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Normal

Normen und Einheiten, zur Darstellung einer bestimmten Einheit in der Metrologie oder zu Eichzwecken verwendeter Körper oder Apparat. Als Primärnormal oder Etalon bezeichnet man die unmittelbare, direkte Realisierung einer Einheit (z.B. Darstellung des Meters durch die Lauflängenmessung einer Laserstrahlung) oder die hochpräzise Realisierung einer Einheit (z.B. Darstellung des Amperes mit einer Stromwaage). Ein Sekundärnormal nimmt Bezug auf andere Grössen und Einheiten oder eine andere als die der Einheitendefinition zugrundeliegende physikalische Situation (z.B. End- oder Strichmass für das Meter). Es muss messtechnisch an ein Primärnormal angeschlossen werden, kann diesem aber an Stabilität und Präzision der Weitergabe überlegen sein. Im gesetzlichen Messwesen heisst ein nationales Normal das genaueste dem metrologischen Staatsinstitut zur Verfügung stehende Normal (unabhängig davon, ob es sich um ein Primär- oder ein Sekundärnormal handelt). Es steht an der Spitze der Hierarchie der Normale, d.h. mit ihm werden alle Normale des entsprechendes Staates verglichen.

Konventionelle Normale sind in der Regel anschaulich und - sofern ein Etalon (Prototyp) angewendet wird - auch mit einer einfachen Messanordnung zu benutzen. Dem stehen gewichtige Nachteile gegenüber: Jeder Prototyp ist ein Einzelstück, das nur an einem Ort und zu einem Zeitpunkt gleichzeitig benutzt werden kann; konventionelle Normale hängen von zahlreichen Einflussgrössen (z.B. Temperatur, Druck, Feuchte usw.) ab, oft ist die Langzeitstabilität gering, und sie bedingen die angesprochene Hierarchie der Normale, da jede Weitergabe der Einheit die relative Unsicherheit erhöht.

Dieser Nachteile wegen bemühen sich die metrologischen Staatsinstitute, von den konventionellen Normalen abzurücken und sog. Quantennormale einzuführen. Sie sind zwar abstrakt und bedingen eine aufwendige Messanordnung, dafür sind sie aber reproduzierbar, unabhängig von Ort und Zeit, kaum abhängig von Einflussgrössen und von hoher Langzeitstabilität. Ferner sind Quantennormale gleichwertig (also nicht hierarchisch geordnet). Beispiele für den Übergang zu Quantennormalen sind die Neudefinitionen der Sekunde oder des Meters.

 

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