Hochpräzises Kräftemessen

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Das Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen und die TU Wien haben eine Kraftanlage entwickelt, mit der Messgeräte exakt kalibriert werden können.

Wenn zwei verschiedene Messgeräte unterschiedliche Ergebnisse liefern, welches hat dann recht? Das Institut für Fertigungstechnik und Hochleistungslasertechnik (IFT) der TU Wien hat gemeinsam mit dem Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen (BEV) nun eine neue Primärkraftanlage geplant, errichtet und erfolgreich getestet. Sie kann exakt bestimmbare Kräfte darstellen, mit denen man dann Kraftmessgeräte kalibrieren kann.

Bis zu 250.000 Newton
Die Kraftanlage liefert somit einen festen „absoluten“ Ausgangspunkt für andere Kraftmessungen – das ist unverzichtbar, weil die Kraft eine Messgröße ist, die in der Praxis nur relativ gemessen werden kann. Man schließt bei der Messung immer von einer bekannten auf eine unbekannte Kraft. Mitte Juni wurde die Anlage offiziell dem BEV übergeben.
Die neue Anlage, für die eigens ein neues Gebäude errichtet wurde, besteht aus vier Teilanlagen, die für unterschiedlich große Kräfte konzipiert sind. Die größte von ihnen kann Kräfte von bis zu 250 000 Newton darstellen – das entspricht ungefähr der Kraft, mit der eine Masse von 25 Tonnen eine Waage belastet. Durch spezielle hydraulische Übersetzungen ist eine Erweiterung des Kraftbereichs sogar auf bis zu 5 Millionen Newton möglich.

Wirtschaftliche Bedeutung
Möchte man nun einen Kraftmesssensor kalibrieren, kann man ihn in so einer primären Kraftanlage mit genau bekannten Kräften belasten. Viele unterschiedliche Massen können ausgewählt werden, deren Gewicht dann über ein speziell konstruiertes Gehänge auf den Kraftmesssensor einwirkt. Bei der Konstruktion musste eine lange Liste möglicher Störeffekte berücksichtigt werden, etwa die Verbiegung der Balken unter der Belastung, niederfrequente Schwingungen des Gehänges und sogar der Einfluss des Mondzyklus.
In der Produktion und im Handel spielen die angewandten Messverfahren eine wichtige Rolle, wie Robert Edelmaier, der Leiter der Gruppe Eichwesen im BEV, betont. „Gerade die exportorientierte Industrie Österreichs braucht genaue Messungen von Materialeigenschaften, wie sie durch zerstörerische Prüfungen in sogenannten Zug- und Druckprüfanlagen erfolgen. Die internationale Anerkennung dieser Prüfungen ist eine Voraussetzung für den Export, zusätzlich können wiederholte Prüfungen vermieden und dadurch auch Zeit und Kosten gespart werden.“