Forschung und Entwicklung

Europäische Projekte im Rahmen der Programme EMRP und EMPIR

Besonders stolz sind wir auf unsere aktive Mitarbeit im Rahmen des europäischen Metrologie-Forschungsprogramms (EMRP) und des europäischen Metrologie-Programms für Innovation und Forschung (EMPIR). Beide Programme stellen die bisher größte metrologische Forschungsinitiative in Europa dar. Unter ihrer Schirmherrschaft verbinden nationale metrologische Laboratorien (NMI) ihre Forschungskapazitäten für Spitzenforschungsprojekte, die sowohl von der Europäischen Kommission als auch von den teilnehmenden Ländern finanziert werden.

Bisher haben wir an folgenden europäischen Forschungsprojekten teilgenommen:

• Als erstes Labor in Slowenien erhielten wir Mittel aus der ersten Phase des Programms, als ein Brückenforschungsprogramm namens ERA-NET plus eingerichtet wurde. Dies war das erste europäische Projekt dieser Art, für das die EU 1/3 aller Mittel bereitstellt und die restlichen 2/3 die einzelnen teilnehmenden Länder.
• Messtechnik für Energieeffizienz (EMPR Ausschreibung, 2010–2013): Das Projekt befasste sich mit (i) der Entwicklung neuer Kapazitäten, der Reduzierung von Messunsicherheiten und der Auswahl neuer Materialien für thermoelektrische Wandler, (ii) neuen Kapazitäten zur Bewertung der Eigenschaften und Kapazitäten von schwingenden Energiewandlern wie piezoelektrischen Wandlern, (iii) den spezifischen Methoden zur Messung von Umwandlungen und Effizienz-Vorhersage-Modelle für kommerzielle Zwecke, (iv) der Messung elektrischer Größen in Energieerzeugungsgeräten und (v) neuen Ansätzen zur Schätzung von Mikrometer- und Nanometer-Energieerzeugungsgeräten. Partner: PTB, NPL, LNE, VTT, INRiM, CMI, SIQ
• Messtechnik in intelligenten elektrischen Netzwerken (EMPR-Ausschreibung, SmartGrid, ENG04, 2010–2013): Im Rahmen des Projekts beteiligten wir uns an der Herstellung von (i) Präzisionsstromnebenwiderständen und (ii) der Entwicklung eines numerischen Verfahrens zur Leistungsmessung auf Basis von Stichprobenbestimmung. Eine besonders wichtige Rolle spielten wir bei der Entwicklung der numerischen Methode der Leistungsmessung auf der Basis von Stichproben, wo wir die Rolle eines der führenden Labore entsprechend der Aufgabenverteilung einnahmen. Partner: NPL, PTB, SP, VSL, LNE, INRiM, CEM, CMI, EIM, INM-RO, LCOE, METAS, VTT, SMD, SMU, TRESCA, UME, SIQ
• Quantenstandard für elektrische Messungen basierend auf Stichproben (EMPR Ausschreibung, Q-Wave, 2013–2016): Im Rahmen dieses Projekts haben wir ein auf dem Josephson-Effekt basierendes Messsystem entwickelt, um die neueste Generation von Analog-Digital-Wandlern gemäß IEC- und IEEE-Standards dynamisch zu kalibrieren. Die Projektaktivitäten verbesserten auch digitale Signalverarbeitungstechniken, bewerteten die Beiträge von Messunsicherheiten und lieferten direkte und rückverfolgbare Messungen. Partner: CEM, CMI, INRIM, JV, METAS, MIKES, NPL, PTB, RISE, UME, VSL, SIQ
• Fortgeschrittene EMV-Testmethoden im industriellen Umfeld (EMPR-Ausschreibung, IND60, 2013–2016): Das Projekt verbesserte bestehende Testmethoden im EMV-Bereich, entwickelte neue Methoden und Referenzgeräte zur Testverifizierung und verknüpfte sie mit Standards. Partner: CMI, INTA, LNE, METAS, RISE, UME, VSL, SIQ
• Messinstrumente für Stabilität und Qualität in intelligenten Netzwerken (EMPR-Ausschreibung, SmartGridII, 2014–2017): Das Projekt umfasste viele Bereiche im Zusammenhang mit intelligenten Netzwerken, der Stromqualität, d. h. Power Quality PQ und Phasor Meter d. h. phasor measurements units PMUs: (i) Arten von Störungen und deren Ursprung (ii) Ausbreitung von Störungen über das Netzwerk und Störungsquellen, (iii) Netzwerkimpedanz und Systemresonanz (iv) PMU-Messgeräte im Netzwerk (v) dynamische Kalibrierung von PMU-Messgeräte, (vi) Kalibrierung von PMU-Messgeräten außerhalb des Labors, (vii) Charakterisierung von PMU-Messgeräten und PQ-Konvertern, (viii) Korrektur von digitalisierten Signalen und (ix) Standardisierung. Im Rahmen des Projekts arbeiteten wir an der Entwicklung verschiedener Algorithmen für PMU-Messgeräte und an der Bewertung der Genauigkeit der Bestimmung der Parameter verschiedener Grundsignale bei Vorhandensein von Störungen. Partner: CMI, EIM, IMBiH, INM-RO, INRIM, LNE, METAS, VTT MIKES, NPL, RISE, SMU, TRESCAL, VSL, SIQ
• Zugänglichere Nutzung von Quanten-Wechselspannungsstandards (EMPIR-Ausschreibung, ACQ-PRO, 2015–2018): Das Hauptziel des Projekts besteht darin, interessierten europäischen nationalen Metrologieinstituten (NMIs) und berufenen Instituten (DIs), die derzeit nur begrenzten Zugang zu solchen Geräten haben, Zugang zu den Quanten-Wechselspannungsstandards zu verschaffen. Die erhöhte Anzahl von NMIs, die AC-Quantenspannungsstandards verwenden, ermöglicht eine größere Vielfalt von Forschung und Entwicklung über ein breites Spektrum spezifischer industrieller Anwendungen der Elektrotechnik. Gleichzeitig ermöglicht das Projekt die Verbesserung der Kalibrierkapazitäten von Laboren, da AC-Quantenspannungsnormale etwa 70 % der Kalibrieraktivitäten metrologischer Institute beeinflussen. Partner: BEV, CEM, CMI, FER-PEL, GUM, INRIM, IPQ, JV, NPL, PTB, UME, SIQ
• Entwicklung von Messkapazitäten im HF- und Mikrowellenbereich (EMPIR-Ausschreibung, RF&MW, 2016–2019): Der Hauptzweck des Projekts war die Erhöhung der Messkapazität und des Fachwissens auf dem Gebiet der Mikrowellengeräte in EURAMET-Ländern, die weniger Erfahrung auf diesem Gebiet haben, da dies die Grundlage für eine effektive Zusammenarbeit bei neuen technischen Herausforderungen in diesem sich schnell entwickelnden Forschungsgebiet ist. Die gesetzten Ziele wurden durch den Transfer von theoretischem und praktischem Wissen zwischen den Projektpartnern sowie durch den Zusammenschluss von Fähigkeiten zur Verbesserung der Zuverlässigkeit und Genauigkeit im Bereich der HF- und Mikrowellenmesstechnik erreicht. Entwickelte Fähigkeiten bieten europäischen Unternehmen wichtige Werkzeuge, um die Produktqualität sicherzustellen, das Vertrauen der Endverbraucher zu stärken und Innovationen zu fördern. Partner: CMI, GUM, INTA, METAS, RISE, UME, SIQ
• Rückverfolgbarkeit von Netzqualitätsmessungen (EMPIR-Ausschreibung, TracePQM, 2016–2019): Im Rahmen dieses Projekts haben wir ein neues System zur Messung der Leistung und Qualität von Strom entwickelt, das allen Interessierten in Europa frei zur Verfügung steht, sodass es nicht notwendig ist, dass einzelne Labore parallel ein ähnliches System entwickeln. Ein erfolgreich entwickeltes System ermöglicht eine schnellere Implementierung erneuerbarer Energiequellen in Europa. Das Projekt bestand aus fünf Arbeitspaketen: (i) Hardwareentwicklung und (ii) Softwareentwicklung, (iii) Veröffentlichung von guten Messpraktiken und Anleitungen für die Nutzung des entwickelten Systems, (iv) Entwicklung von Strategien zur Stromqualitätsmessung für alle Projektpartner und (v) Wissenstransfer. Partner: BIM, CEM, CMI, FER-PEL, IMBiH, INRIM, JV, LNE, METROSERT, NSAI NML, RISE, UME, SIQ
• Metrologie für digitale Messstationen im elektro-energetischen System (EMIR-Ausschreibung, 21NRM02, 2022–2025): In den Messstationen des elektro-energetischen Netzwerks ersetzen digitale Messgeräte zunehmend analoge (Normen IEC 61850 und IEC 61869). Zur Unterstützung der Energiewirtschaft wird das Projekt die derzeit fehlenden Lösungen zur Kalibrierung und zur angemessenen Zeitsynchronisation neuer Messgerätetypen in digitalen Stationen, z. B. Probenahmegeräte wie SAMU-Einheiten (engl. stand-alone merging units) für digitale Messtransformatoren und Transformator-Messbrücken. Die Hauptziele des Projekts sind (i) Referenzsysteme (Hardware) für die Kalibrierung von Probenahmegeräten gemäß den neuen Anforderungen kürzlich herausgegebener Normen zu entwickeln und zu kalibrieren, (ii) Software zur Steuerung von Einstellungen zu entwickeln, um die Handhabung von abgetasteten Datenpaketen zu steuern, um neue Ansätze zur Datenverarbeitung und Unsicherheitsschätzung zu entwickeln, (iii) Kommunikations- und Zeitnetzwerke zu entwickeln, die abgetastete Daten übertragen und eine angemessene Zeitsynchronisation für kommerzielle Geräte auf der Grundlage des PTP-Protokolls (Precision Time Protocol) bereitstellen, und rückverfolgbare Verbindungen zwischen PTP und 1 PPS (Pulse-Per-Second) zu schaffen, (iv) Daten, Methoden, Richtlinien und Empfehlungen für IEC TC 38 bereitzustellen und (v) zur Entwicklung der Normen des technischen Komitees von IEC TC 38 beizutragen (d. h. Instrument Transformers). Partner: VTT, CMI, GUM, JV, Metrosert, RISE, VSL, CIRCE, LeftRight, L ITR, OMICRON, Statnett, SIQ

In allen oben genannten Projekten arbeiten wir mit einer Reihe von anerkannten europäischen nationalen metrologischen Instituten (NMIs), berufenen Instituten (engl. Designated Institute, DI), Universitäten und Industriepartnern zusammen, die auf dem Gebiet der Metrologie tätig sind:

• Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen BEV, Austria
• Bulgarian Institute of Metrology BIM, Bulgaria
• Centro Español de Metrología CEM, Spain
• Fundación Circe Centro de investigación de recursos y consumos energéticos CIRCE, Spain
• Czech Metrology Institute CMI, Czech
• Hellenic Institute of Metrology EIM, Greece
• Faculty of Electrical Engineering and Computing – Primary Electromagnetic Laboratory FER-PEL, Croatia
• Glowny Urzad Miar GUM, Poland
• Institute of Metrology of Bosnia and Herzegovina IMBiH, Bosnia and Herzegovina
• Institutul National De Metrologie INM-RO, Romania
• Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica INRiM, Italy
• Instituto Nacional de Técnica Aeroespacial INTA, Španija
• Instituto Português da Qualidade IPQ, Portugal
• Justervesenet JV, Norvey
• Electrical Engineering Official Central Laboratory LCOE, Spain
• Left Right, razvoj naprednih rešitev LeftRight, Slovenia
• Sieć Badawcza ŁUKASIEWICZ – Instytut Tele- i Radiotechniczny L-ITR, Poland
• Laboratoire national de métrologie et d’essais LNE, France
• Federal Institute of Metrology METAS, Switzerland
• METROSERT, Estonia
• National Physical Laboratory NPL, Great Britany
• National Metrology Laboratory NSAI, Ireland
• Omicron electronics GmbH OMICRON, Austria
• Physikalisch-Technische Bundesanstalt PTB, Germany
• Swedish Research Creating Sustainable Growth RISE, Sweden
• DG Quality and Safety, Metrology Division SMD, Belgium
• Slovak Institute of Metrology SMU, Slovakia
• Statnett, Norway
• Trescal, Denmark
• Turkiye Bilimsel Ve Teknolojik Arastirma Kurumu TUBITAK, Turkey
• The Dutch National Metrology Institute VSL, Netherlands
• Centre for Metrology VTT MIKES, Finland
• etc.

Außerdem engagieren wir uns im europäischen Verband für Metrologie (engl. European Metrology Network, EMN) für intelligente Stromnetzwerke (engl. Smart Grids), das als gemeinsame Anlaufstelle für ganz Europa dient und alle Interessierten bei messtechnischen Herausforderungen im Bereich intelligente Stromnetzwerke unterstützt. Das EMN für intelligente Stromnetzwerke unterstützt insbesondere die Standardisierung, Erprobung sowie Forschung und Entwicklung bei der Entwicklung und Umsetzung von Strategien im Bereich der intelligenten Stromnetzwerke in den einzelnen Ländern. Durch die Förderung einer zuverlässigen und robusten Messinfrastruktur für intelligente Stromnetzwerke hilft das EMN Europa dabei, seine eigenen Nachhaltigkeits- und Klimaschutzziele zu erreichen, und unterstützt die Stromsysteme der Zukunft.

Mitarbeit in Fachausschüssen

Als Halter nationaler Normen beteiligen wir uns auch im technischen Komitee für Elektrizität und Magnetismus (engl. Technical Committee for Electricity and Magnetism, TC-EM) und im technischen Komitee für Zeit und Frequenz (engl. Technical Committee for Time and Frequency, TC-TF):

• TC-EM: Unterausschuss für Niederfrequenz (engl. Subcommittee Low Frequency, SCLF): Der Unterausschuss befasst sich mit technischen Fragen der Metrologie im Bereich der elektrischen Größen, da diese Themen wichtig sind, um Industrie und Forschung zu unterstützen, und stellt gleichzeitig Informationen für den TC-EM-Ausschuss bereit. Der Unterausschuss befasst sich mit folgenden Bereichen:
  • AC/DC-Übertragung
  • Wechselspannung und -strom, Metrologie im Zusammenhang mit periodischen Signalen
  • Impedanz (R, L, C)
  • elektrische und magnetische Felder (niedrige Frequenzen)
  • Materialmessungen (Niederfrequenz)

• TC-EM: Unterausschuss für Strom und Energie (engl. Subcommittee Power and Energy): Der Unterausschuss befasst sich mit folgenden Bereichen:
  • Leistung und Energie (ohne HF&MW-Bereich)
  • Hochspannung, Stromwandler, Messtransformatoren
  • magnetische Messungen

• TC-EM: Unterausschuss für Hochfrequenz und Mikrowellen (engl. Subcommittee Radiofrequency and Microwave): Der Unterausschuss befasst sich mit folgenden Bereichen:
  • Metrologie im Hochfrequenz- und Mikrowellenbereich
  • Zeit- und Frequenzmessungen
  • elektromagnetische Felder
  • elektromagnetische Verträglichkeit
  • Metrologie im THz-Bereich

• Technisches Komitee für Zeit und Frequenz (engl. Technical Committee for Time and Frequency, TC-TF): Das technische Komitee für Zeit und Frequenz (TC-TF) befasst sich mit technischen Fragen, die für Industrie und Forschung auf diesem Gebiet relevant sind. Die Hauptthemen des TC-TF sind:
  • Frequenzstandards
  • Ringversuche im Bereich Zeit und Frequenz
  • Zeitzonen
  • Referenzzeitverteilung
  • Zeit- und Frequenzmesssysteme
  • Metrologie in Bezug auf Zeit und Frequenz im Weltraum

Wissenstransfer und Industrieprojekte

Zu den grundlegenden Aufgaben des Instituts für Metrologie gehört auch die Vermittlung von spezifischem metrologischem Wissen sowie von breiterem Wissen auf dem Gebiet der Messtechnik, Laborarbeit und der messtechnischen Ordentlichkeit. Für diesen Zweck:

• führen wir Seminare und Schulungen in den Bereichen Messmittelverwaltung, Vorbereitung auf Akkreditierung, Vorbereitung von Mess- und Kalibrierverfahren, Messunsicherheit etc. durch.
• wir arbeiten mit Laboratorien in ihrer Organisation zusammen, bei der Vorbereitung von Arbeitsabläufen, Durchführung von internen Revisionen
• wir beraten beim Kauf neuer Messgeräte
• wir beschäftigen uns mit komplexeren Projekten und finden umfassende Lösungen im Bereich der Messtechnik, der technischen Steuerung usw.
• wir entwickeln neue Messverfahren, Prinzipien, Messinstrumente und Standards

Einige realisierte Projekte mit Bezug zur Industrie:

• Vorbereitung des Messlabors der Firma Metrel d.d. zur Akkreditierung,
• Vorbereitung des Messlabors der Firma Elektro-Slovenija (ELES) d.o.o. zur Akkreditierung,
• Vorbereitung eines Projekts zur Synchronisation des Takts des Telekommunikationsnetzes und Bereitstellung des Reservetakts des nationalen Referenznormals für Zeit und Frequenz für die Firma ELES d.o.o.,
• Vorbereitung des Messlabors der Firma ELEKTROSERVISI d.d. zur Akkreditierung,
• Unterstützung bei der Vorbereitung von Verfahren zur Erlangung der Akkreditierung von AMZS d.d. – Filiale Ljubljana für die Zertifizierung von Taxametern,

Interne Forschungsprojekte

Neben den oben genannten europäischen Forschungsprojekten und Industrieprojekten hat SIQ auch laufende interne Entwicklungsprojekte, die darauf abzielen, neue Messgeräte und Messverfahren zu entwickeln, um den Bedarf der slowenischen Wirtschaft zu decken. Bereits entwickelte Methoden werden vervollständigt, Messunsicherheiten verbessert und ständig neue Kalibrierverfahren zur akkreditierten Kalibrierung neuer Größen entwickelt. Die ständige Weiterentwicklung der Dienstleistungen hat zu einem der breitesten Sortimente akkreditierter Kalibrierungen geführt, das heute verschiedenste Größen umfasst, nicht nur im Bereich der elektrischen Größen und Zeit und Frequenz, sondern auch viele andere.