PTB-Jahresbericht 2005

Arbeitsgebiete und Ziele • Fields of work and objectives
Grundlagen der Metrologie
Der Bereich „Grundlagen der Metrologie“
umfasst die in der Satzung verankerten Arbeiten
zur Darstellung und Weitergabe der SI-
Einheiten und der gesetzlichen Zeit. Hierzu
gehören insbesondere die Entwicklung und
Bereitstellung von Primärnormalen und
Normalmesseinrichtungen und der gegebenenfalls
für die Weitergabe der Einheiten
benötigten Sekundär- und Transfernormale.
Mission ist „die Schaffung des Fundaments
für das nationale Messwesen, das den heutigen
und für die Zukunft absehbaren Anforderungen
genügt“.
Eine besondere Herausforderung stellen die
Arbeiten zur Rückführung von SI-Einheiten
auf Fundamentalkonstanten dar, wie dies für
Sekunde, Meter, Volt und Ohm bereits gelungen
ist, da man – zumindest nach unserem
heutigen Verständnis der Physik – dann von
einer von Ort und Zeit unabhängigen Realisierung
der jeweiligen Einheit ausgehen kann.
Durch den Beschluss des Comité International
des Poids et Mesures (CIPM), vorbereitende
Maßnahmen zur Neudefinition der Einheiten
Ampere, Kelvin, Kilogramm und Mol auf der
Basis von Fundamentalkonstanten einzuleiten,
haben diese Arbeiten zusätzlich an Aktualität
und Bedeutung gewonnen. Aber auch
bei der Darstellung von Einheiten auf der
Basis klassischer Prinzipien, z. B. für die
dimensionelle Messtechnik, steigen die Anforderungen
an die tolerierbaren Unsicherheiten
stetig, so dass Technologien verbessert bzw.
neu entwickelt und genutzt werden müssen.
Zunehmende Bedeutung gewinnt die Rückführung
von Messungen in der analytischen
und speziell klinischen Chemie auf international
anerkannte Normale oder Normalmesseinrichtungen,
die für ausgewählte organische
und anorganische Analyte in der PTB
und ihren Kooperationspartnern (BAM, UBA,
DGKL) entwickelt bzw. betrieben werden.
Von besonderer gesellschaftlicher Bedeutung
ist die Entwicklung von Normalen und Normalmesseinrichtungen
für die medizinische
Diagnostik und Therapiekontrolle, beispielsweise
für die Dosimetrie ionisierender Strahlung,
die Ultraschall-Diagnostik oder optische,
bioelektrische, biomagnetische und
NMR-Diagnoseverfahren.
Insbesondere aus Sicht moderner Fertigungstechnik
gewinnt das Gebiet der Nanometro-
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Fundamentals of Metrology
The area “Fundamentals of metrology” covers
the work as defined in the Statutes for the
realization and dissemination of the SI units
and of legal time. These activities encompass
in particular the development and provision
of primary standards and standard measuring
devices as well as of the secondary and transfer
standards needed for the dissemination of
the units. The mission is “the provision of the
foundation for the national metrology system,
which meets the present and foreseeable
future requirements”.
Especially challenging is the task to provide
traceability of the SI units to fundamental
constants, as has already succeeded for the
second, the metre, the volt and the ohm,
because, at least to our present understanding
of physics, it can then be assumed that the
individual units have been realized independently
of location and time. The decision of the
Comité International des Poids et Mesures
(CIPM) to initiate preparatory measures for
the redefinition of the units ampere, kelvin,
kilogram and mole on the basis of natural
constants has conferred additional topicality
and importance to these activities. But also for
the realization of units on the basis of classical
principles, e.g. for dimensional metrology, the
requirements for tolerable uncertainties
increase permanently so that the existing
technologies must be improved or new technologies
be developed. Of increasing importance
is the traceability of measurements in
analytical and especially in clinical chemistry
to internationally recognized standards or
standard measuring devices developed and
operated at the PTB and by its cooperation
partners (BAM, UBA, DGKL) for selected
organic and anorganic analytes. Of particular
importance to society is the development of
standards and standard measuring devices
for medical diagnostics and therapy followup,
for example for the dosimetry of ionizing
radiation, ultrasound diagnostics or optical,
bioelectric, biomagnetic and NMR diagnostic
methods.
Especially for modern production engineering,
the field of nanometrology increasingly
gains in importance, encompassing not only
the quantitative dimensional determination of
micro or nanostructures with a resolution in
the range of a few atomic diameters but also