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Erfolgreicher Ringvergleich zwischen den DAkkS-Laboratorien für Beschleunigung und der PTB

16.10.2012

Ein Ringvergleich zwischen den im DAkkS akkreditierten Laboratorien für die Messgröße Beschleunigung und der PTB bestätigt das hohe Niveau der messtechnischen Rückführung auf diesem Gebiet in Deutschland. Die guten Ergebnisse wurden nun international veröffentlicht.

Im Zeitraum von Oktober 2010 bis August 2011 wurde von den akkreditierten Laboratorien der Arbeitsgruppe „Beschleunigung“ im Fachausschuss „Kraft und Beschleunigung“ des DKD eine Vergleichsmessung für die Messgröße Beschleunigung entsprechend den geltenden ISO-Normen [2] und [3] sowie der Richtlinie DAkkS (DKD)-R 3-1 [4] durchgeführt. Die guten Ergebnisse des Vergleichs wurden nun in [5] international veröffentlicht.

Am Ringvergleich nahmen neun akkreditierte DAkkS-Laboratorien sowie ein nicht akkreditiertes Laboratorium teil. Als Pilotlaboratorium, dass den Ablauf koordinierte und die Stabilität der Prüflinge überwachte, wurde die SPEKTRA Schwingungstechnik und Akustik GmbH Dresden (DKD-K-27801) ausgewählt, da es  als einziges Laboratorium  für die Primärkalibrierung von Beschleunigungssensoren nach ISO 16063-11 akkreditiert ist und nach der PTB die kleinste erweiterte Messunsicherheit garantiert. Aufgabe des Vergleiches war die Bestimmung der komplexen Übertragungskoeffizienten von drei Beschleunigungs-sensoren, die den Frequenzbereich von 0,2 Hz bis 10 kHz abdeckten sowie die Bestimmung der komplexen Übertragungskoeffizienten von einem Signalkonditionierer für Ladung mit 3 unterschiedlich hohen Eingangsladungen und einem Signalkonditionierer IEPE mit und ohne eingeschalteter IEPE-Stromversorgung im Frequenzbereich 0,2 Hz bis 50 kHz.

Die Rückführung gemäß ISO 16063-11 auf das nationale Metrologie-Institut PTB wurde durch die Beteiligung der  Arbeitsgruppe Beschleunigung  als Referenz-laboratorium gewährleistet. Die Auswertung und Bewertung der Messergenisse erfolgte ebenfalls durch die PTB, mittels der Bestimmung von En – Werten für Betrag und Phase der ermittelten komplexen Übertragungsfaktoren.

Der Vergleich war sternförmig organisiert, er startete mit der Primärkalibrierung der Sensoren und der Kalibrierung der Signalkonditionierer bei der PTB und wurde nach Abschluss der Teilnehmermessungen ebenfalls mit Kalibrierungen der Prüflinge bei der PTB beendet.

Die Überwachung der Kalibriergegenstände, d. h. die Bestimmung ihrer komplexen Übertragungskoeffizienten (Betrag und Phase) durch das Pilotlaboratorium  ergab eine sehr gute Stabilität (10 Wiederholungsmessungen in 11 Monaten).

Für die Auswertung der individuellen Ergebnisse der teilnehmenden Laboratorien wurde die Abweichung von den Werten der PTB unter Einbeziehung der erweiterten Messunsicherheit der PTB durch die Berechnung des sog. En-Wertes für Betrag und Phase ermittelt. Für beide Messgrößen sollte der En-Wert kleiner als 1 sein. Dann ist sichergestellt, dass die akkreditierten Messunsicherheiten vom jeweiligen Labor eingehalten werden. Die Bilder 1 und 2 geben einen Überblick über die Ergebnisse auf Basis des En-Kriteriums.

Bild 1: Erfolgsstatistik der Betragsmessung im Rahmen der Vergleichsmessung

Bild 2: Erfolgsstatistik der Phasenmessung im Rahmen der Vergleichsmessung

Die Vergleichsmessung spiegelt das hohe Niveau der für die Messgröße Beschleunigung und für Singnalkonditionierer akkreditierten Kalibrierlaboratorien wieder. Es konnten keine Abweichungen zu den Leistungsangeboten der akkreditierten Laboratorien festgestellt werden. Darüber hinaus weist der Vergleich allerdings auf anstehende Probleme, wie die Phasenkalibrierung von Ladungsverstärkern (s. "Nexus 0,1") und die Kalibrierung von IEPE-Verstärkern mit Versorgungsstrom (s. "PCB 480C05 (I=4mA)") hin. Sie werden zukünftige Schwerpunkte der Arbeit in der Arbeitsgruppe "Beschleunigung" im Fachausschuss "Kraft und Beschleunigung" des DAkkS sein werden.

Literatur:

[1] ISO/IEC 17025:2005 Allgemeine Anforderungen an die Kompetenz von Prüf- und Kalibrierlaboratorien

[2] ISO 16063-1:2003 Methods for the calibration of vibration and shock transducer –Part 21: Vibration calibration by comparison to a reference transducer

[3] ISO 16063-1:1999 Methods for the calibration of vibration and shock transducer – Part 11: Primary vibration calibration by laser interferometry

[4] Richtlinie DAkks (DKD)-R 3-1 Kalibrierung von Beschleunigungsmessgeräten nach dem Vergleichsverfahren

[5] Th. Bruns, Ph. Begoff, M. Mende: Realization and results of a DKD interlaboratory comparison regarding the measurend acceleration; XX IMEKO, September 9-14, 2012, Busan, Republic of Korea

Ansprechpartner:

Thomas Bruns, FB 1.7, AG 1.71, E-Mail: thomas.bruns@ptb.de