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