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Abschluss von CCM-Vergleichsmessungen für Teile und Vielfache des Kilogramm (CCM.M-K7)

07.12.2016

Um die internationale Anerkennung von nationalen Normalen sowie der von den nationalen Metrologieinstituten ausgestellten Prüf- und Kalibrierzertifikate aufrechtzuerhalten, ist eine regelmäßige Teilnahme an internationalen Vergleichsmessungen im Rahmen des gegenseitigen Abkommens des Comité International des Poids et Mesures (CIPM) erforderlich (CIPM MRA [1]). Auf dem Gebiet der Massebestimmung wurde hierzu unter der Leitung des Comité Consultatif pour la Masse et les Grandeurs Apparentées (CCM) in den Jahren 2014 und 2015 die internationale Vergleichsmessung CCM.M-K7 vorbereitet und durchgeführt.

Um die internationale Anerkennung von nationalen Normalen sowie der von den nationalen Metrologieinstituten ausgestellten Prüf- und Kalibrierzertifikate aufrechtzuerhalten, ist eine regelmäßige Teilnahme an internationalen Vergleichsmessungen im Rahmen des gegenseitigen Abkommens des Comité International des Poids et Mesures (CIPM) erforderlich (CIPM MRA [1]). Auf dem Gebiet der Massebestimmung wurde hierzu unter der Leitung des Comité Consultatif pour la Masse et les Grandeurs Apparentées (CCM) in den Jahren 2014 und 2015 die internationale Vergleichsmessung CCM.M-K7 vorbereitet und durchgeführt. Verantwortliches Pilotlabor war – mit Unterstützung der PTB – das nationale Metrologieinstitut der Republik Korea (KRISS). Das CCM nominierte insgesamt zehn nationale Metrologieinstitute als Teilnehmer, die in zwei Gruppen eingeteilt wurden. Die Teilnehmer jeder Gruppe erhielten einen Gewichtsatz mit den Nennwerten 5 kg, 100 g, 10 g, 5 g und 500 mg als Transfernormale, deren Masse von jedem Teilnehmer bestimmt werden musste. Zur Kontrolle der Stabilität erfolgte eine Massebestimmung der Transfernormale vor und nach den Messungen der Teilnehmer in dem Pilotlabor. Nach Abschluss der Messungen aller Teilnehmer wurden die Ergebnisse mit Hilfe einer Monte Carlo Methode [2, 3] ausgewertet und ein Abschlussbericht erstellt, wobei die Ergebnisse die von dem Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) im Rahmen der letzten Vergleichsmessungen mit dem Internationalen Kilogrammprototyp ermittelten Korrektionen für die nationalen Kilogrammprototypen berücksichtigen [4]. Für die Massebestimmung der Transfernormale in der PTB konnten erweiterte Messunsicherheiten (k = 2) in einem Bereich von
0,0004 mg (für 500 mg, rel. Standardunsicherheit 4,0 . 10-7) bis 0,112 mg (für 5 kg, rel. Standardunsicherheit 1,1 . 10-8) erreicht werden. Bild 1 zeigt beispielsweise die Übereinstimmung der Ergebnisse der Teilnehmer mit den Referenzwerten für die Nennwerte 100 g und 500 mg. Alle Ergebnisse der PTB stimmen innerhalb der für einen Vertrauensbereich von 95 % ermittelten Unsicherheitsbereiche mit den Referenzwerten überein.

 

 

a)

b)

 

 

Bild 1: Differenz der Ergebnisse der Teilnehmer zu dem Referenzwert (DoE: Degrees of Equivalence) und deren erweiterte Messunsicherheit (k = 2) für die Transfernormale mit den Nennwerten a) 100 g und b) 500 mg [5]

Literatur:

[1] Opens external link in new windowhttp://www.bipm.org/en/cipm-mra/cipm-mra-documents/

[2]    Cox, M. G.: The evaluation of key comparison data. Metrologia 39 (2002), pp. 589-59

[3]    Joint Committee for Guides in Metrology (JCGM): Evaluation of measurement data – Supplement 1 to the “Guide to the expression of uncertainty in measurement” – Propagation of distributions using a Monte Carlo method. JCGM 101 1st edn 2008, Joint Committee for Guides in Metrology, Sèvres, 90 pages

[4]    Stock, M.; Barat, P.; Davis, R.; Picard, A.; Milton, M. J. T.: Calibration campaign against the international prototype of the kilogram in anticipation of the redefinition of the kilogram part I: comparison of the international prototype with its official copies. Metrologia 52 (2015), pp. 310–316

[5]    Lee, S. et al.: The final report for CCM.M-K7: Key comparison of 5 kg, 100 g, 10 g, 5 g and 500 mg stainless steel mass standards. Metrologia 54 (2017) 07001, 23 pages

Ansprechpartner:

Dr. Michael Borys, FB 1.8, AG 1.81, E-Mail: Opens window for sending emailmichael.borys(at)ptb.de