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Erfolgreiche Weiterentwicklung der Erdmagnetfeldkompensation im internationalen Ringvergleich nachgewiesen

25.11.2014

Bei der Darstellung und Weitergabe der Einheit Tesla im Bereich der Flussdichte des Magnetfeldes der Erde (~50 µT) ist es zum Erreichen einer geringen Messunsicherheit unerlässlich, das Magnetfeld der Erde zu kompensieren. Nur so kann sichergestellt werden, dass die Schwankungen dieses Feldes die Messungen so wenig wie möglich beeinflussen. In der PTB wird hierzu ein spezielles dreiachsiges Spulensystem nach Braunbek (Bild 1) eingesetzt. Die Steuerung dieses Systems wurde von der Messung der einzelnen Komponenten des Erdmagnetfeldes bis hin zur Erzeugung der Kompensationsströme vollständig überarbeitet und weiterentwickelt. Das Ziel war die Verringerung der Messunsicherheit mindestens um den Faktor 5. Der Erfolg der Weiterentwicklung wurde mit der erfolgreichen Teilnahme an dem internationalen Ringvergleich (EURAMET P1-APMP.EM-S14) im Bereich der Flussdichte des Magnetfeldes der Erde nachgewiesen. Die aus den Einzelergebnissen der Teilnehmer des Ringvergleiches berechneten Mittelwerte liegen innerhalb des Bereichs der verbesserten Messunsicherheiten der PTB-Messungen. Hierdurch wird die Verbesserung der Messunsicherheiten der PTB gestützt.

Darüber hinaus ist dieser Erfolg auch bei der Darstellung der Einheit Tesla am Referenzpunkt von 1 mT von Bedeutung. Durch die bessere Kompensation des äußeren Feldes konnte auch hier die Messunsicherheit um den Faktor 5 verkleinert werden. Die PTB ist damit für die Anforderungen an die Unsicherheit bei der Weitergabe der Einheit Tesla für die nächste Zukunft gut gerüstet.

Bild 1: Dreiachsiges Spulensystem nach Braunbek zur Kompensation der drei Komponenten des Erdmagnetfeldes

 

Ansprechpartner: H. Harcken
Fachbereich 2.5: Halbleiterphysik und Magnetismus