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Scientific news from division 2

Latest scientific news

The first General Meeting of the European Metrology Network on Quantum Technologies (EMN-Q) was held on 15 October 2019 in Berlin. Main targets of the network, in which PTB is involved in operational and executive functions, is the coordination of metrological activities in quantum technology and their strategic development in Europe, oriented to the needs of relevant stakeholder groups.

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Die hohe Präzision elektrischer Gleichstrommesstechnik beruht auf der Rückführung der Messgrößen auf Quantennormale, die typischerweise in Nationalen Metrologieinstituten wie der PTB eingesetzt werden. Bei der Kalibrierung von Spannungsnormalen ist die Unsicherheit der Weitergabe limitiert durch das inhärente Rauschen der als Transfernormale genutzten Zener-Dioden, deren Funktion auf einem...

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Für die Kalibrierung von Brückennormalen für die Dehnungsmessstreifen (DMS)-Messtechnik wurde in der PTB ein vollautomatisierter Messplatz fertiggestellt und für Kalibrierungen in Betrieb genommen. Der Messplatz basiert auf einem schrittmotorgesteuerten 8-dekadischen induktiven Spannungsteiler sowie einer Schrittmotorsteuerung für Brückennormale des Typs BN100 und weiteren per Rechner steuerbaren...

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Der Bedarf an hohen Datenraten in der drahtlosen Kommunikation steigt rasant. Jenseits des derzeit diskutierten neuen Mobilfunkstandards der 5. Generation „5G“ werden Datenraten im Bereich von 100 Gbit/s jedoch nur realisierbar, wenn auch Bandbreite im unteren THz-Frequenzbereich verwendet wird. Hierfür sind neue Ansätze zur Datenübertragung erforderlich und eine Reihe technischer Hürden müssen...

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Der Ausbau der Windenergie an Land ist für das Gelingen der Energiewende eine zentrale Säule. Ein wesentlicher Faktor für die Windenergienutzung ist die Flächenbereitstellung. Raumnutzungskonflikte werden zunehmend zum Hemmnis des Ausbaus. Im Fokus des neuen Projektes RIWER steht der Raumkonflikt zwischen Windenergieanlagen (WEA) und Wetterradaranlagen (WRA) des Deutschen Wetterdienstes (DWD).

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In der PTB ist es weltweit erstmals gelungen messtechnisch aufzuzeigen, wie, in welchem Maße und unter welchen Bedingungen Windenergieanlagen Einfluss auf die Signalintegrität von Flug-Navigationsanlagen haben. Diese Erkenntnisse machen ein Prognosewerkzeug möglich, das bei hunderten im „Genehmigungsstau“ steckenden Bauanträgen für eine schnellere Entscheidung sorgen könnte.

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Im Frequenzbereich zwischen 80 GHz und 110 GHz wurde erstmals ein Messvergleich zwischen der leitungsgebundenen Hochfrequenzleistungsmessung im Rechteckhohlleiter einerseits und der Leistungsmessung eines gaußverteilten Freistrahls andererseits durchgeführt. Dabei wurde basierend auf den Messunsicherheiten der jeweiligen Leistungsdetektion unter Berücksichtigung der Transmissionsunsicherheit des...

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Das von der EU geförderte und von der PTB koordinierte EMPIR-Projekt PlanarCal ist nach einer Laufzeit von drei Jahren erfolgreich abgeschlossen worden. An dem aus 12 Partnern bestehenden Konsortium waren neben vier führenden europäischen Metrologieinstituten verschiedene europäische Universitäten und Forschungsinstitute sowie Messgerätehersteller und industrielle Anwender beteiligt.

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Das Ziel des neuen Arbeitskreises „PIM-Interest Group“ ist es, die größten Herausforderungen zur Vermessung von Passiver Intermodulation (PIM) zu erfassen und zu bewältigen und damit den Ausbau des Mobilfunks (5G) sowie die Entwicklung von Satelliten nachhaltig zu unterstützen. Der Arbeitskreis setzt sich zusammen aus Vertretern von Industrie und renommierten nationalen und internationalen...

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Am 13. Mai 2019 fand in Ljubljana (Slowenien) der Start des durch EURAMET ins Leben gerufenen Europäischen Metrologienetzwerks „Smart Electricity Grids“ (EMN SEG) statt. Die PTB beteiligt sich an der operativen Arbeit und ist auch in den Leitungsgremien des Netzwerks vertreten. Kernziele des Netzwerks sind eine wirksamere Ermittlung des tatsächlichen metrologischen Forschungsbedarfs in der...

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In der elektrischen Energieversorgung wird in den wichtigen Knotenpunkten des Übertragungsnetzes - den Hochspannungsstationen - zukünftig digitale Messtechnik eingesetzt. Die Sekundärsignale der eingesetzten Spannungs- und Stromwandler werden dabei digitalisiert und zeitgestempelt zu den ebenfalls digital arbeitenden Messgeräten übertragen. Hierzu wurde das europäische Metrologieforschungsprojekt...

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Für die Erzeugung von sehr stabilen und sauberen Gleichspannungen über eine Million Volt wurde eine Erzeugungseinrichtung geschaffen, welche neue Kalibriermöglichkeiten für hochfrequente Wechselspannungen und Gleichspannungen über 1000 kV eröffnet.

 

 

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Eichungen und Rückführungen von Messgeräten, die für Eichtätigkeiten verwendet werden, werden im gesetzlichen Messwesen auf der Basis von Verfahrensanweisungen durchgeführt. Diese Anweisungen werden von der Arbeitsgemeinschaft für Mess- und Eichwesen (AGME) erstellt und für Eichämter und staatlich anerkannte Prüfstellen zur Verfügung gestellt. Übergeordnetes Ziel ist es, eine deutschlandweit...

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Das Mess- und Eichrecht sorgt in Deutschland dafür, dass beim Verkauf von Ladestrom abgerechnete Energiemengen richtig und für den Kunden nachvollziehbar gemessen werden. Als technische Maßnahme zur Erfüllung der eichrechtlichen Kundenschutzanforderungen setzen die Ladesäulenhersteller zunehmend sogenannte Public-Key-Signaturverfahren ein. Die Public-Keys werden jetzt mittels eines zwischen PTB...

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Die elektromagnetische Verträglichkeit zwischen am Stromnetz betriebenen Komponenten gewinnt zukünftig immer mehr an Bedeutung. Die PTB hat sich in einem Forschungsvorhaben mit weiteren Projektpartnern das Ziel gesetzt, ein Prüflastnormal zur rückgeführten Kalibrierung von Netzrückwirkungssystemen zu entwickeln und aufzubauen.

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Elektrische Energie bzw. Arbeit ist ein wichtiges Wirtschaftsgut. Da die Messung der Energie als Grundlage für Abrechnungen verwendet wird, unterliegen die Messeinrichtungen sehr hohen Zuverlässigkeitsanforderungen. Mit dem neu aufgebauten Prüfstand soll eine Möglichkeit geschaffen werden, elektronische Elektrizitätszähler auf ihre korrekte Arbeitsweise bei nicht-sinusförmigen Stromsignalen zu...

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Im Reinraumzentrum der PTB wurden NanoSQUID-Schaltungen basierend auf Josephson-Kontakten der Schichtenfolge Supraleiter-Isolator-Supraleiter (SIS) hergestellt. Gegenüber mit alternativen Technologien gefertigten Josephson-Kontakten zeichnen sich diese durch ihre besseren Rauscheigenschaften aus. Die neuen NanoSQUID-Sensoren werden künftig im Fachbereich „Biosignale“ der PTB für den Aufbau eines...

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Schaltungen für das pulsgetriebene Josephson-Spannungsnormal (JAWS) der PTB wurden im Rahmen des EMPIR-Projektes QuADC am National Physical Laboratory (NPL, nationales Metrologieinstitut von UK) in ein innovatives JAWS-System der nächsten Generation integriert. Damit kann der JAWS-Chip quasi in Echtzeit jedes beliebig geformte Eingangssignal mit hoher spektraler Reinheit quantisieren.

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Quantum dots are used in semiconductor quantum technology. They allow to localize and control single electrons in semiconductor devices. Many applications require a fast initialization of a certain quantum state of the electrons. For this purpose, a new technique based on control of tunnelling rates has been developed at PTB.

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On March 20 and 21, 2019, the workshop "Ultrastable Low-Noise Current Amplifier (ULCA) in Laboratory Practice" was held at PTB. The ULCA is a commercially available instrument, developed by PTB, that enables the measurement and generation of small currents with the highest accuracy.

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The definition of the ampere, the unit of electric current, in the just revised International System of Units (SI) is based on a fixed value for the elementary charge e. The Joint Research Project (JRP) “e-SI-Amp: quantum realisation of the SI ampere” was launched in the frame of the European metrology research programme EMPIR to develop ways for generating and disseminating electrical current...

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