Messabweichung

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Messabweichung

Eine genaue Kenntnis der Ursachen von systematischen oder zufälligen Messabweichungen ist von zentraler Bedeutung für die Richtigkeit und Präzision von Messverfahren. Messergebnisse sind nicht fehlerfrei, sondern schwanken mehr oder weniger stark um einen zentralen Wert und weichen je nach Güte des Messverfahrens zusätzlich mehr oder weniger von einem als „wahr“ anerkannten Wert ab.

Die Differenz eines Messergebnisses zum „wahren“ Wert setzt sich aus zwei Anteilen zusammen: einem Anteil, der durch zufällige Messabweichungen (Schwankungen) der Messergebnisse hervorgerufen wird und einen zweitem Anteil, der durch systematische Messabweichungen entsteht. Die systematische Messabweichung bleibt innerhalb einer Messreihe im Allgemeinen in Größe und Vorzeichen konstant und gilt für alle Messpunkte, während die zufällige Messabweichung eine Eigenschaft eines einzelnen Messpunktes ist und somit in Größe und Vorzeichen zufällig variiert.

Je geringer die systematische Messabweichung der Einzelwerte ist, um so höher ist die Richtigkeit des Mittelwerts der Messreihe und somit des Analyseverfahrens. Je kleiner die mittlere zufällige Messabweichung der Einzelwerte ausfällt, desto höher ist die Präzision der Messreihe und des Analyseverfahrens. Die Kombination der systematischen und der zufälligen Messabweichung wird als Genauigkeit bezeichnet und ist als Oberbegriff für Präzision und Richtigkeit zu betrachten.

Jedes analytische Verfahren bringt beinhaltet systematische und zufällige Messabweichungen, so dass auch die zertifizierten Referenzwerte nicht die wahren, sondern die richtigen, das heißt allgemein anerkannten, mit Unsicherheiten behafteten Werte wiedergeben. Der wahre Wert einer Messgröße ist somit naturgemäß unbekannt; er ist theoretischer Natur und kann nie mit Sicherheit bestimmt werden. Somit ist jede Kalibrierung (siehe Kalibrieren), d. h. die Ermittlung der Abweichung zwischen gemessenem und richtigem Wert und jede Justierung (siehe Justieren), d. h. die Anpassung des gemessenen Wertes an den richtigen Wert durch die Genauigkeit des Referenzmaterials bestimmt. Dasselbe gilt für jede Messung (siehe Messen), die auf dieser Justierung basiert.

Literaturhinweise:

• Parthier, R.: Messtechnik: Grundlagen und Anwendungen der elektrischen Messtechnik für alle technischen Fachrichtungen und Wirtschaftsingenieure. Vieweg Teubner Verlag, Wiesbaden, (2007) 4. Auflage (ISBN 978-3-834-80336-8)
• Stroppe, H.: Physik für Studenten der Natur- und Ingenieurwissenschaften. Carl Hanser Verlag, München, (2011) 15. Auflage (ISBN 978-3-446-42771-6)
• QZ-Online: Prüfmittelmanagement und Kalibrierung (Teil 1) | QZ-online.de: https://www.qz-online.de/qualitaets-management/qm-basics/messen_pruefen/pruefmittelmanagement/artikel/pruefmittelmanagement-und-kalibrierung-teil-1-267991.html?article.page=4 (Zugriff am 04.05.2022)