21.06.2014
Die zuverlässige Messung statischer Drehmomente spielt in vielen Bereichen eine große Rolle, bildet sie doch neben der Messung von Reaktionsmomenten nach wie vor auch die Basis für die Drehmomentmessung im rotierenden und häufig auch dynamischen Anwendungsfall. Die Weitergabe der Einheit erfolgt dabei von der PTB über die akkreditierten Laboratorien bis hin zum Endanwender. Von großer Wichtigkeit für eine erfolgreiche Verbreitung der Einheit sind gute Ergebnisse von Vergleichsmessungen zwischen den akkreditierten Laboratorien und der PTB. Im Rahmen des Deutschen Kalibrierdienstes ist von der PTB so ein Vergleich für das statische Drehmoment bis 200 N·m organisiert, durchgeführt und abgeschlossen worden.
An diesem Ringvergleich nahmen alle 13 in Deutschland für reines Drehmoment (umfasst unter anderem keine Drehmomentschlüssel) akkreditierten Laboratorien teil. Die Organisation, Vorbereitung und Auswertung des Ringvergleichs oblag der Arbeitsgruppe „Darstellung Drehmoment“ der PTB. Es waren von allen Teilnehmern zwei Drehmomentaufnehmer als Transfernormale im Messbereich zwischen 20 N·m und 200 N·m nach DIN 51309 [1] mit Rechts- und Linksdrehmoment zu kalibrieren. Die Ergebnisse wurden ausgewertet und im Fachausschuss Drehmoment des DKD [2] besprochen. Unter anderem wurde für jeden Teilnehmer und jeden der 30 Messpunkte pro Aufnehmer, also insgesamt 780 Messpunkte, der En-Wert bestimmt. Dazu kommen noch 120 Werte von zwei freiwilligen Teilnehmern. Dabei stellt der En-Wert einen normierten Wert dar, der die gemessenen Abweichungen mit einer Kombination aus den entsprechend den Messergebnissen beigeordneten absoluten Messunsicherheiten ins Verhältnis setzt. Er sollte vom Betrag her kleiner als 1 sein, was bei der überwältigenden Mehrheit in allen Punkten erfüllt wurde.
Eine Besonderheit des Vergleichs bestand darin, dass die Laboratorien verschiedene Wege der Rückführung ihrer Messeinrichtungen beschritten hatten: einerseits Rückführung auf die Basisgrößen Masse, Länge und Zeit bzw. andererseits Anschluss an die Normalmesseinrichtung der PTB (durch Kalibrierung der eigenen Anlage oder durch Kalibrierung eines Referenzaufnehmers). Außerdem wurden verschiedene Messprinzipien, wie direkte Massewirkung am konstanten Hebelarm, Pendelmassenprinzip, Laufgewichtseinrichtung mit konstanter Masse und veränderlichem Hebelarm sowie horizontale wie vertikale Referenzeinrichtungen miteinander verglichen. Darüber – und auch über das Ergebnis des Vergleichs – wurde auf einer internationalen Konferenz (22nd IMEKO TC3 Conference [3]) Anfang 2014 berichtet.
Ein weiteres hervorragendes Ergebnis konnte aus den Zwischenmessungen abgeleitet werden, die über den Zeitraum des Ringvergleichs – immerhin 16 Monate – in der PTB durchgeführt worden waren: die Stabilität der verwendeten Transfernormale war hinreichend gut und lag fast vollständig innerhalb der Messunsicherheit der verwendeten Normalmesseinrichtung von 0,002% (siehe Bild 1).
Bild 1: Stabilität des TT1-Aufnehmers über einen Zeitraum von 16 Monaten, gestrichelt: Mittelwert · (1 ± 0,002%).
Der jetzt aus dem DKD-Fachausschuss Drehmoment vorgelegte Bericht [4] dokumentiert, dass die Darstellung und Weitergabe der Einheit der Messgröße statisches Drehmoment in diesem Bereich hervorragend funktioniert und trägt damit zur metrologischen Absicherung der erteilten Akkreditierungen bei.
Literatur:
[1] DIN 51309 - Kalibrierung von Drehmomentmessgeräten für statische Drehmomente, Ausgabe 2005-12
[2] DKD: http://www.ptb.de/cms/dienstleistungen/dkd.html
[3] D. Röske, A German Torque Comparison From 20 N·m To 200 N·m And Its Results, Proc. of the 22nd IMEKO TC3 Conference, 3 to 5 February, 2014, Cape Town, South Africa
http://www.imeko.org/publications/tc3-2014/IMEKO-TC3-2014-015.pdf
[4] DKD-V 10-1: Bericht über den DKD-Ringvergleich nach DIN 51309:2005-12: statische Drehmomente von 20 N·m bis 200 N·m
Ansprechpartner:
Dirk Röske, FB 1.2, AG 1.22, E-Mail: dirk.roeske@ptb.de