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Fertigungskette von Si-Kugeln und interferometrische Bestimmung des Kugelvolumens

Fertigungsmesstechnik

Abteilung 5

Nachrichten aus Jahresbericht 2012

Grundlagen der Metrologie

Im Rahmen eines von der DFG geförderten Forschungsprojekts untersucht die PTB die Anwendung dopplerfreier Absorptionsspektroskopie zur in-situ Rückführung absoluter interferometrischer Distanzmessungen von bis zu 100 m mit einem durchstimmbaren Laser. Hierbei muss innerhalb einer Zeitspanne von ca. 10 µs eine einzelne, dopplerfreie Absorptionslinie (Lamb-Dip) erfasst werden. Dies wird durch eine...

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Metrologie für die Wirtschaft

Bei Tastschnittmessungen an Polymerstrukturen sind aufgrund der unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften der verwendeten Materialien antastkraftabhängige Deformationen die Hauptursache für Messabweichungen. Im Rahmen eines BMWi-Projektes wurden Mikrokraftsensoren mit kleiner Nichtlinearität in der Kraft-Auslenkungskurve für die Kalibrierung der Antastkraft von Tastschnittgeräten entwickelt.

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Im Rahmen des EMRP-Projektes MeProVisc entwickelt die PTB neue Verfahren zur Korrektur der Dickenmessung von weichen Polymerschichten auf harten Substraten mit Tastschnittgeräten. Die ersten Ergebnisse zeigen, dass die systematischen Abweichungen taktiler Schichtdickenmessungen durch ein viskoses rheologisches Modell mit nichtlinearer Dehnungsverfestigung gut beschrieben werden können.

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Der Verschleiß an DLC-beschichteten Messobjekten im Nanometerbereich wurde quantitativ durch Messungen mit einem Rasterkraftmikroskop bewertet. In den durchgeführten Untersuchungen stellte sich heraus, dass der Rauheitskennwert Ssk, die Schiefe der Amplitudendichtekurve (ISO 25178-2), der empfindlichste und zuverlässigste Parameter zur Beschreibung der sehr kleinen mit dem Verschleiß verbundenen...

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Im Rahmen des europäischen Forschungsprojektes „Traceability for computational-intensive metrology“ (TraCIM) werden zusammen mit weiteren Metrologieinstituten Methoden zur Rückführung von Auswertesoftwaren durch Vergleich mit Referenzdatensätzen entwickelt. Über das Internet sollen hierbei registrierte Nutzer jederzeit und weltweit ausgewählte Auswertealgorithmen auf Richtigkeit der Ergebnisse...

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Am Großverzahnungsnormal der PTB wurden Messungen mit einem handgeführten Gelenkarm-Messgerät durchgeführt. Zur Verbesserung der Reproduzierbarkeit der manuellen Messungen und der Vergleichbarkeit zu Kalibrierwerten wurden anwenderfreundliche Messschablonen entwickelt und erfolgreich eingesetzt.

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Für den Einsatz von Sensoren auf Basis der Dünnschichttechnik, wie etwa bei der direkten Applikation auf Werkstücken, ist eine vollständige elektrische Isolierung von den häufig verwendeten, metallischen Werkstoffen durch eine mikrometerdünne Isolationsschicht notwendig. Die elektrische Isolationsfähigkeit geeigneter Schichten und der Einfluss diverser Beschichtungsparameter auf deren Qualität...

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Im Bereich der Koordinatenmesstechnik werden präzise gefertigte kalibrierte (Kugel) Lochplatten für die Rückführung der Geräte vielfältig eingesetzt. Auf einer neuen Koordinatenschleifmaschine wurde im Wissenschaftlichen Gerätebau eine Lochplatte hochgenau endbearbeitet. Die resultierenden Formfehler der 80 Bohrungen mit einem Durchmesser von 20 mm liegen deutlich unter 1 µm.

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Metrologie für die Gesellschaft

Konstruktion und Fertigung eines Primärnormals zur Darstellung der Einheit der Luftkerma

In Zusammenarbeit der Arbeitsgruppe Dosimetrie für die Röntgendiagnostik und dem Wissenschaftlichen Gerätebau der PTB wurde eine neue Freiluftionisationskammer entwickelt und gefertigt, die u. a. hohe Anforderungen an die Homogenität des elektrischen Feldes bei minimiertem Messvolumen erfüllen muss, um die Messunsicherheit verringern zu können. Die damit für den Aufbau der Messkammer aus plattenförmigen Ringelektroden erforderlichen Fertigungsgenauigkeiten sind eine große Herausforderung an die technische Realisierung.[mehr]


Prüfung von Phantomen für die medizinische Röntgendiagnostik

Gemeinsam mit dem Klinikum Braunschweig, der BAM und dem TÜV Nord wurden Prozeduren für eine Routineprüfung von Phantomen für die medizinische Röntgendiagnostik entwickelt. Aufgabe der Abteilung Fertigungsmesstechnik war die Bestimmung der Dimensionen von Referenzphantomen. Aus den Projektergebnissen an einer Stichprobe von Phantomen wurden Vorschläge zur Verbesserung der Phantome und der Normen zu deren Spezifikation sowie eine Empfehlung zur Qualitätssicherung abgeleitet.[mehr]


Rundholzmessung in Harvestern

Die genaue Bestimmung des Holzvolumens während des Fäll- und Entastungsvorgangs in Holz-vollerntern (Harvestern) über die Messung des Scheitdurchmessers ist derzeit relativ ungenau. Eine in der PTB entwickelte neue Kombination aus Sensorik und Prüfkörper ermöglicht eine deutliche Verbesserung bei der Bestimmung des Durchmessers des Rundholzes. Durch geschickte Auswertung kann hierbei neben einer erhöhten Genauigkeit auch die Anzahl der Arbeitsschritte bei der Kalibrierung der Harvester-Messköpfe reduziert werden.[mehr]


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Internationale Angelegenheiten

In dem internationalen Maßvergleich APMP.L-K8 haben 16 nationale Metrologieinstitute weltweit ihre Kalibrierdienstleistungen im Bereich Rauheit und für Messungen an Tiefenein-stellnormalen mit optischen- und Tastschnittverfahren verglichen. Zusätzlich erfolgte auch mit Softwarenormalen ein Vergleich der Algorithmen zur Berechnung von Kenngrößen. Alle 35 von der PTB gemessenen Kennwerte zeigten...

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