Die in der PTB entwickelten planaren Thermokonverter sind für eine Nenn-Heizleistung von 10 mW konzipiert. Durch das für präzise Messungen erforderliche Signal-Rauschverhältnis ist die minimale Heizleistung auf etwa 100 µW festgelegt. Der Dynamikbereich der Leistung beträgt also rund 100:1, für die am Heizer anliegende Spannung bzw. die hindurch fließende Stromstärke resultiert daraus ein...

In Zusammenarbeit der Arbeitsgruppen 8.42 (Datenanalyse und Messunsicherheit) und 2.22 (Hochfrequenzmesstechnik) wurde ein neues, mathematikgestütztes Verfahren zur hochgenauen Kalibrierung von Vektornetzwerkanalysatoren (VNA) evaluiert. Das Verfahren beruht auf einer einzelnen VNA Messung mit einer Präzisions-Luftleitung. Die Fehlerkenngrößen des VNAs werden dann anhand dieser Messung über dem...

Zur Beantwortung dieser Frage betreibt die PTB seit Anfang 2008 einen Messplatz für leitungsgeführte Störungen. Die Untersuchungen stützen sich auf die Normen
DIN EN 62052 11, DIN EN 62053 11/21/22 und die DIN EN 50 470 Teil 1 und Teil 3.

Mit den Komponenten des Messplatzes, z.B. einer Komponente zur Erzeugung elektrostatischer Ladungen, lassen sich visuell die Einflüsse solcher Entladungen an der...

Periodische Wechselspannungen werden üblicherweise bei Frequenzen bis etwa 400 Hz mit einem hoch auflösenden Abtastvoltmeter im Vollausschlag und mit relativen Unsicherheiten von 5^.10^-7kalibriert. Kompensiert man eine solche zu messende Wechselspannung mit einer programmierbaren Josephson-Spannung, können die resultieren Differenzspannungen mit dem gleichen Abtastvoltmeter, allerdings mit höherer...

Zur Eichung von Elektrizitätszählern in den staatlich anerkannten Prüfstellen werden seit geraumer Zeit Trennstromwandler (ICT) als Bestandteil einer Zählerprüfstation eingesetzt. Eine Zählerprüfstation ist derart aufgebaut, dass gleichzeitig zehn oder mehr Zähler geprüft werden. Daher wird eine galvanische Entkopplung notwendig, weil moderne Elektrizitätszähler eine Verbindung zwischen dem Strom-...

Einzelelektronen-Bauelemente basieren auf Schaltkreisen mit ultrakleinen elektrischen Tunnelkontakten. Sie ermöglichen einen kontrollierten Transfer von einzelnen Ladungsquanten in elektrischen Schaltungen sowie deren Detektion. Dies erlaubt die Untersuchung fundamentaler Fragestellungen in der Quantenmetrologie. An der PTB ist es nun gelungen, mit einer Einzelelektronen-Pumpe kleine...

Um die elektrischen Einheiten, wie Spannung, Widerstand und Stromstärke, mit höchster Präzision zu realisieren, werden heutzutage Quanteneffekte in speziellen Nano-Schaltungen eingesetzt. Ein wichtiges Ausgangsmaterial dafür sind extrem reine Halbleiterschichten, in denen sich hochbewegliche Elektronen, ohne mit Fremdatomen zusammenzustoßen, nahezu unbehindert bewegen können. Um für zukünftige...

In der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) konnte erstmals der physikalisch schnellstmögliche Schaltprozess einer magnetischen Speicherzelle realisiert werden. Mit Hilfe dieses ballistischen Schaltprozesses könnten nichtflüchtige Magnetspeicher genauso schnell arbeiten wie die schnellsten flüchtigen Speicherbauteile. Die Ergebnisse des Experiments wurden in der Zeitschrift Physical Review...

Das Pumpen einzelner Elektronen wird in der PTB im Hinblick auf ein zukünftiges Quantenstromnormal untersucht, das die elektrische Stromstärke auf die Größe der Elementarladung und auf die Frequenz zurückführt. Ein solches Quanten-Stromstärkenormal muss aber nicht nur eine geringe Unsicherheit aufweisen: Um praktische Relevanz zu haben, muss es auch Stromstärken liefern, die mindestens im...

Der PTB ist es gelungen, mit rein optischen Verfahren ultrakurze Spannungsimpulse auf koplanaren Wellenleitungen zu erzeugen. Das besondere an diesem Verfahren besteht darin, dass keine externe Spannung an die Wellenleitung angelegt werden muss. Bisher konnte eine ähnliche Technik nur für in den freien Raum abgestrahlte Terahertzpulse angewandt werden. Die neuen Experimente sind wichtig, um...

Der jetzt mögliche Betrieb von Quanten-Hall-Widerständen mit Wechselstrom erlaubt die direkte Rückführung von Wechselstrom-Widerständen auf Naturkonstanten mit vorher nicht erreichbaren kleinen Unsicherheiten [1]. Unter Verwendung einer Quadraturbrücke lässt sich damit auch die Einheit der Kapazität mit Hilfe von Naturkonstanten reproduzieren [2]. Da der Abgleich der Quadraturbrücke...

Die ständig wachsende Nachfrage der Kalibrierstellen nach niedrigeren Messunsicherheiten hat die Entwicklung eines dreiphasigen Leistungsnormals motiviert. Das System verwendet die Methode der äquidistant digitalen Abtastung von Wechselspannungen und beinhaltet einige kommerziell erhältliche Komponenten wie Abtastvoltmeter und eine Wechselstromquelle für die Erzeugung von Spannung und Stromstärke....

Quantenmechanische Zwei-Zustands-Systeme, so genannte Quanten-Bits (Qubits), können mit supraleitenden Schaltungen auf der Basis kleiner Josephsonkontakte realisiert werden. In der PTB wurden verschiedene Typen von Phasen-Qubits in Nb/AlO_x/Nb Technologie hergestellt und in Kooperation mit der Universität Karlsruhe hinsichtlich ihrer Kohärenzeigenschaften bei mK-Temperaturen untersucht. Die ersten...

Die bemerkenswerte Eigenschaft von Supraleiter-Ferromagnet-Supraleiter (SFS) Josephsonkontakten, die bei einer bestimmten Dicke der ferromagnetischen Schicht eine intrinsische Phasenverschiebung von π aufweisen [1], eröffnet viel versprechende Möglichkeiten zur Implementierung dieser Kontakte in Josephson-Qubits und Einzelflussquanten (SFQ)-Logikschaltungen. Mit der Verwendung von SFS-π-Kontakten...

Mit Hilfe der SNS-JAWS Schaltungen, dem hochwertigen Pulscode und dem optimierten experimentellen Aufbau konnten erstmalig an der PTB AC-Wellenformen mit spektral sehr reinen Frequenzspektren generiert werden.
Hierbei konnten sinusförmige Wellenformen im Frequenzbereich von 500 Hz bis 10 kHz erzeugt werden, bei denen die höheren Harmonischen bis zu 112 dBc (2^.10 ^-8 V) unterdrückt wurden 
(siehe...

Eine wichtige Grundlage für die Erzeugung beliebiger Wellenformen ist die Generierung eines Pulscodes mit Hilfe von Sigma-Delta Modulationen. Diese Pulscodes werden mit dem Ziel optimiert, dass das Quantisierungsrauschen zu hohen Frequenzen verschoben wird und der Rauschuntergrund bei möglichst geringen Werten liegt. Hierzu kam ein Sigma-Delta Modulator 2. Ordnung zum Einsatz (Bild 1), der...

Ausbildungsmaterial über die physikalischen und technischen Grundlagen der Sonographie dient der Verbesserung der Ausbildungsqualität von Ärzten und damit der diagnostischen Sicherheit.

Metrologisch rückgeführte Referenzwerte haben im Vergleich zu gegenwärtig überwiegend verwendeten Konsenswerten für Vergleichsmessungen erhebliche Vorteile. Sie können als Basis für die zunehmend geforderte internationale Vergleichbarkeit von Messwerten dienen und stehen darüber hinaus den teilnehmenden Laboratorien als zuverlässige Bezugspunkte zur Überprüfung der Genauigkeit ihrer Messverfahren...

Die Kraft-Normalmesseinrichtungen der PTB dienen zur Darstellung der Einheit Newton von bisher 0,5 N bis 16,5 MN. Um diesen Messbereich zu kleineren Kräften hin zu erweitern, wurde eine neue Einrichtung in Betrieb genommen. Zur Rückführung werden statt herkömmlicher Belastungskörper moderne elektromagnetisch kompensierte Wägezellen verwendet. So können Kraftaufnehmer im Bereich von 1 mN bis 2...