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Forschungsnachrichten der Abteilung 1

Nachrichten aus dem Jahresbericht 2007

Grundlagen der Metrologie

Eine hohe Qualität eines Durchflussprüfstandes bestimmt sich nicht allein durch eine niedrige Messunsicherheit. Vielmehr gehören auch stabile und reproduzierbare Strömungsbedingungen am Einbauort des Prüflings dazu. Mit Hilfe einer speziell für einen solchen Zweck entwickelten LDA-Messeinheit wurden erste Profilmessungen im Hydrodynamischen Prüffeld durchgeführt.

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Im Rahmen einer Forschungskooperation mit einem führenden Waagenhersteller sowie der Technischen Universität Ilmenau und dem Internationalen Büro für Maß und Gewicht (BIPM) wurde in der PTB ein neuer 1-kg-Vakuum-Massekomparator installiert. Erste Ergebnisse nach der Inbetriebnahme ergaben für den Massevergleich von 1-kg-Massenormalen aus Edelstahl Standardabweichungen von < 0,2 µg in Luft und...

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Untersuchungen mit industriellen Durchflussmessgeräten am Hydrodrodynamischen Prüffeld (HDP) der PTB haben gezeigt, dass die häufig durchgeführten rechnerischen Korrekturen für die vor Ort herrschenden Prozessbedingungen (Medientemperatur, Prozessdruck) die Messabweichungen dieser Vergleichsmessgeräte nur unvollkommen kompensieren. Da im HDP der Einfluss der Prozessbedingungen experimentell...

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Metrologie für die Wirtschaft

Im niederfrequenten Bereich von wenigen Hertz wurden Untersuchungen an Kraftmessgeräten in einer hydraulischen Kraftmesseinrichtung durchgeführt und es wurde gezeigt, dass hier Messunsicherheiten von einigen 0,01% erzielt werden können. Um dies zu erreichen, wurde die Signalerfassung und Auswertung durch einen geeigneten Datenalgorithmus verbessert und auch der Biegemomenteneinfluss deutlich...

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Es wird ein neues, miniaturisiertes Kalibrierverfahren für Laser-Doppler-Anemometer vorgestellt, das den Zugang an beengten Messorten erlaubt. Dabei wird ein an einem Rechen angebrachter Platindraht linear durch das Messvolumen bewegt. Die Bewegung des Rechens wird interferometrisch aufgezeichnet.

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Präzisionskraftaufnehmer messen die Kraft als skalare Größe auf einer durch die Aufnehmerbauform vorgegebenen Achse. In einem Forschungsvorhaben sollen nun Aufnehmer entwickelt werden, die eine Messung des räumlichen Kraftvektors zulassen. Die PTB entwickelt dabei Kalibrierverfahren für die neuartige Messtechnik.

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Im August 2005 ist das erste auf der Grundlage eines PTB-Patentes hergestellte Wärmeleitfähigkeitsmessgerät auf den europäischen Markt gekommen. Es bietet bei einer mit herkömmlichen Geräten vergleichbaren Messunsicherheit stark verkürzte Messzeiten, eine vereinfachte Probenpräparation und, wegen des unkomplizierten Aufbaus, einen günstigeres Preis-Leistungsverhältnis.

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Metrologie für die Gesellschaft

In der Ständigen Internationalen Kommission für die Prüfung von Handfeuerwaffen (CIP) soll die Umstellung auf das piezoelektrische Gasdruck-Messverfahren an kleinvolumiger Munition abgeschlossen werden. Da die Umstellung wegen bislang unbefriedigender Messergebnisse noch nicht möglich war, wurde in der PTB ein neues Verfahren mit deutlich besseren Ergebnissen entwickelt, das zur Zeit in den...

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Am 17. und 18.11.2005 fand in der PTB der Workshop "Kavitation: Beschreibung, Quantifizierung und Standardisierung für praktische Anwendungen" unter dem - sicherlich etwas provokanten - Motto "Alle verwenden Kavitation, aber keiner versteht sie richtig" statt. 40 Teilnehmer aus Hochschulen, Forschungsinstituten und von Herstellern aus ganz Deutschland diskutierten 2 Tage intensiv über...

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Für die elektrische Prüfung von Schallpegelmessgeräten ist ein neuer Messplatz mit einer neuartigen Schnittstelle zwischen Messplatz und Schallpegelmessgerät entwickelt worden. Es werden so 25 verschiedene Messgrößen überprüft, wobei Schalldruckpegel zwischen 10 dB und 150 dB verwendet werden.

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Die Unsicherheit bauakustischer Einzahlwerte wird durch nicht vorhersagbare Korrelationseffekte beeinflusst. Für die Praxis wird daher empfohlen, entweder einen Maximalwert der Unsicherheit unter Annahme voller Korrelation zu berechnen oder aber gemittelte Unsicherheiten aus Ringversuchen als Schätzwert für die Unsicherheit zu verwenden.

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Internationale Angelegenheiten

Der erste europäische Schlüsselvergleich für Beschleunigung hatte das Ziel, die Messergebnisse einer großen Zahl europäischer Metrologieinstitute mit denen der Teilnehmer des CCAUV.V-K1 vergleichbar zu machen. Die Ergebnisse haben gezeigt, dass die Vergleichswerte (degrees of equivalence) für alle Teilnehmer im Rahmen der Messunsicherheiten kompatibel sind.

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Die PTB hat sich am CIPM Key Comparison CCM.FF-K4 beteiligt und die Volumina von drei 20-Liter-Edelstahl-Pipetten bestimmt. Die erzielten Messunsicherheitswerte von < 2·10-5 und insbesondere die sehr kleinen Abweichungen der gemessenen Volumina, im Mittel 1·10-6, von den jeweiligen "Key Comparison Reference Values" (KCRV) unterstreichen die Spitzenstellung des PTB-Pipettenprüfstandes.

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Der erste internationale Schlüsselvergleich (key comparison) CCM.T-K1 auf dem Gebiet des Drehmomentes unter Federführung der PTB (Pilotlabor) wurde im Juli 2006 abgeschlossen. Derzeit erfolgt die Auswertung der Ergebnisse und die Vorbereitung des Abschlussberichts. Bereits jetzt kann berichtet werden, dass einer der verwendeten Transferaufnehmer eine hervorragende Reproduzierbarkeit in der...

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