Schlüsselwörter
(Deutsch)
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Messunsicherheit, Hochfrequenz, Mikrowellentechnik, Vektornetzwerkanalysator, S-Parameter, Rückverfolgbarkeit
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Schlüsselwörter
(Englisch)
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Measurement uncertainty, RF, microwave, vector network analyzer, S-Parameter, Traceability
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Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Ein Teil der Messungen in der HF und Mikrowellen-Metrologie sind von solcher Komplexität, dass die Behandlung der Messunsicherheiten auch auf Stufe der Nationalen Metrologieinstitute immer noch unbefriedigend ist. Auf der anderen Seite gibt es einen steigenden Bedarf auf der Seite der industriellen Laboratorien nach zuverlässigen Messunsicherheitsbestimmungen. Im Rahmen des Projekts soll ein Software-Werkzeug entwickelt werden, das eine korrekte Messunsicherheitsbestimmung in Übereinstimmung mit den Prinzipien des ISO-GUM im Bereich der S-Parameter-Messungen erlaubt. Durch eine Zusammenarbeit mit einem industriellen Partner soll die Praxistauglichkeit der Lösung sichergestellt werden. Die Projektergebnisse sollen dem HF-Labor am METAS helfen, die geforderten Qualitätsansprüche an seine Dienstleistungen zu befriedigen.
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Kurzbeschreibung
(Englisch)
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Some of the measurements in RF and Microwave (MW) metrology are of such complexity that even on the level of the National Metrology Laboratories the treatment of measurement uncertainty is still unsatisfactory. On the other hand there is an increased demand from industrial laboratories to be able to provide traceable measurement uncertainty budgets to place their products on the market. The proposed project aims at the development of a software tool which allows a proper treatment of measurement uncertainty in the field of S-parameter measurements in agreement with the principles required by the ISO-GUM. The proposed collaboration with an industrial partner gives the project a practice related orientation and the envisaged outcomes allow the RF & MW laboratory to meet the increasing quality requirements of their services.
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Projektziele
(Deutsch)
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Hauptziel die Implementierung einer GUM-basierten Messunsicherheitsberechnung für den VNA zur Absicherung der Qualität der metrologischen Dienstleistungen und zur Erfüllung zunehmender Bedürfnisse der Industrie.
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Projektziele
(Englisch)
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The main goal is the implementation of a proper GUM based uncertainty calculation for the VNA to support the required quality of the metrological services and to satisfy increasing demands from industry.
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Abstract
(Deutsch)
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Die gesteckten Ziele wurden erreicht oder gar deutlich übertroffen. Die wichtigsten Resultate sind:
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VNA Tools II: Eine Metrologie-Software für den Vektornetzwerkanalysator (VNA), welche die multivariate Berechnung von Messunsicherheiten nach den Richtlinien des ISO-GUMS unterstützt.
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Metas.UncLib: Das Kernmodul, auf dem VNA Tools II aufbaut. Die Software kann als eigenständiger generischer Messunsicherheitsrechner eingesetzt werden für Berechnungen, die nicht spezifisch auf VNA-Metrologie beschränkt sind. VNA Tools II implementiert multivariate Messunsicherheitsberechnung nach den Vorgaben des ISO-GUM. Sämtliche Berechnungen der VNA-Messprozesse wurden auf möglichst all-gemeine Art implementiert. Sollte das Labor in Zukunft z.B. Viertor-VNAs einsetzen, unter-stützt dies die Software bereits. Durchführung des Messvorgangs, Datendarstellung und Datenarchivierung sind sehr modular und flexibel. Die Aufzeichnung des Messvorgangs (Messjournal) ist ein wesentliches Mittel um die MU-Berechnung zu automatisieren. Vollständige Messunsicherheitsbudgets lassen sich per Knopfdruck erzeugen. Dabei werden nebst den Kalibrierstandards insbesondere auch Einflüsse von Gerät, Aufbau und Messvorgang berücksichtigt. Abgesehen davon, dass es nur wenig MU-Software für VNA-Messungen gibt, existiert gemäss unserem Kenntnisstand kein anderes Produkt, das den metrologischen Ansprüchen in gleichem Masse gerecht wird. Mit VNA Tools II ist es uns erstmalig möglich routinemässig realistische VNA-Messunsicherheiten anzugeben und ein besseres Verständnis für den Einfluss der verschiedenen Messfehler zu entwickeln. Dadurch lassen sich gezielt Verbesserungen der Messgenauigkeit realisieren
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Abstract
(Englisch)
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The project goals were reached or even surpassed. The two major results are:
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VNA Tools II: A metrology software for the vector network analyzer which supports multivariate measurement uncertainty calculation in accordance with the guidelines of the ISO-GUM.
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Metas.UncLib: The core module underneath VNA Tools II, which can be used as an advanced standalone generic measurement uncertainty calculator, not just limited to VNA measurements.
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Umsetzung und Anwendungen
(Deutsch)
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VNA Tools II und Metas.UncLib werden im HF-Labor als Messplatzsoftware für metrologische Dienstleistungen eingesetzt und helfen mit die Rückführbarkeit der Kalibrierungen zu gewährleisten und dem Kunden realistische Messunsicherheiten anzugeben. Beide Tools werden in Zukunft auch im Rahmen von Forschungsprojekten eingesetzt und dabei auch weiterentwickelt werden. Beide Anwendungen werden über das Internet gratis abgegeben, damit eine möglichst grosse Verbreitung erreicht wird. Metas.UncLib ist bereits verfügbar unter www.metas.ch/unclib, und steht natürlich auch den anderen Labors am Metas zur Verfügung. VNA Tools II wird nach einer internen Testphase und nach einer Testphase mit aus-gewählten Partnern unter www.metas.ch/vnatools angeboten werden.
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Umsetzung und Anwendungen
(Englisch)
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VNA Tools II and Metas.UncLib will play a major role to ensure the quality of the calibration services of the RF&MW laboratory at METAS. Both tools will be used and further developed in R&D projects. Both tools will be made available to the metrology community for free. Metas.UncLib can already be downloaded at www.metas.ch/unclib. VNA Tool II will become available at www.metas.ch/vnatools.
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Publikationen / Ergebnisse
(Englisch)
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M. Zeier, „Softwareunterstützte Messunsicherheitsberechnung in der Vektornetzwerkanalyse“, Tagungsbericht, Fachtagung Messunsicherheit, 12.-13. Nov. 2008, ISBN 978-3-98-12624-1-4
M. Wollensack, M. Zeier, “VNA Tools II: Metrology Software for the Vector Network Analyser”, METinfo, Vol 17, No. 3, 2010, pp. 11-15
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