Autor: Thorsten Schrader

t dem am 11. Mai 2016 in der Opens external link in new windowPhysikalisch-Technischen Bundesanstalt in Braunschweig abgehaltenen 297. PTB-Seminar „Aktuelle Fortschritte von Kalibrierverfahren im Nieder- und Hochfrequenzbereich 2016“ hat die PTB die Reihe der Seminare fortgesetzt, die sich seit vielen Jahren mit aktuellen Problemen der industriellen Messtechnik befassen und traditionell in Verbindung mit den Frühjahrstagungen der Fachausschüsse „Gleichstrom und Niederfrequenz“ sowie „Hochfrequenz und Optik“ des Opens internal link in current windowDeutschen Kalibrierdienstes (DKD) / der Opens external link in new windowDeutschen Akkreditierungsstelle (DAkkS) stattfinden. Elektrische Messgeräte und Messverfahren haben besonders kurze Innovationszyklen, weil sie mit der allgemeinen Entwicklung elektronischer Geräte Schritt halten müssen. Das stellt die akkreditierten Laboratorien vor die Aufgabe, ihr Angebot an Kalibrierungen und den erreichten Messunsicherheiten ständig den Erfordernissen anzupassen und damit selbst neue Messverfahren zu entwickeln oder den Frequenzbereich der Messungen zu erweitern. Aber auch die immer effizientere Kalibrierung bei gleichbleibender Qualität ist eine Frage, der sich moderne Kalibrierlaboratorien inzwischen stellen müssen. Das eintägige PTB-Seminar über „Aktuelle Fortschritte von Kalibrierverfahren im Nieder- und Hochfrequenzbereich 2016“ hat dazu einen Beitrag geleistet, indem es an ausgewählten Themen die speziellen messtechnischen Probleme und Entwicklungen aufgezeigt hat. So bedingt beispielsweise die politisch vorgegebene Energiewende viele dezentrale „kleine Kraftwerke“ wie Solar- oder Windenergieanlagen mit Wechselrichtern anstatt weniger Großkraftwerke. In Verbindung mit den nicht-linearen und getakteten Lasten der Verbraucher werden Messungen von Oberschwingungen zur Einhaltung der Netzstabilität immer wichtiger. Entsprechende bereits in der Normung beschriebene Anforderungen von Prüfverfahren von Messgeräten müssen durch eine Rückführung abgedeckt werden. Auf der Verbraucherseite sind hochmoderne Zähleinrichtungen und Abrechnungssysteme sowie eine verbrauchs- und bedarfsorientierte Verknüpfung von Erzeugung und Nachfrage über smart meter gateways notwendig. Die PTB hat für deren Konformitätsbewertung in Zusammenarbeit mit dem Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik eine moderne Prüfeinrichtung entwickelt, die auch eine genaue Zeitstempelung der Messdaten zulässt. Neben der Entwicklung von Mess- und Prüftechnik wurden auch Neuerungen in der quantenbasierten Darstellung der Impedanz aufgezeigt und über drei aktuelle Projekte im EMPIR (European Metrology Programme for Innovation and Research) berichtet. Praktische Probleme und deren Lösung bei der Messung von Hochstromshunts zeigen auf, welches know-how im Kalibrierlaboratorium für präzise Messungen entwickelt werden muss. Für die Akkreditierung von Kalibrierlaboratorien gilt es, das neue Rückführungskonzept der Deutschen Akkreditierungsstelle (DAkkS) zu beachten, welches im „Merkblatt zur metrologischen Rückführung im Rahmen von Akkreditierungsverfahren“ (71 SD 0 005 Revision 1.4, 01. Februar 2016) auf der Opens external link in new windowDAkkS-Homepage verfügbar ist. Am Beispiel der Kalibrierung von HF-Leistungsmessköpfen wurden die Rückführungskette, verschiedene Kalibriersysteme, Kalibrierbedingungen sowie die Beiträge zur Messunsicherheit erläutert. Hierbei zeigen sich die Anstrengungen der Industrie, innovative und verlässliche Produkte auf den Markt zu bringen. Über die Wahl geeigneter Entscheidungsschwellen bei Konformitätsaussagen zu Messergebnissen lässt sich entscheiden, welches Produkt die Spezifikationen erfüllt. A-priori-Wissen kann helfen, trotz geringer Fehlentscheidungen (Ablehnung von Geräten) eine sichere Aussage zu treffen. Im Projekt WERAN wird die potentielle Wechselwirkung zwischen Windenergieanlagen und terrestrischen Navigationsanlagen sowie Radarsystemen mit Hilfe neuartiger Messtechnik auf einem Oktokopter untersucht. Hierzu wurden erste Messergebnisse an einem UKW-Drehfunkfeuer in der Nähe zu einem Windpark vorgestellt. Ein wesentliches Ergebnis aus dem Projekt HF-Circuits ist das stark revidierte EURAMET-Dokument cg-12 „Guidelines on the Evaluation of Vector Network Analysers“, dessen wesentliche Passagen vorgestellt wurden. An der Erstellung des Dokuments haben über 19 Institute weltweit mitgewirkt, es befindet sich im Mai 2016 im Review-Prozess. Mehr als 1000 Kommentare zeigen den Bedarf an solchen abgestimmten Richtlinien. Der letzte Vortrag beschäftigte sich mit der Bestimmung des komplexen Quellenreflexionsfaktors, dessen Kenntnis erforderlich ist zur Fehlanpassungskorrektur bei HF-Leistungsmessungen. Mit einem speziellen VSWR-Messgerät lassen sich die notwendigen Messungen einfach durchführen, jedoch steht ein solches Gerät momentan nicht als kommerzielles Produkt zur Verfügung.