Messgenauigkeit

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Messgenauigkeit

Eine Messung ist grundsätzlich mit einer bestimmten gerätetechnischen Messunsicherheit behaftet, die sich im jeweiligen festgestellten Messergebnis ausdrückt. Die Messwertgenauigkeit (häufig auch als Messgenauigkeit bezeichnet) dokumentiert sich in der Annäherung des realen Messwertes an die wahre oder idelle Messgröße.
Bei der Messgenauigkeit, ausgedrückt durch die Messunsicherheit, wird zwischen den zufälligen Messunsicherheiten und den systematischen Messunsicherheiten unterschieden. Die zufälligen Messunsicherheiten sind nicht gezielt korrigierbar, wogegen die systematischen Messunsicherheiten messtechnisch oder mathematisch beeinflussbar sind und korrigiert werden können.
In der DIN 1319 [1, 2] wird der "wahre" Wert der Messgröße als ideeller Wert bezeichnet, der normalerweise nicht bekannt ist. Der "richtige" Wert der Messgröße ist hingegen ein "bekannter" Wert, der für die Messungen als Referenz benutzt wird.
Die Messgenauigkeit gibt somit an, inwieweit das reale Messergebnis vom physikalisch absolut wahren Ergebnis abweicht, egal ob es inkremental oder analog ermittelt wurde. Es werden dabei immer absolute Messwerte betrachtet und mit einem physikalisch-messtechnisch nahezu perfekten Messgerät verglichen [3].

Die Präzision und die Messgenauigkeit oder auch Genauigkeit sind im Messwesen oder der Messtechnik zwei wesentliche Kriterien zur Beurteilung einer Messung, wobei die Präzision als Kriterium der Qualität eines Messverfahrens bezeichnet wird und deshalb auch als innere Genauigkeit einer Messung gilt.

Die Präzision eines Verfahrens wird durch oftmaliges Wiederholen der Messung unter Referenzbedingungen mit dem identischen Messgerät oder Messsystem durch Reduktion der ermittelten Ergebnisreihen nach normierten Algorithmen der Fehler- und Ausgleichsrechnung ermittelt. Ein sehr präzises Messerfahren ergibt für dieselbe Messaufgabe jeweils nahezu gleiche Ergebnisreihen. Die Präzision erlaubt allerdings keine Aussagen darüber, wie weit die einzelnen Messwerte jeweils von dem realen Wert entfernt sind. Sie gibt nur Informationen über die Stabilität des Messgeräts inklusive der Ablesegenauigkeit während der Messungen.

Im Vergleich zur Präzision beinhaltet Genauigkeit oder Messgenauigkeit zwei grundsätzliche Informationen:

  • Das ist einmal die äußere Genauigkeit, die in der Streuung der Mittelwerte der Messwerte zum Ausdruck kommt, falls diese wiederholt gemessen werden und dabei den natürlichen nichtbeeinflussbaren statistischen Abweichungen unterliegen.
  • Das ist aber auch eine absolute Genauigkeit, welche den Grad der Übereinstimmung zwischen dem angezeigten (realen) und dem wahrem Messwert widerspiegelt.

Eine hohe Präzision ist demzufolge eine notwendige, aber nicht hinreichende Voraussetzung für eine hohe Genauigkeit, d. h. die Präzision ist ein auf den Aspekt der Reproduzierbarkeit von Messergebnissen eingeschränkter Bestandteil der Genauigkeit. Technische Vorgänge können zwar mit hoher Präzision, aber dennoch ungenau ablaufen, andererseits kann eine unpräzise Technik aber auch keine genauen Ergebnisse produzieren.


Literaturhinweise

[1] DIN 1319-1 (1995-01): Grundlagen der Messtechnik – Teil 1: Grundbegriffe.
[2] DIN 1319-2 (2005-10): Grundlagen der Messtechnik – Teil 2: Begriffe für Messmittel
[3] Laible, M., Müller, R. K., Bill, B., Gehrke, K.: Mechanische Größen elektrisch gemessen – Grundlagen und Beispiele zur technischen Ausführung. Expert Verlag, Renningen (2009) 7. Auflage (ISBN: 978-3-8169-2892-8)
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