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Mit akustischen Oberflächenwellen können bei tiefen Temperaturen Elektronen einzeln und mit genau bekannter, hoher Frequenz durch einen schmalen Halbleiterkanal geführt werden. Damit kann man die Stromstärke-Einheit Ampere mit einer Naturkonstanten, der Elementarladung, verknüpfen. Gelingt es, die Fehlerquote beim „Abzählen“ der Elektronen so gering zu halten, dass eine kleinere Unsicherheit als...

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Eine Reihe großer Leistungsprüffelder im In- und Ausland beabsichtigt in einer konzertierten Aktion, die Einheitlichkeit und Rückverfolgbarkeit ihrer Messungen von transienten Strömen bis zu einigen hundert Kiloampere zu gewährleisten. Im ersten Schritt werden drei Messsysteme aufgebaut, die von verschiedenen metrologischen Staatsinstituten kalibriert und von den beteiligten Leistungsprüffeldern...

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Einzel-Elektronen-Transistoren erlauben die Messung elektrischer Potentiale mit einer Empfindlichkeit, die die durch die Gesetze der Quantenmechanik bestimmte ultimative Grenze erreichen kann. Da sie mit weniger als 100 nm sehr klein sind, kann man sie als elektrisch wie auch räumlich hochauflösende Sonden einsetzen. Wir untersuchten damit Wirbelströme beim quantisierten Hall-Effekt, der bei...

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Für den Transfer von Wechselgrößen (Wechselspannung, Wechselstromstärke, Wechselleistung) auf äquivalente Gleichgrößen werden in der PTB seit mehr als einem Jahrzehnt planare Vielfachthermokonverter bei Frequenzen von 10 Hz bis 1 MHz verwendet. 

Mit dem Ziel, planare Vielfachthermokonverter für Hochfrequenz zu entwickeln, wurden im Rahmen einer Dissertation verbesserte Modellrechnungen durch...

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In den letzten Jahren wird die Silizium-Technologie erfolgreich dazu benutzt, maßgeschneiderte mechanische Strukturen mit kleinen Abmessungen herzustellen, die sich in verschiedenen Bereichen der Messtechnik einsetzen lassen. Mit mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) lassen sich wegen der geringen Abmessungen auch Kräfte durch elektrostatische Felder erzeugen (Aktuatoren) oder messen...

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Digitale Daten werden in der Nachrichtentechnik mit ständig steigender Geschwindigkeit übertragen. Dafür werden koaxiale Leitungssysteme der Hochfrequenz(HF)-Technik mit immer größerer Bandbreite benötigt. Eine wachsende Zahl von HF-Messgeräten und Systemen werden daher für das neue 2,9 mm-Koaxialleitersystem mit einer Bandbreite bis 40 GHz ausgerüstet. Um einem dringenden Bedarf der deutschen...

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Der seit Jahren zu beobachtende Trend in Richtung umfangreicherer und komplexerer integrierter Schaltkreise führt zu neuen Herausforderungen im Chipdesign, wobei insbesondere der Einfluss der Verbindungsstrukturen nicht vernachlässigt werden darf. Ein bisher nicht befriedigend gelöstes Problem stellt die Beschreibung der i.a. frequenzabhängigen Leitungseigenschaften mit geschlossenen analytischen...

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Messungen der metallischen elektrischen Leitfähigkeit haben ein enormes Anwendungspotential im Rahmen der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung. Der Anwendungsbereich von Leitfähigkeitsmessungen erstreckt sich von sicherheitsrelevanten Untersuchungen, wie sie in der Luftfahrtindustrie und bei der Kernenergietechnik notwendig sind, bis zur Herstellung von Münzlegierungen und Fälschungserkennung in...

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Zum Aufbau der Skale für den Wechselstrom-Gleichstromstärke Transfer für Stromstärken von 1 mA bis 20 A im Frequenzbereich von 10 Hz bis 100 kHz werden planare Vielfachthermokonverter zusammen mit Wechselstrommesswiderständen (Shunts) verwendet. Unter Voraussetzung der Unabhängigkeit der Transferdifferenz von der Stromstärke werden beim Aufbau der Skale Normale für verschiedene Nenn-Stromstärken...

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Die Darstellung und Weitergabe der Induktivitätseinheit Henry im Wertebereich von 100 µH bis 100 H und im Frequenzbereich 50 Hz bis 1 MHz erfolgt in der PTB mit Hilfe einer Maxwell-Wien Messbrücke mit sehr geringer Messunsicherheit. Die Kalibrierungen in dieser Messbrücke sind aber sehr zeitaufwändig und deshalb mit hohen Kosten verbunden. Deshalb wird daran gearbeitet, nur die Normale der PTB in...

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Verluste von Transformatoren und Betriebsmitteln für die elektrische Energieversorgung werden unter Verwendung von Phasenwinkel-Messgeräten bestimmt. Diese Messungen dienen einerseits zur Beurteilung der Qualität, andererseits ist die Beobachtung der Verluste für die Sicherheit und eine lange Lebensdauer wichtig. Daher ist die Rückführung von Phasenwinkel-Messgeräten für den Deutschen...

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Spulen zur Erzeugung magnetischer Felder weiten sich mit steigender Temperatur auf, so dass das Feld in ihrem Zentrum kleiner wird, d. h. ihre Spulenkonstante nimmt ab. Die Spulenkonstante ist der Quotient aus magnetischer Flussdichte im geometrischen Zentrum der Spule und der Stromstärke des in ihrer Wicklung fließenden elektrischen Stromes. Dieser insbesondere bei mehrlagigen Spulen erheblich...

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Die Anforderungen an die Speicherkapazität und die Datensicherheit von Identifikationskarten mit Magnetstreifen sind in den letzten zwei Jahren stark angewachsen. Daher hat der Ausschuss ISO/IEC/JTC1/SC17WG1 die Entwicklung einer Norm für hochkoerzitive Magnetstreifen höherer Aufzeichnungsdichte („high density“, „HD“) vereinbart, die in diesem Jahr abgeschlossen wird. Das zugehörige...

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Zur Kalibrierung vektorieller HF-Netzwerkanalysatoren (VNA) wurden bisher in der Industrie Kalibrierverfahren bevorzugt, bei denen geschlossene analytische Lösungen für die Korrekturkoeffizienten vorlagen. Bedingt durch die Erweiterung des durchgängig nutzbaren Frequenzbereichs bis zu Frequenzen jenseits von 110 GHz werden inzwischen mehr Standards zur Kalibrierung benötigt, so dass geschlossene...

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Der Test integrierter Mikrowellenschaltungen und schneller digitaler Schaltkreise erfordert neue Prüfkonzepte, die sich durch Breitbandigkeit und eine möglichst geringe Rückwirkung auf den zu testenden Schaltkreis auszeichnen. Im Gegensatz zu Mikrowellenprüfspitzen, die für einen Bezugswellenwiderstand von 50 Ohm ausgelegt sind und damit für viele Schaltkreise eine zu große Last darstellen,...

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Für eine korrekte Interpretation von Messungen mit Oszilloskopen muss deren Eigenanstiegszeit bekannt sein. Deshalb hat die PTB ein optoelektronisches Verfahren zur Bestimmung der Anstiegszeit von 50-GHz Oszilloskopen entwickelt, mit dem sich Anstiegszeiten von nur wenigen Pikosekunden rückführbar messen lassen.

Breitbandige 50-GHz Oszilloskope sind ein unentbehrliches Werkzeug für die...

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In Zeiten der Deregulierung des Energiemarktes nimmt das Interesse an der Qualität der Netzspannung (bekannt in der Fachliteratur als „Power Quality“) ständig zu. Dementsprechend wachsen die Anforderungen nach genaueren Messungen der elektrischen Wechselleistung und der damit verknüpften Parameter.

Seit 2002 führt die PTB Kalibrierungen von hochpräzisen Leistungsmessgeräten mit Hilfe eines...

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So genannte RFID-Transponder (Radio-Frequency-Identification) sind eine moderne Möglichkeit zur automatischen Produktidentifikation. Diese Transponder sind vollständige Mikrorechner einschließlich einer Radio-Transmitterelektronik und Antenne. Die Gebilde sind nur wenig dicker als Papier und können in Chip-Karten und sogar Geräteetiketten integriert werden. Die Speicher der Transponder können...

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Das Bundesamt für Strahlenschutz - BfS - hat die bislang geltenden, in der DIN-VDE-Norm 0848 genannten Grenzwerte für die Exposition in magnetischen Wechselfeldern mit seiner Empfehlung „Schutz der Bevölkerung bei Exposition durch elektromagnetische Felder" erheblich reduziert. So wurde beispielsweise der Grenzwert für Dauerexposition in magnetischen Feldern mit einer Frequenz von 50 Hz von 1 mT...

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Der elektrische Widerstand wird seit 1990 mit hoher Präzision über den Quanten-Hall-Effekt reproduziert. Es besteht ein Interesse, die Messungen auch mit Wechselstrom (AC) durchzuführen und so Wechselstrom-Widerstände und Kondensatoren zu kalibrieren. Die mit AC gemessenen quantisierten Widerstands-Plateaus sind jedoch nicht so flach wie bei Gleichstrommessungen und es gibt Diskrepanzen bezüglich...

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