Vollversammlung Aktuelles aus der PTB Braunschweig - Physikalisch-Technische Bundesanstalt
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Vollversammlung für das Mess- und Eichwesen 22. November 2018 Braunschweig Aktuelles aus der PTB Roman Schwartz Vizepräsident der PTB Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt, das nationale Metrologieinstitut, ist eine wissenschaftlich-technische Bundesoberbehörde im Geschäftsbereich des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie.
Übersicht Das "neue SI" - Revision des Internationalen Einheitensystems OIML - Internationales Gesetzliches Messwesen PTB - Fachliche Schwerpunkte 2018 Organisatorische und personelle Änderungen
Das neue Internationale Einheitensystem
Ein historisches Ereignis!
Das neue Internationale Einheitensystem
Das neue Internationale Einheitensystem
Das neue Internationale Einheitensystem
Das neue Internationale Einheitensystem
Das neue Internationale Einheitensystem
Hyperfeinübergang 133Cs ν
Lichtgeschwindigkeit c
Planck-Konstante h
Elementarladung e
Boltzmann-Konstante k
Avogadro-Konstante NA
Photometrisches Strahlungsäquivalent Kcd
Bisher im „alten“ SI:
Einheiten festlegen → Naturkonstanten messen (Unsicherheit)
Revidiertes SI:
Werte von Naturkonstanten festlegen → Einheiten daraus ableiten
Naturkonstanten definieren Einheiten
…ein fundamental verbessertes Konzept:
Langzeitstabilität ist garantiert
Typisch: ein Satz aus definierenden Konstanten
Keine “Basiseinheiten” mehr: Konvention
Verschiedene Realisierungen: sicherer
Realisierung überall („Universum“ Paris )
Oft über die gesamte Skala hinweg
Innovation: neue experimentelle, technische
Möglichkeiten der Realisierung
Exzellenz: keine grundsätzlichen Grenzen für
die Genauigkeit der Realisierung
Das "Urkilogramm" wird abgeschafft … … und durch neue Methoden ersetzt …
… mit Wirkung vom 20. Mai 2019
20 May 2019Nähere Informationen zum neuen SI
Masse
• Bestimmung der Planck-Konstanten
Stoffmenge
• Bestimmung der Avogadro-Konstanten
Temperatur
• Bestimmung der Boltzmann-KonstantenInternationales Gesetzliches Messwesen
53. CIML Sitzung
9.-12. Oktober 2018
Hamburg
• Erfolgreich abgeschlossene Projekte u. a.:
- Revision B 18 "Framework for the OIML Certification System (OIML-CS)"
- Revision R 139 "Compressed gaseous fuel measuring systems for vehicles"
> Ergänzung von Messsystemen für Wasserstoff
- Neues Dokument D 32 "Guide for the application of ISO/IEC 17065
to the assessment of certification bodies in legal metrology"53. CIML-Sitzung, Hamburg
• Neue Projekte:
- Richtlinie über die Partikelzählung für Abgasmessgeräte
- Erweiterung der Richtlinie R 145 für Tonometer, Geräte zur Messung
des Augendrucks, in die zukünftig auch kontaktfreie, optische Geräte
einbezogen werden sollen.
• Zusammenarbeit mit internationalen Partnerorganisationen:
- Revision des MoU (Memorandum of Understanding) mit IEC und ILAC/IAF53. CIML-Sitzung, Hamburg
• Personalentscheidungen
Anthony Donnellan (Australien)
mit Wirkung vom 1.1.2019 zum neuen
BIML-Direktor gewählt
Dr. Charles Ehrlich (NIST, USA)
mit sofortiger Wirkung zum (ersten)
Vizepräsidenten des CIML gewählt
• Termine
54. CIML-Sitzung (Oktober 2019) in Bratislava, Slowakei
55. CIML-Sitzung und 16. Internationale Konferenz 2020 in Suzhou, China53. CIML-Sitzung, Hamburg
• Entscheidungen zum OIML-Zertifizierungssystem:
- OIML R 60:2000 und R 61:2004 bleiben im OIML-CS
- Erweiterung der Übergangsregelung in Scheme A für:
> R 51, R 117 1.7.2019
> R 46, R 137 1.1.2020
> R 61, R 85, R 129 1.7.2020
> R 21, R 50, R 75, R 99, R 106, R 107, R 126, R 134, R 139 1.1.2021
• Aufnahme neuer Messgerätekategorien in Scheme B am 1.1.2019 und in
Scheme A am 1.1.2021:
> R 16, R 35, R 58, R 59, R 81, R 88, R 93, R 102, R 104, R 110, R 122,
R 128, R 133, R 136, R 143, R 144, R 145, R 146OIML-Zertifizierungssystem (OIML-CS)
“Transition Roadmap” und Umsetzung in der PTB
Seit 1.1.2018 im OIML-CS: 1/2018 1/2019 7/2019 1/2020 7/2020 1/2021
R 60 Load cells A A A PTB A A A
R 76 Non-Automatic Weighing Instruments A A A PTB A A A
R 49 Water Meters B A A A
PTB A A
R 51 Automatic catchweighers B B A PTB A A A
R 117 Liquids other than water B B A A A A
R 46 Active electrical energy meters B B B A A A
R 137 Gas meters B B B A A A
R 61 Automatic gravimetric filling instruments B B B B
PTB A A
R 85 Level gauges for stationary storage tanks B B B B A A
R 129 Multi-dimensional meas. instruments B B B B A A
R 21 Taximeters B B B B B A
R 50 Continuous totalizers B B B B B A
R 75 Heat meters B B B PTB B B A
R 99 Vehicle exhaust emissions B B B B B A
R 106 Automatic rail-weighbridges B B B B B A
R 107 Discontinuous totalizers B B B B B A
R 126 Evidential breath analyzers B B B B B A
R 134 Weighing road vehicles in motion B B B B B A
R 139 Compressed gaseous fuel systems for
B B B B B A
vehicles53. CIML-Sitzung, Hamburg
• Workshop "Legal Metrology in Practice"
in Zusammenarbeit mit der ED Nord:
> Vorführung der Eichung von Taximetern, Zapfsäulen, Abgasmessgeräten
und Lagertanks für Mineralöl im Hamburger Hafen53. CIML-Sitzung, Hamburg
• CEEMS*-Workshop zum Thema
„Qualitätsinfrastruktur“
in Zusammenarbeit mit der
PTB-AG 9.3 "Technische
Zusammenarbeit" und der
Vertretern der Weltbank
- Vorstellung eines neuen „Toolkit“, mit dem sich anhand von Fragenbögen
die Qualität der messtechnischen Infrastruktur eines Landes einschätzen
lässt und weitere Entwicklungsschritte erarbeitet werden können
- 120 Teilnehmer aus ca. 50 Staaten
* Countries and Economies with Emerging Metrology SystemsPTB - Fachliche Schwerpunkte 2018 Elektromobilität - Batterien Elektromobilität - Energiemesstechnik Abgasmessung Geschwindigkeitsmessung Smart Meter Gateways Digitalisierung
Elektromobilität: Li-Ionen-Batterien
Referenzmessplatz zur Bestimmung von
• Gesundheitszustand
(maximale Kapazität)
• Ladezustand (aktuelle Kapazität)
0,15
-Imagteil Impedanz/
0,1
?
mΩ
0,05
Basierend auf elektrochemischer
0
1 1,2 1,4 1,6 1,8
Impedanzspektroskopie
(schnelles Messverfahren)
Realteil Impedanz / mΩElektromobilität: Energiemesstechnik
Beiträge der PTB
für die Durchsetzung
von Elektromobilität
1. Mitarbeit in der DKE an anerkan-
nten Regeln der Technik VDE AR
2418-3-100 „Elektromobilität – Mess-
systeme für Ladeeinrichtungen“ –
u.a. Entwicklung einer visuellen
Systembeschreibungssprache
2. Durchführung von Baumusterprüf-
bescheinigungs-Verfahren nach
dem Mess- und Eichgesetz für
Ladeeinrichtungen
(aktuell: 3 AC / 17 AC + 2 DC i.V.)
Ladesäule aus Anwendungsbeispiel einer 3. Entwicklung von Prüfmitteln für
Baumuster- standardisierten Ladeeinrichtungen
prüfverfahren SystembeschreibungsspracheElektromobilität: Energiemesstechnik
Metrologische
Charakterisierung
von Ladevorgängen
• Überprüfung: misst die
Ladesäule den Lade-
vorgang richtig?
• Mobile Kalibrierung und
Rückführung von
Ladesäulen Start Ende
• Erfassung & Aufzeichnung
• elektrische Messwerte
• Kommunikation
zwischen Fahrzeug
und Ladepunkt Relevante Größe für
die Abrechnung!Abgasmessung Verpflichtende Endrohrmessung bei der HU seit 01.01.2018 Absenkung von Grenzwerten: CO und Trübung ab 01.01.2019 Einführung Partikelanzahl-Messung am Endrohr ab 01.01.2021
Abgasmessung Verpflichtende Endrohrmessung bei der HU seit 01.01.2018 Absenkung von Grenzwerten: CO und Trübung ab 01.01.2019 Entwicklungsbedarf (z.T. sehr nah an aktueller Eichfehlergrenze), schlagartige Prüfung und Neuzulassung aller Gerätetypen erforderlich + Ausstattung aller Prüfstellen/Werkstätten Einführung Partikelanzahl-Messung am Endrohr ab 01.01.2021 Entwicklungsbedarf Kalibrier-/Eichverfahren, Rückführung für „Massenmarkt“, Regeldokument mit allen Beteiligten erstellen (MessEichG),… + bisher keine Angaben zu Messverfahren, Grenzwerten und Größenbereich + Entwicklungszeitraum für Hersteller + Ausstattung aller Prüfstellen/Werkstätten → Entwicklung auf Grundlage eigener Drittmittel-Vorlaufforschung → Aufbau von Personal und Laborkapazitäten
Labor Abgas- / Partikelmessung
Im Oktober 2018 wurde der Neubau Planck Bau Bauteil 3, Abgas- und Partikelgrößenmessung
(Labormodulbau) zur Nutzung übergeben
Nutzung:
- durch AG 3.43 und 3.42
- 2 Messräume für die Abgasmessung
- 1 Messraum für die Partikelgrößenmessung
- 4 Büroarbeitsplätze
- 1 Besprechungsraum
Flächen / Platz (ca.):
- 360 m² Grundfläche
- 1.172 m³ Raumvolumen
Chronologie / Bauzeit:
- 09/2017 Novellierung der Richtlinie für KFZ- Abgasuntersuchen
- 08-09/2017 Bedarfsplanung durch Nutzer und Maßnahmenträger
- 10/2017 Abstimmung Ausschreibungsverfahren mit BMWi und BMVI
- 03/2018 Baubeginn
- 10/2018 Fertigstellung/Übergabe des Gebäudes
- Die schnelle Bauzeit war lediglich durch eine bescheinigte politische
- Dringlichkeit umsetzbar.
Kosten (ca.): 4,4 Mio €
Besonderheiten: 35 Prüfgase in der GasbereitstellungGeschwindigkeitsmessung
Erste PTB-"Zulassung" (Baumusterprüfbescheinigung) für ein Weg-Zeit-Mesgerät
zur Abschnittskontrolle („Section Control“), Anf. November 2018:
- TraffiSection S450 der Firma Jenoptik Robot GmbH
- Pilotbetrieb und praktische Erprobung an der Bundesstraße 6 zwischen Gleidingen und
Rethen (südlich Laatzen / Hannover) kann beginnen
Quelle: HAZ / Foto: JunkerSmart-Meter-Gateways
Vorgaben Messstellenbetriebsgesetz (MsbG, 29.08.2016)
2017: Einbau intelligenter Messsysteme bei > 10.000 kW, > 7 kWp u. §14a-Fälle; Datendrehscheibe MSB
G1-Gateways (eingeschränkter Funktionsumfang); „Interimsmodell“
2020: Einbau intelligenter Messsysteme für alle im MsbG genannten Gruppen; Datendrehscheibe SMGW
G2-Gateways (vollständiger Funktionsumfang; TR 1.1); „Zielmodell“
2021: Ausstattung Ladesäulen für E-Mobile mit SMGW
Rückblick 2018 / Status Quo
BNetzA: Erarbeitung der Marktkommunikationsprozesse Ende´17 gestartet
Anf.´18 BNetzA/BDEW-Mitteilung ans BMWi: „Roll-out Start in 2020 nicht umsetzbar“
Termine beim StS-Baake/Nussbaum; div. mehrtägige Workshops BNetzA/BDEW/BSI/PTB/LEB
BSI: Erarbeitung der TR 1.1 stark verzögert; Messwertverarbeitungskonzept (80 Seiten) aber fertiggestellt
9 G1-SMGWs im Zertifizierungsprozess; erstes BSI-Zertifikat für Nov.´18 erwartet
PTB: 2 BMP für G1-SMGW von AG2.34 ausgestellt; bis Ende´18 werden 3 weitere BMP erwartet
Arbeiten zu eichrechtkonformer Messwertanzeige und –überprüfung (TruDi, PrüDi) unterstützt
LEB: Verfahrensanweisung für SMGW-Vollzugsaufgaben wird erstellt bundesweit einheitliches VorgehenDigitalisierung
Aktivitäten der PTB in 2018 (kleiner Ausschnitt)
• Aufbau eines übergreifenden PTB-Expertenforums (Stabsgruppe
+ Projektlenkungsgremium)
• Konsequente Umsetzung der 2017 identifizierten Ziele und
Schwerpunktbereiche
• Start des Projekts „European Metrology Cloud“ für Digitalisierung
der Prozesse im gesetzlichen Messwesen
• Intensivierung der Zusammenarbeit mit AGME zu
Herausforderungen und Chancen für Mess- und Eichwesen
• BMWi – initiierter Expertenkreis „QI Digital“ (Kick-off 11/18)Digitalisierung
Zentrales Ziel der PTB ist ein ganzheitlicher Ansatz
Gesetzliches Industrielles • Zum Beispiel Verknüpfung Metrology
Messwesen Messwesen Cloud und Digitaler Kalibrierschein
• Abgestuftes Gesamtkonzept entlang des
Regulierungsgrads (von intelligenten
Messsysteme bis Industrie 4.0)
Digitale Vertrauen
Prozesse und • Vertrauen in Messdaten, Messwerte und
und Dienste Sicherheit Messgeräte im digitalen Zeitalter als
übergeordnetes ZielPTB - Organisatorische Änderungen
PTB - Personelle Änderungen
Dr. habil. Peter Ulbig
Leiter der neuen Abteilung 9
„Gesetzliche und internationale Metrologie"
seit 01.10.2017
Manfred Gahrens
Leiter der neuen Abteilung Q
„Querschnittsaufgaben“
seit 01.12.2017PTB - Personelle Änderungen
Dr. Corinna Kroner
Leitung des Fachbereichs 1.5
„Flüssigkeiten“
seit 01.12.2017
Prof. Dr. Gavin O`Connor
Leitung des Fachbereichs 3.2
„Biochemie“
seit 01.09.2018PTB - Personelle Änderungen
Dr. Michael Krumrey
Leitung des Fachbereichs 7.2
„Röntgenmesstechnik mit Synchrotronstrahlung“
seit 01.10.2018
Dr. Steffen Rudtsch
Leitung des Fachbereichs 7.4
„Temperatur“
seit 01.01.2018PTB - Personelle Änderungen
Dr. Karl Jousten
Leitung des Fachbereichs 7.5
„Wärme und Vakuum“
seit 01.03.2018
Dr. Michael Wolf
Leitung des Referates 9.11
„Industrielles Messwesen“
seit 01.01.2018Änderungen bei der KBS der PTB
Dr. Annette Röttger, 6.3
Leitung des neuen KBS-Sektors 5
“Strahlenschutz”
seit 01.01.2019
Dr. Franziska Renner, 9.21
Leitung des KBS-Sektors 4
“National geregelte Messgeräte”
seit 01.07.2018Vollversammlung für das Mess- und Eichwesen 22. November 2018 Braunschweig Aktuelles aus der PTB Roman Schwartz Vizepräsident der PTB Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt, das nationale Metrologieinstitut, ist eine wissenschaftlich-technische Bundesoberbehörde im Geschäftsbereich des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie.
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