To achieve the measurement accuracy required for the Avogadro project, apart from new silicon spheres, also improved objectives are required. An optimized spherical interferometer was developed and set up for these high-precision measurements.

PTB’s sphere interferometer has been used in order to extract precisely the coefficient of thermal expansion (CTE) of ²⁸Si. This is necessary for the spheres of highly enriched ²⁸Si made for the Avogadro Project. For this purpose the diameter of one of the spheres was measured as a function of temperature between 17 °C and 30 °C. It could be demonstrated that the measured deviation of the CTE of ^2...

Ein mikroelektromechanischer Nanokraftaktor wurde für die Kalibrierung der Biegesteifigkeit von AFM-Cantilevern entwickelt. Dieser wurde an zwei unterschiedlich steifen kommerziellen Cantilevern erfolgreich erprobt.

Die Herausforderung an das Fertigungsverfahren bestand darin, definierte Löcher in der Pendelscheibe aus Si-Wafermaterial zu erzeugen, die zum einen genau in der Mitte des Pendels platziert sind und zum anderen ein selbst zentrierendes Widerlager für die kugelförmigen Aufhängungen der Pendel an 10 µm dünnen Drähten bilden.

Eine Methode zur Kalibrierung der Nanokraftmesseinrichtung der PTB im Sub-Nanonewton-Bereich wurde erfolgreich erprobt, die auf einer Neigung der kompletten Messeinrichtung sowie elektrostatischer Kompensation der Neigung in einem der beiden Messkanäle der Messeinrichtung beruht.

Der Nanometerkomparator wird um eine Geradheitsmessoption an Strichteilungen erweitert, die sich auf das TMS-Verfahren abstützt. Simulationen haben ergeben, dass sich hiermit Messunsicherheiten im Sub-Nanometerbereich erzielen lassen

Strichmaßstäbe spielen bei der Weitergabe der Längeneinheit eine wichtige Rolle. Der begrenzende Einfluss der Maßstabslagerung auf die erzielbare Unsicherheit der Längenmaß-Weitergabe mittels Präzisions-Strichmaßstäben wurde untersucht.

Für die Charakterisierung von Probekörpern im Rahmen des MICROSCOPE Projektes war es u.a. notwendig, deren thermischen Ausdehnungskoeffizienten genau zu messen. Aufgrund der gegebenen, optisch nicht-kooperativen Oberflächen wurde eine Methode entwickelt, die die Probekörper in einen optischen Aufbau einbezieht.

Bei der Selbstkalibrierung von Winkel-Teilkreisen lässt sich im Falle speziell gewählter Anordnungen von Abtastköpfen zur Auslesung des Teilkreis-Phasengitters ein analytisch vorteilhafter Primfaktor-Algorithmus zur Anwendung bringen. Er ist auch für die Kreuzkalibrierung zweier Teilkreise an-wendbar und erlaubt hierbei eine erhebliche Verringerung des Kalibrieraufwandes.

A new method for the experimental determination of the effective contact radius of rough microspheres was developed. The results gained by experiment on ruby spheres having a mean diameter of 200 µm are, for normal forces exceeding approximately 300 mN, in good agreement with the theoretical results of the Hertzian equations and with statistically based models for rough surfaces.

We realized with a newly developed hybrid setup, which is based on two stabilized diode lasers, a relative measurement uncertainty smaller than 10^-6 for distances up to 20 m.

A frequency comb in the microwave range, which is generated by detection of femtosecond laser pulses with a high-speed photodiode, provides a new method for high accuracy length measurements for long distances. A system based on this principle was successfully tested for length measurements up to 100 m.

Within a study conducted at PTB industrial demands concerning micro-gear metrology and metrologi-cal possibilities in this field were identified. Additionally, the study gives recommendations for further research activities. The traceability of micro-gear measurements is to be realized within a follow-up project.

Ein neues IT-Konzept für die Referenzsoftware zur Berechnung von Rauheitskenngrößen wurde auf der Basis der anwendungsorientierten Middleware CORBA realisiert, die es ermöglicht, eine Erweiterung der Software auch um externe Module einfach durchzuführen. Damit ist ein tragfähiges, flexibles und zukunftsfähiges Programmgerüst geschaffen worden.

The measurement results from the three European and one Asian metrology institute showed a very good agreement. All measurements were performed by scanning probe microscopy and the deviations from the reference values were for the most part in the sub-nanometer range