Forschungsnachrichten der Abteilung 1

2016 wurde von der PTB für kritisch betriebene Venturidüsen eine Beschreibung des Düsenbeiwertes in Abhängigkeit von der Reynoldszahl vorgestellt, die sowohl den Bereich laminarer als auch turbulenter Grenzschichten gleichzeitig abdeckt. Mit den Kalibrierdaten von insgesamt 30 Düsen kann nunmehr gezeigt werden, dass damit auch eine zuverlässige Extrapolation einer Kalibrierung möglich ist.

Das Volumen von Silicium-Kugeln mit einer Masse von 1 kg konnte bisher durch hydrostatische Wägungen mit einer Unsicherheit von 0,8 mm³ gemessen werden. Durch den Einsatz neuer stabilerer Thermistoren zur Bestimmung der Temperaturverteilung in der Messflüssigkeit der Fundamentalapparatur ist zukünftig eine hydrostatische Volumenbestimmung mit einer Unsicherheit von 0,35 mm³ möglich.

Kraft- und Momentsensoren, die im Einsatz dynamischen Belastungen ausgesetzt sind, müssen in vergleichbaren Einsatzszenarien charakterisiert werden. Für periodische Belastungen von Kraftsensoren setzt die PTB einen elektrodynamischen Schwingerreger ein. Dieser eignet sich in der bisherigen Form jedoch nur zur Charakterisierung uniaxialer Sensoren und muss entsprechend erweitert werden.

Im Rahmen von Vergleichsmessungen zu den Ergebnissen der Bestimmungen der Avogadro- und der Planck-Konstanten mit Hilfe der ersten zwei aus hochangereichertem Silizium (Anreicherungsgrad für ²⁸Si: > 99,99 %) hergestellten einkristallinen Silizium-Kugeln AVO28-S5c und AVO28-S8c [1] wurde auch die Masse der Kugeln im Vakuum erneut bestimmt.

Die dynamische Kalibrierung von Brückenverstärkern ist eine wichtige Voraussetzung um Kraft-, Druck- und Drehmomentaufnehmer ebenfalls dynamisch charakterisieren zu können. Ein neuer Kalibrierplatz, der auf einem in der PTB entwickelten dynamischen Brückennormal aufbaut, ermöglicht diese dynamischen Kalibrierungen mit Spannungssignalen bis zu einem Frequenzbereich von 10 kHz.

Automatische Waagen sind ein wichtiges Element der industriellen Produktion, u.a. für die Kontrolle von Fertigpackungen. Derzeit gibt es aber für diese Geräte keine Vorgaben zur Kalibrierung. Im Projekt AWICal wurden in den letzten drei Jahren Vorschläge für entsprechende Kalibrierleitfäden entworfen.

Erstmalig wurde die Drehmomentmessung in einem Windenergieanlangen-Prüfstand auf das nationale Normal zurückgeführt. Anders als bei der klassischen statischen Drehmomentkalibrierung muss in einem Windenergieanlagen-Prüfstand das Drehmoment unter variierender Rotationsgeschwindigkeit kalibriert werden. Die ermittelte Anzeigeabweichung trägt zu einer verlässlichen Wirkungsgradbestimmung bei.

Im neuen „Kompetenzzentrum für Windenergie“ der PTB ist Anfang dieses Jahres eine Windkanalmesseinrichtung in Betrieb genommen worden, mit der das an der PTB entwickelte bistatische Wind-Lidar eingehend charakterisiert und als Bezugsnormal für andere Windfernmesssysteme validiert werden soll. Der speziell entwickelte Windkanal zeichnet sich durch eine hohe Strömungsqualität aus.

Für die in Räumen erlebte Lebensqualität spielen deren akustische Eigenschaften eine entscheidende Rolle. Wesentlich ist dabei, dass die Akustik der Raumnutzung entspricht. So müssen Besprechungsräume das Verstehen gesprochener Sprache ermöglichen oder Großraumbüros ein störungsarmes Arbeiten. Ein wesentlicher Faktor ist dabei die Schallabsorption.

Bei Lärmmessungen wird in der Regel davon ausgegangen, dass die Richtungsabhängigkeit des verwendeten Mikrofons vernachlässigt werden kann. Dies gilt dann, wenn das Mikrofon deutlich kleiner als die Wellenlänge des untersuchten Schalls ist. Im Ultraschallbereich ist diese Bedingung meistens nicht erfüllt.

Für den neu entwickelten ohrumschließenden Audiometriekopfhörer RadioEar DD65v2 wurden Bezugshörschwellen für die Reinton-Audiometrie und Freifeld-Entzerrungsdaten zur Anwendung in der Sprachaudiometrie bestimmt. Für die Tonaudiometrie wurden die Bezugshörschwellen mit Sinussignalen festgelegter Frequenz zwischen 125 Hz und 8 kHz an 25 ohrgesunden Versuchspersonen im Alter ermittelt.

Im Rahmen des EU-Forschungsprojektes Ears II wird ein Messverfahren für Luftultraschall entwickelt. Mithilfe des Verfahrens soll die Exposition von Beschäftigten durch luftgeleiteten Ultraschall am Arbeitsplatz verlässlich bestimmt werden. Entscheidende Erkenntnisse bei der Entwicklung lieferten räumlich hochaufgelöste Schallfeldscans an einem Referenzarbeitsplatz in der PTB.

Der Bedarf einer realitätsnahen Charakterisierung von Hauswasserzählern resultiert aus verschiedenen Entwicklungen der letzten Jahre: Zum einen hat sich das Verbrauchsverhalten der Konsumenten zwischenzeitlich deutlich gewandelt. Zum anderen haben sich die Verbrauchszähler technisch weiterentwickelt.