Ein Kraft-Hebel-System zur genauen Messung von Drehmomenten unter Mehrkomponentenbelastung
Die rückführbare Messung von Drehmomenten größer 2MN ∙ m ist z. B. für die Windenergiebranche von enormer Bedeutung. Die neue PTB-Erfindung ermöglicht die Rückführung durch eine Zerlegung des Drehmoments in mehrere Kraftsignale, die über eine definierte Hebellänge gemessen werden. Außerdem ist der Drehmomentsensor in der Lage, die meisten Störkomponenten zu entkoppeln. Daraus ergibt sich eine genaue Methode mit einer Messunsicherheit von höchstens 1 %.
Spannungsteiler mit eigener Rückführung spart Zeit
Zur Messung von hohen Spannungen im Bereich von 200 kV müssen Spannungsteiler verwendet werden. Sie teilen große Spannungen in kleinere auf, die erst dann vermessen werden können. Dabei bestimmt der Teilungsfaktor die Signalgröße und muss durch regelmäßiges Kalibrieren an nationalen Normalen präzise bestimmt werden. Forschern der PTB ist es gelungen, einen sich selbst rückführbaren Spannungsteiler zu entwerfen, der flexibel in Prüflaboratorien einsetzbar ist. So wird der operative und zeitliche Aufwand einer Kalibrierung eingespart.
Einbau vermischt Fluide auf kurzer Strecke
Herkömmliche Mischvorgänge aerosoler oder fluider Medien z. B. in der Abgasmesstechnik werden derzeit durch eine seitlich zur Strömungsstrecke eingespeisten Einströmung erreicht. Dabei wird eine homogene Vermischung erst durch lange Wegstrecken im Strömungskanal erreicht. Durch den neuen PTB-Einbau reduziert sich diese Vermischungsstrecke, wodurch Materialkosten und Platz gespart werden. Außerdem wird jetzt eine vollständige Durchmischung zweier Ströme ohne Bildung von Grenzschichten ermöglicht.
Effizientere Ebenheitsmessung durch das Tiltmeter-EADS
Derzeit werden Ebenheitsmessungen hauptsächlich mit teuren Autokollimatoren oder Interferometern realisiert. Die PTB-Erfindung „Tiltmeter-EADS“ (Exact Autocollimation Deflectrometric Scanning) ermöglicht die Vermessung der Oberflächentopografie großer Flächen ohne solche komplexen optischen Systeme. Der vereinfachte Aufbau der PTB-Technologie verwendet einen Autokollimator lediglich als Nullinstrument, während die eigentliche Messung bzw. die Neigungsbestimmung des Probentisches über ein Tiltmeter ausgeführt wird. Damit greifen die Forscher auf einfachere Komponenten zurück, um schnellere und präzisere Messergebnisse zu erhalten. Der neue Aufbau ermöglicht zudem eine Kostenreduktion gegenüber herkömmlichen Systemen.
3D-AFM: Verbesserte 3D-Empfindlichkeit
Die heutige Rasterkraftmikroskopie beziehungsweise atomic force microscopy, kurz AFM, steht vor der Herausforderung dreidimensionale Strukturen zuverlässig zu messen. Bisher funktioniert das nicht ganz fehlerfrei: handelsübliche Kantilever, das ist die Messnadel eines AFM, reagieren unausgeglichen, wenn sie Kräften der drei Raumdimensionen ausgesetzt sind. Forscher der PTB lösen dieses Problem mit neuen Kantilevern: Diese reagieren dank ihrer neuen Struktur sensitiver bei dreidimensionalen Einflüssen und rutschen nicht beim Rastern von Schrägen unterschiedlicher Steigungen.
Interface für inkrementale Drehgeber
In Kraftwerkswarten, Anlagensteuerungen und vielen Kontrollräumen finden sich noch tausende von analogen Drehregelungen. Um hier eine digitale Umrüstung zu ermöglichen, dabei aber die Vorteile eines feinfühligen Drehpotentiometers zu erhalten, hat die PTB ein Umrüst-Set entwickelt, das mit vielen digitalen Ansteuerungen kompatibel ist.
Kalte Kabel für „trockene“ Kryostate
In modernen Tieftemperatursystemen werden zunehmend „trockene“ Kryostate verwendet, die im Vakuum, allein durch direkten thermischen Kontakt, kühlen. Kabel und elektrische Leitungen können dabei den Kühlprozess behindern, wenn sie nicht an geeigneten Stellen von der Raumtemperatur auf die Betriebstemperatur abgekühlt werden. PTB-Forscher entwickelten deshalb zwei neue Konstruktionen zur thermischen Kontaktierung von Rund- und Flachbandkabeln. Wärmeflüsse, die über die Zuleitungen zu einem Sensor gelangen, können mit der neuen Technologie minimiert werden. Das ist besonders hilfreich bei einer Temperatur unter 4 Kelvin.
Mehr Sicherheit für Messgeräte durch Hash-basierte Prüfung
Nach dem neuen Mess- und Eichgesetz muss die Software in einem Messgerät regelmäßig auf Datenintegrität überprüft werden. PTBForscher entwickelten für diese Überprüfung ein sicheres Verfahren. Genutzt wird dabei anstatt der herkömmlichen Checksummen- Berechnung eine robustere Hash-Überprüfung mittels Seperationskernen. Das garantiert mehr Sicherheit gegen Manipulationen durch intelligente Schadsoftware und spart Platz für das Speichern der Dateisystemstruktur. Für die geplante Überprüfung von Messgeräten über riskante, offene Netzwerke, z. B. über Cloud-Systeme, gewährleistet das neue PTB-Verfahren eine ausreichende Daten-Sicherheit. Umständliche Vorort-Prüfungen könnten somit völlig entfallen.