Weltmarkt für Technik

Automatischer Induktivitätskomparator

Zur Bewahrung und Weitergabe der Induktivitätseinheit bei 10 mH, wird bisher eine manuell abzugleichende Meßeinrichtung benutzt. Der dabei notwendige Meßprozeß ist zeit- und arbeitsaufwendig. In Zusammenarbeit von PTB und Technischer Universität Gliwice (Polen) gelang kürzlich die Neuentwicklung eines Komparators, mit dem der gesamte Meßablauf automatisiert ablaufen kann. Mit dem neu entwickelten Meßgerät ist es möglich, zwei bis acht Induktivitätsnormale mit einer relativen Meßunsicherheit von <= 2 · 10^-6 gleichzeitig zu vergleichen. Über eine PC-Schnittstelle kann der Meßprozeß überwacht und gesteuert werden. Der neu entwickelte Komparator kann in metrologischen Staatsinstituten und in Kalibrierlaboratorien zur Bewahrung und Weitergabe der Induktivitätseinheit eingesetzt werden. Auch internationale Vergleichsmessungen sind mit diesem Gerät schneller und kostengünstiger zu realisieren.

Software-Prüfwerkzeug für eichpflichtige Meßgeräte

In vielen Bereichen des täglichen Lebens ist der Bürger von Messungen betroffen, z. B. bei der Fahrt mit einem Taxi werden zurückgelegte Fahrstrecke und Fahrzeit gemessen, beim Kauf von Lebensmitteln hängt der Preis vom Wägeergebnis ab und bei einer Geschwindigkeitsüberschreitung im Straßenverkehr darf niemand wegen einer Fehlmessung den Führerschein verlieren. Um den Bürger zu schützen, müssen hier eichpflichtige Meßgeräte verwendet werden. Diese werden von der PTB zur Eichung zugelassen. Die Zeiten der mechanischen und elektromechanischen Meßgeräte sind vorbei; heute sind Meßgeräte größtenteils softwaregesteuert. In der PTB wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem die Software auf der Basis einer Meßgerät-Spezifikation geprüft wird. Die Prüfung wird von einem Analyse-Werkzeug, das als Windows-Programm realisiert ist, unterstützt. Der Prüfer erzeugt mit dem Werkzeug ein Modell der Hard- und Software-Komponenten und läßt dieses Modell dann von dem Werkzeug prüfen. Die Ergebnisse werden automatisch in einem Prüfbericht ausgegeben.

Elektronische Fotografie der Spur energiereicher Strahlung in Materie

Der Mensch ist in vielen Bereichen Strahlung ausgesetzt. Röntgenstrahlung, Gammastrahlung, Alphateilchen und Neutronen können so viel Energie auf den Körper übertragen, daß sich chemische Bindungen im Körpergewebe auflösen. Komplizierte Reparaturmechanismen in den Zellen sorgen in der Regel dafür, daß diese Effekte ohne Folge sind. In Einzelfällen können jedoch diese Mechanismen versagen und zu gesundheitlichen Schäden führen. Die Abläufe, die zu einer Schädigung führen, sind nur teilweise bekannt und noch immer Gegenstand intensiver Forschung. Klar ist, daß die Zerstörung lebenswichtiger Molekülverbindungen durch Ionisation eine wichtige Rolle spielt. Dabei hängt das Ausmaß der Schädigung nicht nur von der Gesamtzahl der Ionisationsereignisse ab, sondern auch von mikroskopischen Details. Entscheidend sind hierbei die räumliche Verteilung der Ionisationsereignisse im Mikrometer- und Nanometerbereich.

In der PTB wurde ein Meßinstrument entwickelt, das, wie eine elektronische Kamera, die Ionisationsspuren energiereicher Strahlung in einem Gas in Form dreidimensionaler Bilder messen kann. Die elektronische Form der Bildaufnahme gestattet darüber hinaus eine detaillierte Computeranalyse der Bilder. Bei der Kamera handelt es sich um die Weiterentwicklung eines aus der Teilchenphysik bekannten Meßverfahrens. Hierbei werden die durch Strahlung im Gas freigesetzten Elektronen abgebildet. Durch eine komplexe Elektrodenstruktur und geeignet gewählte elektrische Felder werden die Elektronen von ihrem Entstehungsort kontrolliert durch das Gas geführt und zur Erzeugung sichtbaren Lichtes veranlaßt. Dabei werden auch Verstärkungsmechanismen im Gas ausgenutzt. Die räumliche und zeitliche Verteilung der Lichtemission enthält die benötigte Information über die mikroskopische Verteilung der durch die Strahlung erzeugten Ionisationsladungen. Durch eine spezielle digitale Kamera mit Bildverstärker und durch hochempfindliche Lichtdetekoren werden die Informationen einem Rechner zugeführt, graphisch dargestellt und weiter analysiert. Die so gewonnenen Daten bilden die physikalische Basis zum besseren Verständnis von Strahlenschäden.