Längenstandards

Längenstandards sind Referenzmaßstäbe zur Realisierung und Verbreitung der Einheit Meter in der Messpraxis. Sie ermöglichen die Rückführung von Messungen auf das Internationale Einheitensystem (SI) und dienen der Kalibrierung von Messgeräten und dem Qualitätsmanagement in Industrie und Wissenschaft.

Zu den Längenstandards gehören physikalische Artefakte wie Gaußblöcke, Endmaßstäbe und Linienmaßstäbe, die feste Längen liefern; optische Standards wie Wellenlängenlagen von stabilen Lasern; sowie natürliche oder definierte Standards wie der Gitterabstand von Siliziumkristallen, der in einigen Realisierungsansätzen eine Rolle spielt. Die Wahl des Standards hängt von der Messaufgabe ab: mechanische Längenreferenzen für Kalibrierung von Messwerkzeugen, hochpräzise optische Referenzen für Interferometrie oder industrielle Längenvermessung.

Realisation: Seit 2019 ist der Meter durch die feste Lichtgeschwindigkeit definiert. Die Realisierung erfolgt überwiegend durch frequenzstabile Laser und Interferometrie; dabei wird die Länge als Vielfaches einer stabilen Wellenlänge gemessen. Zusätzlich werden sekundäre Realisierungswege über Kalibrierketten geführt, um eine praktische Verfügbarkeit und Rückführung zur SI sicherzustellen.

Anwendung und Organisation: Längenstandards dienen der Kalibrierung von Messgeräten, der Qualitätssicherung in der Fertigung, der Messtechnik in Forschung und Entwicklung. Nationale Metrologieinstitute wie die PTB in Deutschland realisieren die SI-Messgröße und liefern Kalibrierungen; international arbeiten sie mit BIPM, dem CIPM und anderen NMIs zusammen, um Standards zu harmonisieren.

Geschichte: Historisch wurden Meterprototypen aus Platin-Iridium verwendet; im 20. Jahrhundert kamen definierte optische und physikalische Referenzen hinzu. Die heutige Praxis stützt sich auf die Definition der Meter-Lichtgeschwindigkeit und deren Realisierung durch Laserinterferometrie.