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Heft 2: Der neue Deutsche Kalibrierdienst DKD

PTB-Mitteilungen 2/2014

Der neue Deutsche Kalibrierdienst (DKD): Eine Erfolgsgeschichte geht weiter

Peter Ulbig

Die Welt verändert sich mit jedem Tag und so auch die Welt der Metrologie. Deshalb soll mit dieser Ausgabe der PTB-Mitteilungen den großen Veränderungen im Kalibrierwesen der letzten Jahre Rechnung getragen werden. Was 1977 mit der Gründung des Deutschen Kalibrierdienstes in der PTB begann, hat sich im Laufe der Jahre zu einem unerlässlichen Instrument zur Weitergabe der Einheiten im Kalibrierwesen entwickelt. Das Logo des DKD (gehalten in der gleichen Farbe wie das PTB-Logo) zeigt die Nähe zur PTB und steht weltweit als Symbol für Qualität im Kalibrierwesen. Erreicht wurde dies durch die über Jahre gewachsene enge Zusammenarbeit der PTB mit den überwiegend deutschen Kalibrierlaboratorien. Die PTB hat seit Beginn des DKD immer darauf geachtet, dass die beteiligten Kalibrierlaboratorien über eine große metrologische Kompetenz verfügen. Dieser Nachweis der Kompetenz wurde Anfang der 90er-Jahre mit der Etablierung des Akkreditierungswesens in weltweit gültige Regeln geschrieben. So konnte der DKD als deutsche Akkreditierungsstelle für Kalibrierlaboratorien Akkreditierungen auf Basis der 1999 erschienenen DIN EN ISO/IEC 17025 aussprechen. Schon frühzeitig entstand der Bedarf für ein abgestimmtes Vorgehen bei der praktischen Arbeit im Labor, um Kalibrierungen auf hohem Niveau durchführen zu können. Diese Aufgabe übernahmen die nach und nach gegründeten DKD-Fachausschüsse, in denen die Vertreter der akkreditierten Kalibrierlaboratorien gemeinsam mit PTB-Mitarbeitenden schriftliche Arbeitsgrundlagen entwickelten, die so genannten „DKD-Richtlinien“.

Neugründung des Deutschen Kalibrierdienstes (DKD) zur Sicherung der Einheitlichkeit im Messwesen

Peter Ulbig

Im Jahre 1977 wurde der Deutsche Kalibrierdienst (DKD) gegründet, um mit Hilfe privater Laboratorien die wachsende Anzahl von Kalibrierungen für die deutsche Wirtschaft zu bewältigen. Seit dieser Zeit hat sich der DKD über mehrere Stufen hinweg äußerst erfolgreich entwickelt. Bis Ende 2009 bestand der DKD aus zwei Teilen: Er war sowohl Akkreditierungsstelle für die Akkreditierung von Kalibrierlaboratorien nach ISO/IEC 17025 als auch Forum für den fachlichen Austausch zwischen akkreditierten Kalibrierlaboratorien und der PTB in den 12 Fachausschüssen. Aufgrund der Änderungen im Akkreditierungswesen durch die EU durfte es ab 1. 1. 2010 nur noch eine nationale Akkreditierungsstelle pro Mitgliedsstaat geben. Die Akkreditierungsstelle des DKD wurde mit insgesamt 16 weiteren deutschen Akkreditierungsstellen zur Deutschen Akkreditierungsstelle GmbH (DAkkS) zusammengefasst. Die 12 DKD-Fachausschüsse waren zunächst ohne neue Heimat, arbeiteten jedoch kontinuierlich mithilfe der Unterstützung von der PTB und der DAkkS weiter. Im November 2011 hat die PTB jedoch im Rahmen einer Sitzung des Fachbeirates 5 für Metrologie (einer der sieben Fachbeiräte des nationalen Akkreditierungsbeirates zur Beratung der Bundesregierung in Akkreditierungsfragen) die Schirmherrschaft über die DKD-Fachausschüsse übernommen. Der Autor wurde gleichzeitig beauftragt eine organisatorische Form für die zukünftige Entwicklung des DKD zu erarbeiten.

DKD-Fachausschuss 01: Gleichstrom und Niederfrequenz

Christian Rott

Der DKD-Fachausschuss Gleichstrom und Niederfrequenz befasst sich mit der Kalibrierung elektrischer Messgrößen im Frequenzbereich von 0 Hz bis 1 MHz. Momentan sind 79 Mitglieder im Fachausschuss, bestehend aus akkreditierten Kalibrierlaboratorien, interessierten Personen und Vertretern der PTB, vereinigt. Eine fachliche Arbeit ist in diesem großen Rahmen nur schwer zu bewältigen, deshalb haben sich kleine Gruppen von Mitgliedern gebildet, die sich insbesondere mit Unterstützung des VDI (VDI/VDE-GMA Fachbereich 3.12) mit der Erstellung von Kalibrierrichtlinien beschäftigen. So ist im Laufe der letzten 20 Jahre die Kalibrierrichtlinienreihe VDI/VDE/DGQ/DKD Blatt 2622 ff. entstanden. Ein Ziel der Kalibrierrichtlinienreihe ist es, durch die Übersetzung ins Englische eine größere Akzeptanz auch außerhalb des deutschsprachigen Raumes zu erzielen.

DKD-Fachausschuss 02: Hochfrequenz und Optik

Paul Winkler

Im DKD-Fachausschuss Hochfrequenz und Optik sind die Fachbereiche Hochfrequenz, Optik und Dosimetrie zusammengefasst. Er setzt sich zusammen aus z. Zt. 31 akkreditierten Laboratorien, drei PTB-Repräsentanten für die drei Fachbereiche sowie aus interessierten Gästen aus PTB, DAkkS und Industrie.

Da die PTB nach dem Einheiten- und Zeitgesetz für die Einheitlichkeit im Messwesen und die Weitergabe der Maßeinheiten im Sinne der messtechnischen Rückführung zuständig ist, stellt der Fachausschuss ein wichtiges Forum der Kommunikation zwischen der PTB und den akkreditierten Laboratorien dar, das beiden Seiten hilft, ihre Aufgaben zu erfüllen.

DKD-Fachausschuss 03: Kraft und Beschleunigung

Daniel Schwind

Der Fachausschuss Kraft und Beschleunigung ist im Jahre 2009 aus dem ehemaligen Fachausschuss Mechanische Größen entstanden. Es waren die beiden letzten verbliebenen mechanischen Disziplinen des Fachausschusses, nachdem sich zuletzt im Jahre 2002 die Arbeitsgruppe Drehmoment als eigener Fachausschuss organisierte.

Im Fachausschuss engagieren sich etwa 40 Mitglieder aus Deutschland und anderen europäischen Staaten. Neben Kalibrierlaboratorien der Industrie nehmen Materialprüfanstalten, interessierte und erfahrene Fördermitglieder, DAkkS-Begutachter sowie PTB-Mitarbeitende an der jährlich stattfindenden Fachausschusssitzung teil. Die Sitzung findet immer im Vorfeld der Sitzung des Fachausschusses Werkstoffprüfmaschinen statt, sodass hier Synergien genutzt werden können.

DKD-Fachausschuss 04: Länge

Christian Neukirch

Der DKD-Fachausschuss Länge hat eine weit zurückreichende Tradition und besteht quasi seit der Gründung des DKD in den 1970er-Jahren. Er hat derzeit ca. 75 Mitglieder und ist damit der größte Fachausschuss im DKD. Traditionell werden die Ausschusssitzungen auch zum intensiven Austausch mit den Fachexperten der PTB genutzt. Es werden Themen behandelt, die mit der Kalibrierung von Messmitteln im Bereich Länge zu tun haben.

DKD-Fachausschuss 05: Temperatur und Feuchte

Herbert Kirchner

Der Fachausschuss Temperatur und Feuchte wurde bereits 1987 gegründet. Er repräsentiert heute etwa 70 Mitglieder im In- und Ausland.

In seiner mehr als 25-jährigen Tätigkeit harmonisierte unser Fachausschuss in Zusammenarbeit mit der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt viele metrologische Verfahren und war Wegbereiter für die Weitergabe der Verfahren auf europäischer Ebene.

In diesem Jahr beschäftigen wir uns mit dem Kalibrierverfahren für Temperatur- Blockkalibratoren oberhalb von 600 °C. Um neue Erkenntnisse in Bezug auf die Ermittlung der Messunsicherheit für diesen Kalibriergegenstand zu gewinnen, wurde eine Pilotstudie mit unterschiedlichen Normalen durchgeführt. Die Ergebnisse liegen seit unserer Fachausschusssitzung im Mai vor und werden in unserem Forum diskutiert.

DKD-Fachausschuss 06: Druck und Vakuum

Christian Elbert

Im Fachausschuss Druck und Vakuum sind derzeit mehr als 60 Laboratorien vertreten. Ein breiter Mix der Teilnehmer aus Geräteherstellern, Anwendern in werksinternen Laboratorien sowie Dienstleistern sorgt für eine repräsentative Vertretung der verschiedenen Interessensgruppen. Durch die Einbindung des Fachausschussvorsitzenden in Gremien der DAkkS sowie des Bundeswirtschaftsministeriums ist weiterhin ein übergreifender Interessensausgleich sichergestellt. Dieser wird bei den Fachausschusssitzungen durch regelmäßige Teilnahme von Mitarbeitern aus der PTB sowie der DAkkS weiter intensiviert. Diese üblicherweise jährlich stattfindenden Treffen dienen als Kommunikationsplattform zur Förderung des gegenseitigen Austauschs und ermöglichen Diskussionen zu aktuellen Themen der Messtechnik. So gehören zum Beispiel die Kalibrierung kleiner Differenzdrücke bei hohen statischen Drücken sowie generell immer höher werdende Ansprüche an die Genauigkeit der Druckmessung zu den Herausforderungen, die aus der Industrie an die Kalibrierer herangetragen werden.

DKD-Fachausschuss 07: Masse und Waagen

Norbert Schnell

Dieser Fachausschuss wurde 1995 gegründet und vereinigt die durch die DAkkS akkreditierten Kalibrierlaboratorien für die mechanische Messgröße Masse. Er repräsentiert derzeit 23 Laboratorien für die Kalibrierung von Gewichten und 38 Laboratorien für die Kalibrierung von Waagen.

Die Kalibrierlaboratorien für Gewichte garantieren mit der Rückführbarkeit ihrer Kalibrierergebnisse, dass alle Wägeergebnisse im Bereich Milligramm bis Tonne mit dem Urkilogramm vergleichbar sind.

DKD-Fachausschuss 08: Chemische Messgrößen – Stoffeigenschaften

Olaf Schnelle-Werner

Der Fachausschuss Chemische Messgrößen – Stoffeigenschaften wurde im Oktober 2012 gegründet und ist damit der jüngste DKD-Fachausschuss. Er repräsentiert ca. 15 durch die DAkkS nach DIN EN ISO/IEC 17025:2005 akkreditierte Kalibrierlaboratorien für fünf analytische Messgrößen: pH-Wert, elektrolytische Leitfähigkeit, Dichte, Viskosität und Volumen.

Der Fachausschuss erarbeitet vorrangig Kalibrierrichtlinien als Ergänzung zu bestehenden Normen. Mit der Umsetzung der erarbeiteten Kalibrierrichtlinien soll eine Harmonisierung der Kalibrierprozesse in den akkreditierten Kalibrierlaboratorien für die chemischen Messgrößen national und international erreicht werden. Dazu unterstützt der Fachausschuss die Arbeit des DKD bei der Übersetzung von Richtlinien und Expertenberichten und deren internationaler Verbreitung.

DKD-Fachausschuss 09: Werkstoffprüfmaschinen

Siegfried Gerber

Am 10. 2. 1994 wurde das erste DKD-Kalibrierlaboratorium für das Kalibrieren von Werkstoffprüfmaschinen akkreditiert. Noch im selben Jahr, am 28. 6. 1994, fand die erste Sitzung eines entsprechenden Fachgremiums, damals noch unter dem Namen Arbeitskreis Werkstoffprüfmaschinen, welches aus dem Fachausschuss Kraft, Druck, Masse hervorging, statt und tagte in der PTB mit 23 Teilnehmern. Dieser Ausschuss hat es sich zur Aufgabe gemacht, Themen rund um die Kalibrierung von Werkstoffprüfmaschinen zu besprechen. Dazu zählen schwerpunktmäßig die Kalibrierung von Universalprüfmaschinen, Härteprüfmaschinen, Pendelschlagwerken oder Baustoffprüfmaschinen sowie die Kalibrierung von Längenänderungs-Messeinrichtungen.

DKD-Fachausschuss 10: Drehmoment

Dirk Röske

Der Fachausschuss Drehmoment befasst sich mit Fragen der Darstellung und Messung der physikalischen Größe Drehmoment in den zwei Ausprägungen „reines Drehmoment“ (auch als Moment eines Kräftepaares dargestellt) und „Drehmoment mit Querkraft“ (als Moment einer Einzelkraft aufzufassen). Ersteres tritt zum Beispiel in Antrieben mit vernachlässigbarem Querkraft- bzw. Biegemomenteinfluss auf. Letzteres ist der typische Anwendungsfall eines Drehmomentschlüssels, wo mit Hilfe einer Querkraft am Hebel ein Drehmoment erzeugt wird, dabei jedoch neben dem Drehmoment die eingeleitete Kraft sowie in der Regel auch ein zusätzliches Biegemoment auftreten.

DKD-Fachausschuss 11: Strömungsmessgrößen

Georg Giesen

Der Fachausschuss Strömungsmessgrößen wurde im März 2007 gegründet und gehört somit zu den jüngsten DKD-Fachausschüssen. Er repräsentiert ca. 25 akkreditierte Kalibrierlaboratorien für die Messgrößen Durchfluss von Gasen und Flüssigkeiten sowie Strömungsgeschwindigkeit. Die Schwerpunkte der Arbeit des Fachausschusses sind:

  • Durchführung von Ringvergleichen unter den Mitglieds-Laboratorien
  • Information seiner Mitglieder über Neuerungen/Entwicklungen im Kalibrierwesen – durch Mitarbeitende der PTB – sowie im Akkreditierungswesen (durch zuständige DAkkS-Repräsentanten)
  • Erarbeitung von Kalibrierrichtlinien als Grundlage für gleiche Vorgehensweisen und Vergleichbarkeit von Kalibrierergebnissen

DKD-Fachausschuss 12: Messgrößen der Laboratoriumsmedizin

Lothar Siekmann

Der Fachausschuss Messgrößen der Laboratoriumsmedizin umfasst derzeit vier akkreditierte Laboratorien, die insgesamt ca. 35 verschiedene Messgrößen anbieten. Die im Fachausschuss vertretenen Laboratorien sind darüber hinaus in das globale System “Joint Committee for Traceability in Laboratory Medicine (JCTLM)“ eingebunden, das vom International Bureau of Weights and Measures (BIPM), der International Federation of Clinical Chemistry and Laboratory Medicine (IFCC) und der International Laboratory Accreditation Cooperation (ILAC) gegründet wurde. Aufgabe des JCTLM (http://www.bipm.org/jctlm) ist die regelmäßige Auflistung von

 

  • Kalibrier-/Referenz-Materialien
  • Kalibrier-/Referenz-Messverfahren
  • Kalibrier-/Referenz-Laboratorien mit ihren jeweiligen Messgrößen.

 

 

DKD-Fachausschuss 13: Messunsicherheit

Philip M. Fleischmann

„Sicher is‘, dass nix sicher is‘, drum bin ich vorsichtshalber misstrauisch.“
(Karl Valentin)

Dass Messungen unsicher sein sollen, ist für Anwender eine grässliche Vorstellung. Und dann auch noch die von Kalibrierlaboratorien! Trotzdem haben auch die genauesten Methoden leider die unangenehme Eigenschaft, dass deren Messunsicherheit nicht Null werden kann. Und genau damit beschäftigt sich der Fachausschuss Messunsicherheit.

Neben dem Informationsaustausch auf diesem Gebiet muss dabei der Spagat zwischen praxisgerechter Handhabung und mathematisch korrekter Formulierung bewältigt werden: „Gewurzelte Quadratsumme“, „Korrelationskoeffizienten“ und „Monte-Carlo-Simulation“ heißt das Handwerkszeug hierfür. Doch da der Fachausschuss aus Teilnehmern aller Fachausschüsse besteht, ist es oftmals sehr schwierig, eine Schnittmenge von allgemeinen Verfahren zur besten Problemlösung zu finden. Aber vielleicht gehört dies ja auch zur Natur der Sache, allenfalls „ungefähr genaue“ Angaben machen zu können?

Der Genius Loci: Die Physikalisch-Technische Reichsanstalt und ihr erster Präsident Hermann von Helmholtz

Dieter Kind

Hermann von Helmholtz und Werner von Siemens kommt das Verdienst zu, frühzeitig die Bedeutung von Naturwissenschaft und Technik für die industrielle Entwicklung des Deutschen Reiches erkannt zu haben. Ihre Beiträge zu beiden Bereichen verliehen ihnen auch ein hohes gesellschaftliches Ansehen. Bei Helmholtz war es die 1847 veröffentlichte Formulierung des Energieerhaltungssatzes, bei dem erfolgreichen Unternehmer Siemens war es die1866 gelungene Entdeckung des dynamoelektrischen Prinzips, um nur zwei Leistungen von besonders großer Bedeutung zu nennen.

Gemeinsam unterstützten sie die Initiative führender Kräfte zur Gründung der Physikalisch- Technischen Reichsanstalt (PTR), die schließlich 1887 erreicht wurde. Unter seinem ersten Präsidenten Hermannn von Helmholtz begann die Erfolgsgeschichte des weltweit ersten Nationalen Metrologieinstituts.

Neuer Schallschutz mit Knick – deutlich verringerte Schallbelastung im Orchester!

Amateur- und Berufsmusiker sind zum Teil gehörschädigenden Schallpegeln ausgesetzt, besonders dort, wo die Schalltrichter der Blechläser (Trompete, Posaune) nach vorne, d. h. auch auf die Ohren der vor ihnen sitzenden Musiker, gerichtet sind. Seit 2007 schreibt die EU-Richtlinie 2003/10/EG einen angemessenen Schallschutz auch für Berufsmusiker vor. Mit den neu entwickelten Schallschutzschirmen der PTB ist bei Orchesterproben trotz guter Abschirmung eine gute Kommunikation zwischen den Musikern möglich.

Mikrohanteltasterstift

Die PTB hat einen neuartigen Mikrotaster entwickelt, der durch seine spezielle hantelförmige Geometrie für Messaufgaben wie Mikroinnengewinde optimiert ist. Das neue Design ermöglicht das Austauschen der Tastkugeln durch die Fixierung über Klemmkräfte. Durch die universelle Kupplung ist der Mikrohanteltaster an nahezu jedes taktile Koordinatenmessgerät adaptierbar.

Raman-Standard

Die Raman-Mikroskopie ist ein Messverfahren zur ortsaufgelösten Bestimmung der chemischen Zusammensetzung von Proben. Ein neuer Raman-Standard der PTB ermöglicht die laterale Kalibrierung von Raman-Mikroskopen und ihrer optischen Auflösung in besonders hoher Güte.

Vergleichsmessungen – ein wirksames Instrument zur Dokumentation der eigenen Leistungsfähigkeit

Regina Klüß, Andreas Breier, Norbert Heine, Thomas Kramp, Klaus May, Sabine Östreich-Schmidt, Martin Zehetbauer

Getreidefeuchte-Vergleichsmessung zum Referenzverfahren nach ISO 712 zwischen PTB, 10 Eichbehörden und 2 freien Marktteilnehmern.

Messgeräte zur Bestimmung der Feuchte von Getreide und Ölsaaten sowie der EWG-Schüttdichte unterliegen in Deutschland bei der Verwendung im geschäftlichen und amtlichen Verkehr der Eichpflicht. Die Getreidefeuchte ist ein unverzichtbares Entscheidungskriterium über eine qualitätserhaltende Lagerfähigkeit von Getreide. Im Weiteren ist diese erforderlich für alle Angaben von Inhaltsstoffen, die in Relation zur Trockenmasse stehen. Seit Jahren wird ein Zuwachs an Messgeräten im Agrarhandel festgestellt, die die genannten Qualitätsparameter zur Anzeige bringen. Die PTB prüft im Rahmen von Zulassungsverfahren die Eignung dieser Messgeräte.