19.05.2004
Nach über 40jährigem Einsatz wird die im Massebereich von 20 kg bis 50 kg für den Aufbau der Masseskala und die Weitergabe der Masseeinheit verwendete 50-kg-Balkenwaage der PTB durch einen Massekomparator der neuesten Generation abgelöst. Damit findet eine dem Stand der Technik entsprechende Wägetechnologie auch in diesem Bereich Anwendung. Im Ergebnis führt der Generationswechsel zu einer deutlichen Effizienzsteigerung bei gleichzeitig verringerter Messunsicherheit.
Für den Aufbau der Masseskala und die Weitergabe der Masseeinheit im Bereich von 20 kg bis zu 5 t ist die 50-kg-Komparatorwaage der PTB von besonderer Bedeutung. Auf dieser Waage erfolgt der Masseanschluß der 50-kg-Hauptnormale der PTB. Einhundert 50-kg-Normale werden für den Aufbau der Masseskala bis zu einer Gesamtmasse von 5 t verwendet. In den Jahren von 1963 bis zum Ende des Jahres 2003 wurde als 50-kg-Waage eine gleicharmige Balkenwaage genutzt (Abb. 1). Durch mehrere technische Verbesserungen konnte die Standardabweichung dieser Waage in den letzten 20 Jahren von 10 mg auf rund 1 mg gesenkt werden. Ein ungelöstes Problem stellte jedoch die konstruktiv nicht mögliche Erfassung von Vertauschungsfehlern und die Massebestimmung von Körpern mit größeren Abmessungen, wie z. B. von Belastungskörpern für Kraftnormalmesseinrichtungen, dar. Zusätzliche Fehlereinflüsse ergaben sich aus den übereinanderliegenden Positionen der Wechseleinrichtung infolge von Temperatur-, Luftdichte- und Fallbeschleunigungsdifferenzen.
Abb. 1: 50-kg-Balkenwaage (August Sauter KG) mit Bestückungseinrichtung
Abb. 2: 64-kg-Komparator AX64004 (Mettler-Toledo GmbH) mit Bestückungseinrichtung
Seit dem Ende des Jahres 2003 verfügt die PTB über einen neuen 64-kg-Komparator (Abb. 2). Dieser Komparator bietet für die gegebenen Anwendungen wesentliche Verbesserungen, wie z. B. eine automatische Wechseleinrichtung mit 4 Positionen, die Möglichkeit zur Vertauschung der Positionen, eine Höchstlast von 64 kg, ein modernes und schnelles Wägesystem mit Schaltgewichten (250-g-Schritte), eine Verringerung der Standardabweichung auf unter 0,4 mg und die Möglichkeit zur Wägung von Messobjekten mit im Vergleich zu herkömmlichen 50-kg-Normalen deutlich größeren Abmessungen.
Belastungskörper, die in Kraftnormalmesseinrichtungen zur Darstellung und Weitergabe der Kraftskala verwendet werden, können mit dem neuen Komparator bis zu einem Durchmesser von 350 mm und mit Hilfsmitteln bis zu einem Durchmesser von 800 mm bestimmt werden.
Damit zukünftig die Massebestimmung im Bereich von 20 kg bis zu 5 t in einem Gebäude erfolgen kann, wurde der neue 50-kg-Messplatz zusammen mit einem Volumen- und einem Suszeptibilitätsmessplatz sowie einer Krananlage in unmittelbarer Nähe zur 5-t-Waage der PTB aufgebaut. Aufwendige Transporte der einhundert 50-kg-Normale entfallen hierdurch. Auf Grund des effizienteren Wägesystems und der erheblichen Vereinfachung der Arbeitsabläufe konnte der Zeitaufwand für die Durchführung der im Rahmen der Qualitätssicherung regelmäßig erforderlichen Rekalibrierungen der einhundert 50-kg-Normale um mehr als 60% reduziert werden.
Ansprechpartner:
M. Borys, FB 1.1, AG 1.11, E-Mail: michael.borys(at)ptb.de