Lernfeld 12 · Prüfung Teil 2

Messabweichung, Messunsicherheit und Kalibrierung

Messabweichung und Messunsicherheit: Genauigkeitsklasse, Digit-Angabe, systematische und zufällige Abweichung, Kalibrieren.

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Darum geht es

Jede Messung weicht vom richtigen Wert ab. Systematische Abweichungen sind bei gleichen Bedingungen gleich groß, etwa ein Nullpunktfehler oder der Leitungswiderstand, und lassen sich korrigieren. Zufällige Abweichungen streuen und werden durch Mittelwertbildung kleiner. Die Messunsicherheit fasst alle Einflüsse zusammen; unabhängige Beiträge werden quadratisch addiert.

Bei analogen Messgeräten bezieht sich die Genauigkeitsklasse auf den Messbereichsendwert; im unteren Teil des Bereichs wird die relative Abweichung groß. Digitale Messgeräte geben die Abweichung als Prozent vom Messwert plus eine Zahl von Digits an. Für die Bewertung von Prüfergebnissen muss die Messunsicherheit klein gegenüber der Toleranz sein, sonst lassen sich Werte nahe den Grenzen nicht sicher einordnen.

Kalibrieren heißt, die Abweichung gegenüber einem genaueren Normal festzustellen und zu dokumentieren; Justieren heißt, das Gerät einzustellen. Prüfmittel werden in Intervallen kalibriert und rückführbar auf nationale Normale überwacht. Fällt ein Prüfmittel durch, werden die Ergebnisse seit der letzten gültigen Kalibrierung bewertet.

Das solltest du dir merken

Klasse bezieht sich auf den Endwert, nicht auf den Messwert.
Unabhängige Unsicherheiten quadratisch addieren.
Kalibrieren stellt fest, Justieren stellt ein.
Messunsicherheit klein gegenüber der Toleranz halten.

Formeln

Relative Abweichung eines Zeigerinstruments: $f = \frac{k \cdot X _{E}}{X}$; $k$ Klasse in Prozent, $X_{E}$ Endwert, $X$ Messwert
Abweichung eines Digitalmessgeräts: $Δ X = p \cdot X + d \cdot D$; $p$ Anteil vom Messwert, $d$ Zahl der Digits, $D$ Wert eines Digits
Kombinierte Standardunsicherheit: $u = u_{1}^{2} + u_{2}^{2} + u_{3}^{2}$

Typische Fehler in der Prüfung

Die Klasse auf den Messwert statt auf den Endwert bezogen.
Unsicherheiten einfach addiert statt quadratisch.
Kalibrieren und Justieren gleichgesetzt.

Tipps aus der Werkstatt

Die Klasse eines Zeigerinstruments bezieht sich auf den Messbereichsendwert. Im unteren Drittel des Bereichs wird die relative Abweichung schnell groß. Kalibrieren heißt Abweichung feststellen, Justieren heißt einstellen.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

13 Aufgaben zu „Messabweichung, Messunsicherheit und Kalibrierung“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

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Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Elektroniker/-in für Informations- und Systemtechnik, Lernfeld 12. Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.