Die Bibliotheken an den Standorten Berlin und Braunschweig versorgen als interne Dienstleister die PTB-Mitarbeiter mit Fachinformation aus elektronischen und gedruckten Quellen. Die inhaltliche Ausrichtung des Bibliotheksbestandes und der lizenzierten online-Quellen orientiert sich an der Aufgabenstellung der PTB mit den Schwerpunktthemen Physik, Ingenieurwissenschaften, Metrologie und Analytische Chemie. Der Bestand kann über den elektronischen Bibliothekskatalog recherchiert werden.

Durch die Teilnahme am Gemeinsamen Bibliotheksverbund (GBV), der Zeitschriftendatenbank (ZDB), der Elektronischen Zeitschriftenbibliothek (EZB), dem Datenbank-Infosystem (DBIS) und dem Deutschen Leihverkehr sind die Bibliotheken in die nationale Informationsinfrastruktur eingebunden.

Externe Besucher können die Bibliotheken innerhalb der Öffnungszeiten ohne Voranmeldung nutzen. Eine telefonische Anmeldung ist empfehlenswert.

Die PTB-eigenen bibliographischen Datenbanken (z. B. PTB-Publica, PTB-Historie, PTB-Archiv) und das Open Access Repository  werden von den Bibliotheken erstellt und betrieben.

Das Archiv der PTB befindet sich am Standort Braunschweig. Zentrale Aufgabe des Archivs ist die Dokumentation der Akten und Quellen zur Historie der PTB, der PTR, der Metrologieinstitute der ehemaligen DDR und der Geschichte der Metrologie in Deutschland. Nach Anmeldung über die Bibliothek können die Bestände des Archivs für die wissenschaftliche Forschung genutzt werden.

Die PTB-Bibliothek ist zuständig für die Koordination des Forschungsdatenmanagements. Sie bietet Schulungen und persönliche Beratung rund um alle damit verbundenen Themen und Aufgaben: Erstellung von Datenmanagementplänen, Dokumentation der Arbeitsschritte, Datenaufbewahrung und -veröffentlichung, Auswahl von Datei- und Metadatenformaten. Darüber hinaus kooperiert die PTB-Bibliothek am Aufbau einer PTB-internen Infrastruktur, die verschiedene dedizierte Dienste für die Handlung von Forschungsdaten verknüpfen wird: unter anderen das Repositorium PTB-OAR, die Plattform für Datenmanagementpläne RDMO, das elektronische Laborbuch eLabFTW und das Datenorganisationssystem CaosDB.

Dieses Repositorium bietet kostenfreien Zugang zu zahlreichen Dokumenten und Faktendatensätzen, die in der PTB entstanden sind. Dazu gehören zum Beispiel die PTB-Mitteilungen, das metrologische Fachjournal der PTB und zahlreiche Dokumente aus dem gesetzlichen Messwesen, sowie Forschungsdatensätze. Alle Veröffentlichungen sind durch eine DOI-Nummer persistent identifizierbar und referenzierbar.

Die Bibliothek dokumentiert Veröffentlichungen und Vorträge von PTB-Angehörigen in der Datenbank PTB-Publica.

Die Datenbank verzeichnet aktuelle und zeitgenössische Literatur zur Geschichte der PTB und ihrer Vorgängerinstitutionen.

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