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Fertigungskette von Si-Kugeln und interferometrische Bestimmung des Kugelvolumens

Umstellung der Referenzsoftware für Rauheitsmesstechnik RPTB auf das neue WEB Design

01.12.2014


Nationale Metrologieinstitute liefern Bezugsnormale zur Realisierung der Rückführung physikalischer Größen auf die SI Einheiten. Für die Vergleichbarkeit der in der Normenkette „Geometrical product specification (GPS)“ für die Oberflächencharakterisierung definierten Kenngrößen und Verfahren werden nicht nur Prüfkörper als Normale eingesetzt, sondern auch Software. In der ISO 5436-2 sind Software-Normale vom Typ F definiert. Diese Normale dienen der Verifizierung der in den Messgeräten implementierten Algorithmen zur Datenanalyse, wie die Filterung zur Gestaltstrennung und die Berechnung statistischer Kennwerte. Normale vom Typ F1 sind Referenzdaten, sogenannte Softgauges, in einem in der Norm spezifizierten Datenaustauschformat. Normale vom Typ F2 sind Referenzberechnungsverfahren. Typ F2 Softwarenormale werden zur Prüfung der Messgeräte-Software eingesetzt, indem sowohl bei der zu prüfenden Messgeräte-Software als auch bei der Referenz-Software die gleichen Eingangsdaten, z. B. F1 Normale, verwendet werden und anschließend die Ergebnisse der zu prüfenden Software mit den zertifizierten Ergebnissen der Referenz-Software verglichen werden. Die Metrologieinstitute Englands (NPL), der USA (NIST) und Deutschlands (PTB) stellen der Industrie Normale vom Typ F zur Verfügung. Die Referenz-Software für die Rauheitsmesstechnik der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt, RPTB, wird seit über zehn Jahren für Kalibrierungen im Bereich Rauheitsmesstechnik benutzt. Die Programme zur Rauheitsanalyse, d.h. die Algorithmen zur Gestaltstrennung und Berechnung der Kenngrößen, wurden in plattformunabhängigem C geschrieben und waren bereits modular aufgebaut. Für die graphische Benutzeroberfläche wurde eine kommerzielle Software verwendet, zu der die Lizenzverwaltung über einen Hardwaredongle auf der heutzutage unüblich gewordenen Centronixschnittstelle erfolgt und die unter Windows läuft. Seit 2005 steht zusätzlich zu der unter Windows laufenden Oberfläche für die international frei zugängliche Nutzung eine Oberfläche als WEB-Anwendung zur Verfügung, die den heutigen Sicherheitsanforderungen allerdings nicht mehr genügt.

Um den modernen Anforderungen für Webapplikationen gerecht zu werden und um auf leichte Weise zukünftige Ergänzungen, Erweiterungen und Änderungen vornehmen zu können, wurde die Struktur der Software neu definiert. Die in den Profilnormen erfolgten Änderungen hinsichtlich der Auswertebereiche einzelner statistischer Größen und hinsichtlich der Symmetrie der mittleren Höhe und mittleren Rillenbreite wurden in die Rauheitsanalyseprogramme, die den Kern von RPTB ausmachen, aufgenommen. Für die nächste Zeit ist eine Erweiterung zur Auswertung auch flächenhafter Topographiemessungen geplant.

Die RPTB Kernmodule werden von einem Webinterface aufgerufen, das nach der MVC-Architektur aufgebaut ist. Der Begriff Modell-Präsentation-Steuerung (engl. Model View Controller (MVC)) steht für die drei Einheiten: (1) Datenmodell (engl. Model), (2) Präsentation (engl. View) und (3) Programmsteuerung (engl. Controller). Der Benutzer verwendet einen Webbrowser, um die RPTB Programme zu nutzen. Der Webbrowser kommuniziert über das http-Protokoll mit der Programmsteuerung, die die Präsentationsprogramme zur tabellarischen und grafischen Darstellung der Ergebnisse zum Webbrowser des Clientrechners sendet. Üblicherweise verwenden Webapplikationen Datenbanksysteme als Modell, während der Modell-Bereich von RPTB die Datenanalyseprogramme darstellt.

Die neue Version von RPTB ist so angelegt, dass sie neben der internen Nutzung auch als Referenz-Software für die weltweite Nutzung externer Anwender auf einem Server des PTB-Rechenzentrums zur Verfügung steht. Für den externen Zugriff über die PTB Webseiten ist das verschlüsselte Protokoll https mit entsprechendem Zertifikat vorgesehen.


Bild 1: Die Module zur Berechnung der Rauheitskennwerte und zur Gestaltstrennung der Rauheitsreferenzsoftware werden von einem Webinterface aufgerufen, das nach der Modell-Präsentation-Steuerungs-Architektur aufgebaut ist. Dabei repräsentieren die Datenanalyseprogramme das Modell.

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