AC/DC-Josephson-Quantenvoltmeter Auf dem Weg zu Europas genauestem Kalibrierlabor

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Seit Anfang 2011 entwickelt die esz calibration & metrology ein industriell genutztes AC/DC-Josephson-Quantenvoltmeter. Ein Direktvergleich mit dem Josephson-Normal der PTB ergab eine hohe Übereinstimmung.

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Die esz calibration & metrology entwickelt seit Anfang 2011 das weltweit erste industriell genutzte AC/DC-Josephson-Quantenvoltmeter.
Die esz calibration & metrology entwickelt seit Anfang 2011 das weltweit erste industriell genutzte AC/DC-Josephson-Quantenvoltmeter.
(Bild: esz AG)

Mit dem Josephson-Effekt lassen sich Spannungen sehr genau darstellen. Um die Genauigkeiten in der Metrologie weiter zu verbessern, arbeiten die Supracon AG aus Jena, die Physikalisch-Technische Bundesanstalt Braunschweig sowie die esz AG calibration & metrology seit Anfang 2011 am weltweit ersten industriell genutzten AC/DC-Josephson-Quantenvoltmeter.

Ende September führten die drei Partner einen bilateralen Vergleich zwischen zwei Josephson-Standards in der esz-Zentrale in Eichenau bei München durch. Dabei sollten die beantragten Messunsicherheiten für Gleich- und Wechselspannung bestätigt und von der Deutschen Akkreditierungsstelle GmbH (DAkkS) akkreditiert werden.

Bei einem Direktvergleich mit dem Josephson-Normal der PTB erzielte das Josephson-Normal von esz und Supracon im Gleichspannungsbetrieb bei 10 Volt eine Übereinstimmung von 4,4 nV (4,4 ∙10-10). Im Wechselspannungsbetrieb ergab der Direktvergleich eine Übereinstimmung weniger Millionstel. Diese Genauigkeit übertrifft den Stand traditioneller Messtechnik um ein Vielfaches.

Solche Vergleichsmessungen sind sehr aufwendig, dementsprechend selten und finden üblicherweise nur unter metrologischen Staatsinstituten statt. Mit dem Direktvergleich Somit befindet sich esz für die Messgrößen Gleich- und Wechselspannung auf Augenhöhe mit den präzisesten Instituten und ist auf dem Weg Europas genauestes Kalibrierlabor zu werden.

In einem Folgeprojekt entwickelt das Unternehmen einen Quantenkalibrator, der auch Messgrößen wie Stromstärke und Widerstände umfasst. Das Projekt endet im Jahr 2016.

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