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Widerstandsmetrologie: Erfolgreicher On-Site-Vergleich mit dem BIPM und D-A-CH-Peer-Review schließen Neuentwicklung der Kryostromkomparator-Messbrücke ab

21.11.2014

Kryostromkomparator-Messbrücken werden für hochpräzise Widerstandsvergleiche verwendet, insbesondere für die Kalibrierung von Normalwiderständen gegen den Quanten-Hall-Widerstand und für den Aufbau der dekadischen Widerstandsskala. Dabei werden relative Messunsicherheiten bis hinunter zur Größenordung von 10-9 angestrebt.
Die seit den 1980er Jahren an der PTB vorhandene Messtechnik wurde in den vergangenen sieben Jahren in Zusammenarbeit zwischen den Arbeitsgruppen 2.61 und 7.20 komplett überarbeitet. In einem ersten Schritt konnten die Fortschritte der am Institut Berlin der PTB weiterentwickelten SQUID-Technologie zur Messung kleinster magnetischer Felder nutzbar gemacht werden. Darauf aufbauend wurde eine neue Elektronik für den Betrieb der Messbrücke entwickelt, die eine erhebliche Verkürzung der Messzeit, beziehungsweise eine Reduzierung der Messunsicherheit ermöglichte. Neben der Neuentwicklung einer digitalen Doppelstromquelle erforderte dies auch die komplette Neuentwicklung eines Nanovoltmeter-Brückendetektors mit deutlich erhöhter Bandbreite. Das neuartige Nanovoltmeter ist über den genannten Anwendungsbereich hinaus auch für andere Experimente interessant, und es wurde ebenso wie die Doppelstromquelle im Rahmen eines Know-how-Transfers kommerziell verfügbar gemacht.

Die hervorragenden Messmöglichkeiten, die sich aus den Neuentwicklungen für die Widerstandsmetrologie an der PTB ergeben, wurden im zurückliegenden Jahr durch einen On-Site-Vergleich (BIPM.EM-K12) mit dem BIPM bestätigt. Ein ebenfalls erfolgreich absolviertes D-A-CH-Peer-Review, durchgeführt von Experten des METAS (CH), attestierte zusätzlich die herausragende Qualität des Messsystems.


 


Ansprechpartner: M. Götz
Fachbereich 2.6:  Elektrische Quantenmetrologie