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Ein Kran lässt Teile einer technischen Anlage zu Boden.

Wasserstoff gewinnt nicht nur als klimaneutraler Energieträger zunehmend an Bedeutung, sondern auch als erneuerbares Prozessgas in der Stahlherstellung. Wird der Wasserstoff mithilfe regenerativ erzeugten Stroms hergestellt, lassen sich bei der Stahlproduktion erhebliche Mengen an CO2-Emissonen vermeiden. Das Wissen um eine geeignete Wasserstoff-Mengenmesstechnik, mit der sich industrielle Produktionsprozesse überprüfen und steuern lassen, ist jedoch noch lückenhaft. Aus diesem Grund haben die Salzgitter Flachstahl GmbH und die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) einen Kooperationsvertrag geschlossen mit dem Ziel, bereits verfügbare Messtechnik auf ihre Eignung und Eigenschaften zu prüfen und Messverfahren weiterzuentwickeln. Dieses Wissen kann über die Stahlproduktion hinaus in alle zukünftigen Einsatzgebiete von Wasserstoff einfließen und helfen, sein Klimaschutzpotential in großem Maßstab zu nutzen. 

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Network Time Protocol (NTP)

Die Synchronisation der Uhren von vernetzten Computern und digitalen Geräten ist grundlegende Voraussetzung für viele verteilte Anwendungen – etwa Datenbanken, die auf mehrere Server verteilt sind, verteilte Sensordaten im gesetzlichen Messwesen der Versorgungsnetze der Zukunft oder in der Industrie 4.0, die von einem zum nächsten Computer weitergegeben werden und exakte Zeitstempel benötigen, beim autonomen Fahren bis hin in den Bereich der IT-Systeme von Finanzhäusern (z. B. Hochfrequenzhandel), für die es regulatorische Anforderungen an die Abweichungen der Zeitstempel von der gesetzlichen Zeit gibt. Für die Synchronisation wird besonders häufig das „Network Time Protocol“ (NTP) verwendet, das auch die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) zur Weitergabe „ihrer“ Zeit UTC(PTB) verwendet. Jetzt hat das Standardisierungsgremium IETF unter Beteiligung der PTB ein Verfahren entwickelt, mit dem die Identität des Zeit-Servers sowie...

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Damit das hohe Qualitätsniveau „Made in Germany“ auch in einer digitalisierten Welt gilt, hat die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) gemeinsam mit weiteren Forschungspartnern und Unternehmen das Projekt GEMIMEG-II ins Leben gerufen, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit 12 Millionen Euro gefördert wird. Unter dem Titel „Sichere und robuste kalibrierte Messsysteme für die digitale Transformation“ wollen die 13 beteiligten Partner verlässliche Standards erarbeiten, um in den Prozessen der Qualitätsinfrastruktur eine verlässliche Kommunikation digitaler Daten, Informationen und Zertifikate sicherzustellen. Die Laufzeit des Projektes beträgt drei Jahre. Übergreifendes Ziel ist es, die digitale Transformation voranzutreiben und den Wirtschaftsstandort Deutschland zu stärken.

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The two point light sources (fiber optics) are located on the object in motion. The image sensor registers the interference pattern whose orientation indicates the roll angle.

Die PTB hat ein kostengünstiges Verfahren entwickelt, um den Rollwinkel bei hochpräzisen Linearverstellern in der optischen Messtechnik oder der industriellen Fertigung besonders einfach zu messen. Es besteht aus nur zwei Single-Mode-Glasfasern sowie einem herkömmlichen Bildsensor und benötigt keine zusätzliche Optik. Die zwei fest zueinander positionierten Enden der Glasfasern befinden sich auf dem bewegten Objekt, der Bildsensor ist fest im Raum verankert. Die aus den Glasfasern emittierte Laserstrahlung erzeugt ein Interferenzmuster aus parallelen Streifen auf der Sensorfläche. Bei einer Rollbewegung des Objektes dreht sich somit auch das Interferenzmuster auf der Sensorfläche. Der Drehwinkel wird mittels Fourier-Analyse aus dem Streifenmuster berechnet. Der Messbereich von 360° kann mit einer Auflösung von wenigen Winkelsekunden, also etwa 0,001°, erfasst werden. Zudem ist das Verfahren unempfindlich gegenüber Nick- und...

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Qualitätsinfrastruktur – wer sie aufbaut, schafft für sein Land die notwendigen Rahmenbedingungen für einen fairen Handel und industrielle Entwicklung sowie für einen wirksamen Verbraucher-, Umwelt-, Klima- und Gesundheitsschutz. Im Auftrag des Bundesministeriums für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (BMZ) unterstützt die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) seit vielen Jahren den Aufbau von Qualitätsinfrastrukturen in Schwellen- und Entwicklungsländern. Im Mai 2020 haben BMZ und PTB eine neue Vereinbarung unterzeichnet, die den Auftrag der PTB deutlich ausbaut: Das Volumen für den Aufbau von Qualitätsinfrastruktur in Kooperationsländern der deutschen Entwicklungszusammenarbeit soll zukünftig jährlich mindestens 15 Millionen Euro betragen. „Die PTB ist auf dem Gebiet der Qualitätsinfrastruktur eine weltweit hoch angesehene Institution. Wir wollen mit der PTB auch in Zukunft eng und vertrauensvoll zusammenarbeiten....

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Die EKG-Datenbank aus der PTB

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer Heinrich-Hertz-Instituts (HHI) und der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) haben in einem Artikel in der aktuellen-Ausgabe von Scientific Data, dem Datenjournal von Nature, die Beschreibung eines Datensatzes von 21837 10s-EKG-Signalen von 18885 Patienten veröffentlicht. Er ist damit der größte frei zugängliche Datensatz seiner Art und beispielsweise etwa 40-mal größer als die PTB Diagnostic Database, die bis jetzt häufig verwendet wurde. Er liefert maschinenlesbare Befunde und über 70 verschiedene EKG-Annotationen von bis zu zwei Kardiologinnen und Kardiologen. Der Datensatz ist öffentlich verfügbar bei PhysioNet (Opens external link in new windowhttps://www.physionet.org/content/ptb-xl) und im Scientific-Data-Artikel detailliert beschrieben. Der Datensatz wurde mit besonderem Hinblick auf die Verwendung zur Entwicklung von maschinellen Lernverfahren aufbereitet und zu deren besseren Vergleichbarkeit in...

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Seit acht Jahren erforschen Wissenschaftler der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB), wie sich Störungen von Windkraftanlagen auf Einrichtungen der Flugsicherung verlässlich und realistisch abschätzen lassen. Die wissenschaftliche Aufgabe war messtechnisch komplex und das Vorgehen weltweit einmalig. Nun fließen die ermittelten Erkenntnisse in eine neue Prognose-Methode ein, welche in Zukunft die Zulassung von neuen Windenergieanlagen auf eine naturwissenschaftlich solide Basis stellt. Unterstützt vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI), dem Bundesaufsichtsamt für Flugsicherung (BAF) und der DFS Deutsche Flugsicherung GmbH soll die neue Berechnungsformel ab dem 1. Juni 2020 angewandt werden.

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Artistic representation of the ion pair: laser cooled Be<sup>+</sup> (top right) and highly charged Ar<sup>13+</sup> (bottom left)

In cooperation with the Max Planck Institute for Nuclear Physics in Heidelberg, the QUEST Institute at PTB has succeeded for the first time in performing precision spectroscopy on highly charged ions. This pioneering experiment makes the field of highly charged ions accessible for research on novel atomic clocks and tests of fundamental physics.

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Ein Wissenschaftler-Team der Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) erhält am 8. November 2019 den Technologietransferpreis der Industrie- und Handelskammer Braunschweig für die gelungene Weitergabe einer mess- und fertigungstechnischen Meisterleistung aus der Forschung in die Industrie. Die Rede ist von hochreinen, extrem runden Siliziumkugeln, die die neue Definition des Kilogramms verkörpern. Während die reinsten Kugeln, deren Eigenschaften am genauesten bekannt sind, als oberste Referenz in der PTB in Braunschweig verbleiben, sollen zahlreiche andere Siliziumkugeln an Institute und Laboratorien in der gesamten Welt gehen, um dort als Basis für die physikalische Einheit der Masse zu dienen. Für die Fertigung und den Vertrieb dieser Massenormale konnten die J. Hauser GmbH & Co. KG sowie die Häfner GmbH gewonnen werden. Sie nutzen dafür Know-how und Verfahren, die in der PTB in vielen Jahren der Forschung entwickelt wurden.

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