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Abteilungsnachrichten

Aktuelles

Im Rahmen des traceRadon Projektes werden Radondetektoren entwickelt, die die Radonaktivitätskonzentration in der Außenluft rückführbar messen können. Dieses ist notwendig, um über die Radon Tracer Methode (RTM) eine Korrelation mit Treibhaus­gasen herstellen zu können (EMPIR 19ENV01 traceRadon). Dieses wird erreicht durch die Kombination der Quelle direkt mit einem alphaspektrometrischen...

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Im Rahmen der Digitalisierung in der Metrologie laufen Bestrebungen Methoden der künstlichen Intelligenz für die Spektrometrie zu nutzen. So werden z.B. Convolutional Neural Networks (CNN) zur Nuklididentifikation erprobt oder in Kombination mit Monte‑Carlo Simulation zur Entfaltung von Spektren verwendet.

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Im Juni 2020 startete das EMPIR-Netzwerkprojekt "Support for a European Metrology Network on Advanced Manufacturing".Ziel ist die Stärkung der europäischen fertigenden Industrie durch innovative Metrologie. Erstmals wird eine gezielte Koordinierung der benötigen Messtechnik auf europäischer Ebene erfolgen und damit eine Infrastruktur für den grenzübergreifenden metrologischen Wissensaustausch...

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Hochgeschwindigkeits-Rauheitsmessungen mit piezoresistiven Silizium-Mikrotastern erfordern gute dynamische Eigenschaften der Taster. Dazu wurden nun Spitzenflug-Untersuchungen mit diesen Mikrotastern an Rechteckstrukturen durchgeführt, bei denen die Flugweite der Mikrotastspitzen in den rechteckigen Vertiefungen in Abhängigkeit von der Antastkraft und der Verfahrgeschwindigkeit gemessen wurden....

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Ein elektronenmikroskopisches 3D-Messverfahren auf Basis des „shape from shading“ 3D-Rekonstruktionsverfahrens wurde zur Messung der Form von Mikrotastspitzen erprobt. Es konnte gezeigt werden, dass es einen optimalen Arbeitsabstand gibt, Verkippungen bis 2 ° tolerierbar sind, die Rotation der Probe bei flachen Proben unkritisch ist, es jedoch bei topographischen Strukturen zu Randabweichungen im...

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Die exzentrische Nanoindentation von Siliziummikrosäulen wurde untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass eine Abweichung des gemessenen Indentationsmoduls von 10 % auftritt, wenn der Ort der Indentation um bis zu 40 % des Radius der Säule von deren Mitte abweicht. Während dieser Messungen bleibt die gemessene Eindringhärte nahezu konstant, während der gemessene Indentationsmodul einer...

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Für die instrumentierte Eindringprüfung bzw. die Nanoindentation kann zukünftig die Kalibrierung von Eindringkörpern durchgeführt werden. Dabei wird die Kontakt- bzw. projizierte Fläche, die sogenannte „Flächenfunktion“ ermittelt. Die Eindringkörper werden mittels Rasterkraftmikroskopie rückgeführt gemessen und eine selbst entwickelte Software wertet die ermittelten Geometriedaten weitgehend...

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Der neuartige Picoindenter aus der PTB, der die Spitze eines Rasterkraftmikroskops (AFM) als Eindringkörper verwendet um Nanomaterialien dimensionell und mecha¬nisch zu charakterisieren, wurde jetzt entscheidend erweitert: Im „Laboratory for Emerging Nanometrology“ (LENA) der TU-BS wurden mittels fokussiertem Ionenstrahl (FIB) pyramiden¬förmige Berkovich-Spitzen auf AFM-Cantilevern hergestellt,...

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Zur Bestimmung der topographischen Ortsauflösung von optischen Mikroskopen für die Messung von Strukturen mit unterschiedlichen Aspektverhältnissen wurden sinusförmige Chirp-Normale mit Oberflächenwellenlängen von 3,2 µm bis 12 µm mit drei unterschiedlichen Amplituden (0,4 µm, 0,7 µm, 1 µm) erprobt. Erste Ergebnisse mit einem Weißlicht-Interferenzmikroskop und einem konfokalen Mikroskop weisen auf...

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Flächenhafte Rauheitsmessungen v. a. mit optischen Verfahren spielen für viele Anwendungen in der Industrie eine immer größere Rolle. Dabei stellt sich die Frage, wie Einflussgrößen auf die Rauheitsmessungen sicher erkannt werden können. Hierzu wurden die Eigenschaften speziell der Konfokal¬mikroskopie durch Vergleich mit der örtlich höher auflösenden Rasterkraftmikroskopie systematisch erforscht....

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Im Rahmen des von der PTB koordinierten EURAMET-Projekts 1242 "Messung der flächigen Rauheit mit optischen Mikroskopen" wurden erstmals vergleichende Messungen der Flächenrauheit mit verschiedenen optischen Oberflächen-Messverfahren an 6 Metrologie-Instituten durchgeführt. Dabei zeigten sich, abhängig vom Messprinzip, Ortsfrequenzspektrum und den Flankenwinkeln der Textur, z. T. sehr große...

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Ein neuartiger Typ von Maßverkörperung zur Charakterisierung zweidimensionaler (2D) Instrumenten-transferfunktionen (ITF) von optischen flächenhaft messenden Topographiemessgeräten wurde entwickelt. Die mit dem metrologischen Rasterkraftmikroskop der PTB kalibrierte Maßverkörperung wurde bereits sowohl in der Forschung als auch in der Industrie erfolgreich angewendet. Dabei zeigten sich die...

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Anstelle eines einzelnen, hoch aufgelösten Messbildes, welches stark durch Drift beeinflusst ist, werden in einem neuen Ansatz mehrere niedrig aufgelöste Messbilder aufgenommen. Diese zeigen weniger Drifteinflüsse und können genutzt werden, um den zeitlichen Verlauf der Drift zu rekonstruieren. Die niedrig aufgelösten Messbilder können mit dem rekonstruierten Driftverlauf korrigiert und mittels...

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Nach dem Ausfall einer zentralen Elektronikkomponente der Messdatenerfassung des primären Winkelkomparators WMT 220 der PTB wurde mit wesentlicher Unterstützung der Firma Dr. Johannes Heidenhain GmbH eine komplette Renovierung der Steuerung und der Datenerfassung des Winkeltisches durchgeführt. In diesem Zusammenhang musste auch die Software zur Steuerung der Antriebe und zum Auslesen der neuen...

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Mittels Monte-Carlo-Simulation der Bildentstehung im Elektronenmikroskop konnten umfangreiche, qualitativ hochwertige Trainingsdatensätze generiert werden, die für Machine Learning von zentraler Bedeutung sind. Auf dieser Grundlage wird im Rahmen zweier europäischer Projekte Machine Learning zur Detektion von Partikeln sowie zur morphologischen Charakterisierung von Ruß eingesetzt.

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Derzeitige 3D-Rasterkraftmikroskope (3D-AFM) besitzen nur eingeschränkt die Fähigkeit echt dreidimensionale Strukturen zu erfassen. Ein neuartiges Design eines strukturierten Cantilevers, die 3D-Nanoprobe, wurde optimiert, die Verschiebung der Spitze der Sonde in allen drei Raumrichtungen zu messen. Die Verschiebungen können mit einem doppelten Lichtzeigerprinzip oder einer Kombination aus...

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Im Bereich Koordinatenmesstechnik konnten zwei wichtige Projekte auf ISO Ebene zu einem ersten Abschluss gebracht werden. Für den Einsatz der Computertomographie im Bereich der dimensionellen Messtechnik wird erstmals ISO 10360-11 DIS als öffentlicher Entwurf die Annahme- und Bestätigungsprüfung sowie Spezifikationen beschreiben. Für die optische 3D Messtechnik erscheint für den gleichen Zweck...

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Im Rahmen eines industriellen Kooperationsprojektes wurde ein Normal zur Rückführung von Rauheitsmessungen auf evolventischen Zylinderradverzahnungen entwickelt. Dazugehörige Auswertealgorithmen ermöglichen die Ermittlung der Abweichungen der gekrümmten Profile und deren Umrechnung in die etablierten Parameter der ebenen Rauheitsmesstechnik. Die Software kann sowohl die Messdaten von Koordinaten-...

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Ein neuartiger 3D-Prüfkörper für Koordinatenmessgeräte wurde in einem ZIM-Projekt vom Industriepartner entwickelt und in der PTB untersucht. Der Prüfkörper aus einer Industriekeramik hat Abmessungen von 0,8 m x 0,8 m x 0,3 m und verkörpert eine Vielzahl von 3D- und 2D-Kugelabständen. Mit dem Prüfkörper sollen zukünftig Koordinatenmessgeräte in einem begrenzten Volumen eingemessen und korrigiert...

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Hersteller und Nutzer von industriellen Computertomographen benötigen für rückführbare Koordinatenmessungen eine praktikable Methode und Normale zur Kalibrierung der geometrischen Vergrößerung. Für ihre hochgenaue Bestimmung wurde daher eine zeitsparende Methode unter Verwendung von kostengünstigen 2D-Rasterfolien entwickelt. Die Rückführung der geometrischen Vergrößerung gelang auf 2 · 10-5...

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