Messgrößen

Größenwert = Zahlenwert * Einheit

Schalldruckpegel = 94 * dB

jede praktisch-experimentelle Auswertung der gleichung ist eine physikalische Messung

Eigenschaft von Phänomen, Körper oder Substanz

• die Eigenschaft hat einen Wert, ausgedrückt durch eine Zahl und Referenz

• Referenz:

  • Maßeinheit

  • Messverfahren zB: Rockwellhärte HRC

  • Referenzmaterial zB: Sack Reis

  • oder Kombination

Eine Menge von Größen in Zusammenhang miteinander. Durch widerspruchsfreie Gleichungen werden die Größen in Beziehung zueinander gesetzt.

Es gibt unendlich viele Größensysteme.

Eine Größe in einem Größensystem, die nicht durch andere Größen des Größensystems ausgedrückt werden kann.

Basisgrößen im ISQ (Internationales Größensystem):

• l … Länge

• m … Masse

• t … Zeit

• T … thermodynamische Temperatur

• n … Stoffmenge

• I … elektrische Stromstärke

• Iv … Lichtstärke

Eine Größe in einem Größensystem, die als Funktion von Basisgrößen im System definiert ist.

• v = s/t

• ρ = m/V

• F = m * a = m * s/t^2

• abgeleitete Größen im ISQ:

  • Frequenz f … Hz

  • Druck p … Pa

  • Aktivität Radionuklid A … Bq

  • Energidosis & Kerma … Gy (Gray)

  • Äquivalentdosis … Sv (Sievert)

  • ebener Winkel … rad

  • Raumwinkel … sr (Steradiant)

  • Kraft F … N

  • Energie, Arbeit & Wärmeenergie … J (Joule)

  • elek. Ladung … C (Coloumb)

  • elek Spannung U … V

  • elek Kapazität … F (Farad)

  • elek Widerstand … Ohm

  • elek Leitwert … S (Siemens)

  • mag. Fluss Wb (Weber)

  • Lichtstrom … lm (Lumen)

  • Beleuchtungsstärke … lx (Lux)

  • mg. Flussdichte … T (Tesla)

  • Induktivität L … H (Henry)

  • Celsius Tmeperatur

  • katalytische Aktivität kat (Katal)

  • Leistung & Energiestrom … W(Watt)

    
    

Der Ausdruck der Abhängigkeit einer Größe von Basisgrößen als Produkt von Potenzen von Faktoren.

zB:

• dim v = LT^-1 (Geschw.= weg durch Zeit)

• dim ρ = ML^-3 (Dichte = masse/Volumen; vol=länge x länge x länge)

• dim F = LMT^-2 (Kraft = masse*beschl.; masse x weg/Zeit^2)

Eine Größe ist dimensionslos, wenn alle Exponenten der Potenzprodukte der Basisgröße Null sind. Sie ist eine physikalische Größe, die durch eine reine Zahl ohne Maßeinheit angegeben werden kann.

dim alpha = L^0 T^0 I^0 (Theta)^0 J^0 M^0 N^0

Länge, Zeit, elektrische Stromstärke, thermodynamische Temperatur, Lichtstärke, Masse, Stoffmenge

Bsp:

• ebener Winkel

• Raumwinkel

• Brechungsindex

• Massenanteil

• Schalldruckpegel 20log(p/p0)

• Prozent

• Promille

Werte transzendenter Funktionen (zb:Log od trigonometrische Funktionen) können nur von Größen der Dimension 1 gebildet werden

ebender Winkel: 1 rad = Winkel, bei dem Verhältnis der Länge des zugehörigen Kreisbogens zur Länge seines Halbmessers gleich 1; 1 rad = 1m/1m

Raumwinkel: 1 sr (Steradiant) = Raumwinkel, bei dem Verhältnis des Flächeninhalts des zugehörigen Teils der Kugelfläche zum Quadrat der Länge des Halbmessers gleich 1; 1 sr = 1m^2/1m^2

Schalldruckpegel: dB - logarithmisches Verhältnis zweier Drucke

alle geltenden Regeln für algebraische Verknüpfung von Größen & Größenwerten

Multiplikation, Division und Potenzbildung mit Zahlen als Potenzexponent gelten für Größen, wie für Zahlen

Addition und Subtaktion sind nur für Größen gleicher Dimension zulässig.

Werte transzendenter Funktionen (zb:Log od trigonometrische Funktionen) können nur von Größen der Dimension 1 gebildet werden

nicht zulässig, da Addition und Subtraktion nur für Größen gleicher Dimensionen zulässig ist

5 kg/m^3 -> Druck = Masse/Fläche

Multiplikation, Division und Potenzbildung (mit Zahlen als Exponenten) auf Größen gleich anwendbar, wie auf Zahlen

Durch Buchstabensymbol (Größenzeichen)

oder Produkt von Zahlenwert und Referenz

zb:

• v - 5 m/s

• t - 2 s

• s - 10 m

• rho - 7 kg/m^2

Im Schriftsatz Größenzeichen immer kursiv

Mathematische Beziehungen zw. Größen, unabhängig von Maßeinheiten

z.B: geschw. v = s/t

kinetische Energie T = (1/2) mv^2

allgemeine Gleichung: G = Z(Zeta) G1^alpha*G2^beta…

Menge von Basiseinheiten & abgeleiteten Einheiten zusammen mit Vielfachen & Teilen, definiert für ein Größensystem

z.B:SI-System

reelle skalare Größe, durch Vereinbarung definiert

mit der jede andere Größe gleicher Art verglichen werden kann, um das Verhältnis beider Größen als Zahl ausdrücken zu können

Maßeinheit, die durch Vereinbarung für Basisgröße festgelegt

• Zeit -> s Sekunde

• Länge -> m Meter

• Masse -> kg Kilogramm

• thermodynamische Temperatur -> K Kelvin

• Stoffmenge -> mol Mol

• elektrische Stromstärke -> A Ampere

• Lichtstärke -> cd Candela

abgeleitete Einheit, die für Größensystem & ausgewählte Menge von Basiseinheiten ein Produkt von Potenzen von Basiseinheiten ist

• Frequenz f … Hz

• Druck p … Pa

• Aktivität Radionuklid A … Bq

• Energidosis & Kerma … Gy (Gray)

• Äquivalentdosis … Sv (Sievert)

• ebener Winkel … rad

• Raumwinkel … sr (Steradiant)

• Kraft F … N

• Energie, Arbeit & Wärmeenergie … J (Joule)

• elek. Ladung … C (Coloumb)

• elek Spannung U … V

• elek Kapazität … F (Farad)

• elek Widerstand … Ohm

• elek Leitwert … S (Siemens)

• mag. Fluss Wb (Weber)

• Lichtstrom … lm (Lumen)

• Beleuchtungsstärke … lx (Lux)

• mg. Flussdichte … T (Tesla)

• Induktivität L … H (Henry)

• Celsius Tmeperatur

• katalytische Aktivität kat (Katal)

• Leistung & Energiestrom … W (Watt)

  
  

• 
  

  • Rauminhalt (Volumen) … l od L

  • Druck … bar

  • Arbeit und Energie … Wh (Wattstunde)

    • elektrische Scheinenergie … VAs & VAh (Voltamperesekunde & -Stunde)

    • elektrische Blindenergie … vars & varh (Varsekunde & -stunde)

  • elektrische Scheinleistung … VA

    • elektrische Blindleistung … Var

  • Masse … t (Tonne)

  • längenbezogene Maße von textilen Fasern und Garnen … tex

  • Flächeninhalt (nur Grund & Boden) … a (Ar)

    • gem §3 gebildetes Vielfaches für 10^2 … ha (Hektar)

  • Wirkungsquerschnitt … b (Barn)

  • ebener Winkel … Neugrad od. gon

Kilometer: dezimales Vielfaches des Meters

Millimeter: dezimaler Teil des Meters

Stunde: nichtdezimales Vielfaches der Sekunde

Ergänzende Hinweise auf gemessene Größenwerte oder das verwendete Messverfahren immer am Größen, nie am Einheitenzeichen

Effektivwert der Spannung R: U_eff = 230 V ; F: U = 230 Veff

Volumen im Normzustand R: V_N = 50 m3; F: V = 50 Nm3

SI = französisch für: Système international d’unités

das EInheitensystem auf Grundlage des Internationalen Größensystems ISQ umfasst:

• Namen & Zeichen der Einheiten

• Vorsätze mit Namen &Zeichen

• Regeln für ihre Anwendung

von Generalkonferenz für Maß-&Gewicht angenommen (CGPM)

• ebener WInkel:

  • Vollwinkel

  • Grad

  • Winkelminute

  • Einkelsekunde

  • Neuminute

  • Neusekunde

• Brechkraft optischer Systeme … dpt Dioptrie

• Zeit:

  • Min

  • h

  • d

  • woche

  • monat

  • jahr

• Masse (nur Edelsteine) … Karat

• Zehnerlogarithmus Verhältnis

  • B … Bel

  • dB … Dezibel

• Blutdruck & Druck anderer Körperflüssigkeiten … mmHg Millimeter Quecksilbersäule

§ 3 Abs. 4 MEG

Zahlenwert eines Größenwerts gibt an, wie oft die EInheit in Größenwert enthalten

zB: Zahl 230 in U_eff = 230 V

Größenwert … Buchstabensymbol (Größenzeichen) -> kursiv zB: v

Einheitenzeichen -> aufrecht (nicht kursiv) zB: m/s

Zahlenwert -> aufrecht (nicht kursiv) zB: 5

zB: v = 5 m/s

§§ 1-3

• wann zu verwenden

• 7 Basiseinheiten

• daraus kohärent abgeleitete Einheiten, mit eigenen Namen (N,V,…)

• zusätzliche Maßeinheiten ( h, mmHg, l,…)

• Vorsätze für Vielfache & Teile (mm, MV, kHz,…), aber nicht für alle zusätzlichen Maßeinheiten (dB, h,…)

§ 1. (5) MEG - Gesetzliche Maßeinheiten sind:

1. Basiseinheiten

2. aus den Basiseinheiten kohärent abgeleitete Einheiten,

3. die in § 2 Abs. 3 angeführten Einheiten,

4. die gemäß § 3 gebildeten dezimalen Vielfachen und Teile der in den Z 1 bis 3 genannten Einheiten, ausgenommen das Kilogramm (§ 2 Abs. 1 Z 2), bei dem die Vorsätze auf die Einheit Gramm anzuwenden sind und der Grad Celsius (§ 2 Abs. 2 Z 16),

5. die in § 2 Abs. 5 angeführten Einheiten sowie

6. die Produkte und Quotienten der in den Z 1 bis 5 angeführten Einheiten, ausgenommen die Millimeter Quecksilbersäule (§ 2 Abs. 5 Z 7)

§ 1 Abs.3: zusätzliche ANgabe von Maßeinheiten, die nicht in §2 genannt zulässig, Maßeinheiten lt. §2 müssen hervorgehoben & in min. gleich großen Zeichen ausgedrückt

§ 1 Abs.4: in der Luftfahrt außer gesetzliche ME, auch andere zulässig, wenn in internationalen Übereinkommen vorgesehen

§1 (1) MEG - Für Maßangaben sind im amtlichen und im rechtsgeschäftlichen Verkehr, im 

Gesundheitswesen sowie im Sicherheitswesen sind die gesetzlichen Maßeinheiten zu verwenden.

• Basiseinheiten

• kohärent abgeleitete Einheiten

• zusätzliche Einheiten

• t … Zeit -> s … Sekunde

• l … Länge -> m … Meter

• m … Masse -> kg … Kilogramm

• I … elektrische Stromstärke -> A … Ampere

• T … thermodynamische Temperatur -> K … Kelvin

• n … Stoffmenge -> mol … Mol

• I_v … Lichtstärke -> cd … Candela

• Neudefinition 2018, ab 20. Mai 2019 inkraft

• Definition über Naturkonstanten, wie bei Meter

• Meter: seit 1983 über Naturkonstante Vakuumgeschwindigkeit & Sekunde definiert

Maßeinheit der Stoffmenge: das Mol

• nur beim Mol wird neben der Einheit auch die Größe im MEG definiert -> Größenzeichen n ist gesetzlich verbindlich, alle anderen nicht, sie sind nur sehr üblich

• 1 Mol entspricht N_A (Avogadro-Konstante) Einzelteilchen

  • Avogadro-Konstante ist auch Avogadro-Zahl in mol^-1

• Stoffmenge (n) eines Systems ist Maß für Zahl spezifischer Einzelteilchen

  • Einzelteilchen:

    • Atom

    • Molekül

    • Ion

    • Elektron

    • anderes Teilchen od. Gruppe solcher Teilchen mit genau angegebener Zusammensetzung

für Cäsiumfrequenz delta v_cs (Frequenz des ungestörten Hyperfeinübergangs des Grundzustands des Cäsiumatoms 133) Zahlenwert 9 192 631 770 festgelegt

Frequenz = 1/s

Frequenz abgegebener Spannung bei Hyperfeinübergang

22

• Frequenz f … Hz

• Druck p … Pa

• Aktivität Radionuklid A … Bq

• Energidosis & Kerma … Gy (Gray)

• Äquivalentdosis … Sv (Sievert)

• ebener Winkel … rad

• Raumwinkel … sr (Steradiant)

• Kraft F … N

• Energie, Arbeit & Wärmeenergie … J (Joule)

• elek. Ladung … C (Coloumb)

• elek Spannung U … V

• elek Kapazität … F (Farad)

• elek Widerstand … Ohm

• elek Leitwert … S (Siemens)

• mag. Fluss Wb (Weber)

• Lichtstrom … lm (Lumen)

• Beleuchtungsstärke … lx (Lux)

• mg. Flussdichte … T (Tesla)

• Induktivität L … H (Henry)

• Celsius Tmeperatur

• katalytische Aktivität kat (Katal)

• Leistung & Energiestrom … W (Watt)

  
  

• Rauminhalt (Volumen) … l od L

• Druck … bar

• Arbeit und Energie … Wh (Wattstunde)

  • elektrische Scheinenergie … VAs & VAh (Voltamperesekunde & -Stunde)

  • elektrische Blindenergie … vars & varh (Varsekunde & -stunde)

• elektrische Scheinleistung … VA

  • elektrische Blindleistung … Var

• Masse … t (Tonne)

• längenbezogene Maße von textilen Fasern und Garnen … tex

• Flächeninhalt (nur Grund & Boden) … a (Ar)

  • gem §3 gebildetes Vielfaches für 10^2 … ha (Hektar)

• Wirkungsquerschnitt … b (Barn)

• ebener Winkel … Neugrad od. gon

• ebener WInkel:

  • Vollwinkel

  • Grad

  • Winkelminute

  • Einkelsekunde

  • Neuminute

  • Neusekunde

• Brechkraft optischer Systeme … dpt Dioptrie

• Zeit:

  • Min

  • h

  • d

  • woche

  • monat

  • jahr

• Masse (nur Edelsteine) … Karat

• Zehnerlogarithmus Verhältnis

  • B … Bel

  • dB … Dezibel

• Blutdruck & Druck anderer Körperflüssigkeiten … mmHg Millimeter Quecksilbersäule

Namen und Einheitenzeichen der dezimalen Vielfachen und Teile der Einheit derMasse durch Vorsetzen der Vorsätze vor Wort “Gramm” & Zeichen der Maßeinheit “g” gebildet

Wissenschaft vom Messen: umfasst alle theoretischen & praktischen Gesichtspunkte von Messungen unabhängig von Messunsicherheit & Anwendungsgebiet

• Messkunde: Theoretischer Aspekt (Messtheorie):

  • Grundbegriffe

  • Größen

  • Einheiten

  • Theorien & Arbeitsmethoden

  • Messdynamik

  • Unsicherheitsanalyse, usw.

• Messtechnik: Anwendungstechnischer Aspekt (Messpraxis):

  • Messverfahren

  • Messmittel & deren EInsätze

  • Messvorschriften

  • Durchführung & Auswertung von Messungen, usw.

• Messwesen: Juristisch-organisatorischer und ökonomischer Aspekt (gesetzliches und betriebliches Messwesen):

  • gesetzliche Vorschriften

  • Standardisierung

  • Organisation & Planung

  • Strukturen

  • Versorgung

  • Ökonomie

  • Qualitätskontrolle, usw.

die meisten Eigenschaften sind messbar, ob:

• direkt: geometrische Abmessungen, Volumen, Dichte, Temperatur

• indirekt: Farbe einer Lichtstrahlung über auftretende Wellenlängen

manche werden immer unquantifizierbar bleiben: schön, interessant, angenehm, bunt, glücklich

durch ein vereinbartes Messverfahren definierte Größe, die mit anderen Größen gleicher Art nach zunehmendem oder abnehmendem Wert geordnet werden kann, für die aber keine algebraische Beziehung zw. diesen Größen existiert

zB:

• Rockwellhärte HRC

• Oktanzahl für Otoot-Kraftstoff

• Stärke von Erdbeben auf Richter Skala

• Schmerzempfinden eines Patienten

Größenwert, der mit Definition der Größe übereinstimmt

wahrer Wert ist Ergebnis bei idealer Messung (ohne jegliche Messung), die in der Natur nicht ermittelbar ist

Prozess, bei dem 1 od mehr Größenwerte, die einer Größe zugewiesen werden können, experimentell ermittelt werden

Messung bedeutet Vergleich von Größen & schließt Zählen mit ein (Grenzfall)

Voraussetzung:

• Beschreibung der Größe mit beabsichtigten Zweck des Messergebnisses

• Messverfahren

• kalibriertes Messsystem, das Gemäß vorgegebenem Messverfahren arbeitet, einschließlich Messbedingungen

Messen ist quantitative Bestimmung von Größen; Messen ist Vergleichen

Messen ist nicht nur Ablesen, sonderns auch Beurteilung des Messvorgangs, also Beurteilung von

• in wieweit Vorgehensweise zu Ergebnis (Anzeige) führt, das Messgröße ausreichend charakterisiert

• & wie gut Ergebnis Messgröße charakterisiert

detaillierte Beschreibung einer Messung gemäß:

• 1 od. mehr Messprinzipien

  • Phänomen, als Grundlage der Messung; zB: Doppler-Effekt in Geschwindigkeitsmessung

• & 1 Messmethode

  • allgemeine BEschreibung logischen Vorgehens zur Durchführung einer Messung; zB: Differenzmethode

auf Grundlage des Modells der Messung, einschließlich aller Berechnungen notwendig für das Messergebnis

auch Messprozedur oder SOP (standard operating procedure) genannt

Zuordnung eines Kennwerts (Eigenschaft) mittels Messung

zB:

• aktuelle Temperatur in der Mitte der Oberfläche des Schreibtischs

• Breite der rechten Seitenkante des Tischs

• quantitativ: ist Produkteigenschaft innerhalb vorgegebener Grenzen

  • zB:

    • Durchmesser des Werkstücks ist 25,7 cm

    • Eichen: Prüfen, ob die Fehlergrenzen eingehalten

    • max Abweichung von Sollwert im Bereich 0 bar bis 25 bar ist 0,05 bar, damit erfüllt Manometer Anforderungen/ Grenzwerte Kl. 1

• Qualitativ:

  • zB:

    • Wasserleitung ist dicht

    • Oberfläche ist rau

    • er übertönt alle

Tätigkeit, die unter festgelegten Bedingungen in 2 Schritten passiert

1. Beziehung zwischen

   1. durch Normale zur Verfügung gestellte Größenwerte mit Messunsicherheiten

   2. & entsprechenden Anzeigen mit Messunsicherheiten hergestellt

2. diese Information verwendet, um Beziehung herstellen, mit deren Hilfe Messergebnis aus Anzeige erhalten

Ergebnis Kalibrierung:

• Kalibrierfunktion

• Kalibrierdiagramm

• Kalibrierkruve

• Kalibriertabelle

  -> kann in Dokument festgehalten werden -> Kalibrierschein od. Kalibrierbericht

Messgerät od. Maßverkörperung so einstellen od. abgleichen, dass Ausgangsgröße (zb: Anzeige) vom richtigen (od. als richtig geltenden) Wert so wenig wie möglich abweicht

• direkter: Messobjekt wird mit Maßverkörperung verglichen

  • zB: Längenmessung durch Vergleich mit 1-m-Maßstab

• indirekter:

  • zB: Gewichtsmessung mit Federwaage

    • Gewicht belastet Feder, die sich dadurch ausdehnt

    • gewichtsproportionaler Weg

    • Vergleich mit Maßverkörperung der Länge (zB: Maßband)

• analoge Messmethode:

  • Signalparameter kann jeden Wert (innerhalb von Schranken) annehmen

  • Darstellungsgenauigkeit durch Messgenauigkeit

• digitale Messmethode:

  • Signalparameter nehmen nur bestimmte Werte an

  • Darstellungsgenauigieit durch Anzahl der Zustände

• Ausschlagmethode:

  • Messgröße wird in Weg od. Winkel umgewandelt

  • Dem Messobjekt wird daher Energie entzogen -> Rückwirkung

• Kompensationsmethode:

  • Wirkung der Messgröße wird durch Entgegenschalten gleichartiger Kompensationsgröße zum Verschwinden gebracht

  • zB: Gewicht -> Balkenwaage (nicht eindeutig weil Substitutionsmethode)

  • Eirkung der MG durch Gegenschalten gleichartiger mess-&einstellbarer Größe zum Verschwinden gebracht

  • zB: Hitzedrahtanemometer (Hitzedraht-Schaltung für konst. Temperatur)

• Differenzmethode:

  • nicht Messgröße selbst, sondern Abweichung gegenüber fester Größe wird bestimmt

  • zB: thermoelektrische Temperaturmessung: Differenz gegenüber 0°C bestimmt (Vergleichsstelle)

• Substitutionsmethode:

  • Beispiel Wägung:

    • Wägegut auf Lastschale, durch Auflegung von Wägegut tariert

    • Wägegut durch GEwichtstücke ersetzt, bis Waage wieder abgeglichen

    • Ergebnis unabhängig von Fehlern des Hebelverhältnis & Nullstellung

Realisierung der Definition einer Größe mit angegebenem Größenwert & beigeordneter MEssunsicherheit -> wird als Referenz benutzt

zB: 1-kg-Massenormal, Cäsium-Frequenz-Normal, Normal-Mikrofon

Kollektivnormal: Satz gleichartiger Maßverkörperungen od. Messgeräte, die in Kombination Normal darstellen

Normalsatz: Satz von Normalen mit speziellen Werten, die einzeln od. in Kombination eine Folge von Größenwerten gleicher Art darstellen

• Internationales Normal:

  • Normal, das von Unterzeichnern internationalen Abkommens für weltweite BEnutzung anerkannt

• Nationales Normal:

  • durch nationale Behörde anerkannt

  • dient in Land od. Volkswirtschaft als Grundlage dafür, Größenwerte anderer Normale für betreffende Größenart zuzuordnen

• Primärnormal:

  • Normal, das auf Primärmessverfahren beruht (Normal-Mikrofone nach Reziprozitätsverfahren kalibriert)

  • od. auf Vereinbarungsgrundlage als Artefakt geschaffen (zB: 1-kg-Massenormal)

• Sekundärnormal:

  • Normal, das durch Kalibrierung gegen Primärnormal für Größe gleicher Art geschaffen

  • Nationales Normal kann Primär od. Sekundär sein

• Bezugsnormal:

  • Normal zur Kalibrierung anderer Normale für 1 Größenart in eienr Organisation od. an einem Ort

• Reisenormal:

  • Normal in manchmal spezieller Konstruktion, das für Transport zw. verschiedenen Orten vorgesehen

  • zB: tragbares, batteriebetriebenes Cäsium-133-Frequenznormal

Material, das in Bezug auf spezifizierte Eigenschaften ausreichend homogen & stabil & sich für beabsichtigten Verwendungszweck zur Messung od. Überprüfung von Nominalmerkmalen als geeignet erwiesen

• Bsp. Referenzmaterialien, die Größen verkörpern:

  • Wasser angegebener Reinheit: mit dynamischer Viskosität -> Viskosimeter kalibrieren

  • Fischgewebe mit festgestelltem Masseanteil eines Dioxin -> als Kalibnormal verwendet

• Bsp. Refferenzmaterialien, die Nominalmerkmale verkörpern:

  • Härtevergleichsplatten

  • Farbtafel, die eine od. mehrere spezifizierte Farben anzeigt

  • DNA-Verbindung, die spezielle Nucleotidsequenz enthält

• ein Referenzmaterial ist manchmal in speziell hergestelltem Gerät integriert:

  • Substanz mit bekanntem Tripelpunkt in Tripelpunktzelle

  • Glas bekannter optischer Dichte in Halterung eines Transmissionsfilters

(messtechnische) Rückführung: Vorgang, durch den in einer ununterbrochenen Kette (Rückführbarkeitskette) von Kalibrierungen das Ergebnis einer Messung auf eine Si-Einheit bzw. andere vereinbarte Einheiten oder Normale bezogen

• ununterbrochene Kette von Vergleichsmessungen bis zu geeignetem nationalen od. internationalen Normal

  • Kette muss bis zu Primärnormal reichen, mit denen Maßeinheiten realisiert

• messtechnische Rückführbarkeit:

  • Eigenschaft eines MEssergebnisses, wobei Ergebnis durch dokumentierte, ununterbrochene Kette von Kalibrierungen (jede trägt zu Messunsicherheit bei) auf Referenz bezogen werden kann

• Rückverfolgbarkeit

  • Möglichkeit, Vorgang aus Dokumenten historisch nachzuvollziehen

wird ein Messgerät in ein Messsystem eingefügt, so verändert sich die ursprüngliche Wirklichkeit, Messgerät beeinflusst zu messende physikalische Größe

Rückwirkung auf Messgröße führt zu Messabweichungen -> Rückwirkungsabweichung

zB: Messung der Temperatur mittels Temperaturfühler

Träger der Mesinformation:

• zeitlich veränderliche Physikalische Größe (Zeitfunktion einer Physikalischen Größe)

• besitzt wahrnehmbaren od. anderweitig verarbeitbaren Parameter, der ausreichend viele Werte annehmen kann, um Informationen aufzunehmen (Informationsparameter)

• Werte des INformationsparameters geben Werte der signalisierten Größe (Messgröße) eindeutig und reproduzierbar weiter (eindeutige Abbildung der Messgröße auf den Informationsparameter)

wird Messgröße als Signal aufgefasst, so ist Messvorgang ein Signalumformungsprozess bei dem Eingangssignal “Messgröße” in Ausgangssignal “Messwert” umgeformt

z.B: bei sinusförmigem Ton kann Messsignal “elektrische Wechselspannung” eines Mikros für die Ausgangsgröße “Lautstärke” od. “Tonhöhe” stehen, je nachdem ob Amplitude od. Frequenz bewertet

Größe, die sich bei direkter Messung nicht auf die Größe auswirkt, die gerade gemessen wird, aber die Beziehung zw. Anzeige & Messergebnis beeinflusst

zB:

• Temperatur, Luftdruck, Feuchte

• Temperatur einer Messschraube zur Längemessung

• Frequenz bei der Amplitude einer Wechselspannung

Menge von Größenwerten, die einer Messgröße zugewiesen sind, zusammen mit jeglicher relevanter Information

relevante Info:

• wenn Messergebnis vorliegt, klargestellt worauf bezogen

  • Anzeige

  • unberichtigtes Messergebnis

  • ob mehrere Werte gemittelt

vollständige Angabe von Messergebnis enthält Information über Messunsicherheit

• Messgerät zB: Waage od. Schallpegelmesser

• Anzeigegerät

• Messeinrichtung

• Maßverkörperungen

• Hilfsmittel, die zur Ausführung der Messung erforderlich:

  • Dokumente (Kalibrierschein)

  • Programme (Software zur Steuerung, Einrichtung, Auswertung)

  • Bedienungsanleitungen

  • Arbeitsanweisungen

  • Umformer für Messsignale

• analog: in Form von Längenänderung

  • allgemein mit feststehender Skala & beweglicher Anzeigemarke

    • Strichmarke (Messschieber)

    • Flüssigkeitsmeniskus (Thermometer, Manometer)

  • zB: Lineal -> ganzes “Messgerät” besteht aus Skala

• digital in Ziffernform

Messgerät, das während seines Gebrauchs permanent Größen einer oder mehrerer Arten reproduziert od. liefert, jede mit zugewiesenem Größenwert

zB:

• Gewichtsstück

• Volumenmaß ( für 1 od Mehr Werte, mit od. ohne Skala)

• Normalwiderstand

• Parallelendmaß

• Signalgenerator

• Referenzmaterial

Folge von Elementen eines Messystems, die einen einzigen Weg des Signals vom Messaufnehmer zu Ausgabeelement bildet

zB: elektroakustische Messkette:

Mikrofon -> Pegelsteller -> Filter -> Verstärker -> Spannungsmessgerät

kinda Schallpegelmesser

bei Messungen verwendetes Gerät, das eine Ausgangsgröße liefert, die in spezifizierter Beziehung zur Eingangsgröße steht

zB:

• Thermoelement (Spannung in Temp)

• elektrischer Stromwandler

• Dehnungsmessstreifen (Kraft in Änderung elek Widerstand)

• pH-Elektrode (Spannung in pH-Wert)

• Bourdonrohr

• Bimetallstreifen

Gerät od. Stoff, der Vorhandensein eines Phänomens/ Körpers/ Substanz angezeigt, wenn Schwellenwert der zugeordneten Größe überschritten

diese Schwelle wird auch Ansprechschwelle des Detektors genannt

in manchen Fachgebieten Messaufnehmer statt Detektor

zB:

• Halogen-Leck-Detektor

• Lackmuspapier: Indikatorpapier - pH-Detektor

fester od. beweglicher Teil einer Anzeigeeinrichtung, dessen Stellung mithilfe von Teilstrichen ermöglicht Anzeigewert zu ermitteln

zB:

• Zeiger

• Leuchtpunkt

• Meniskus einer Flüssigkeitssäule

• Schreibstift

Skala: Teil eines visuell anzeigenden Messgeräts, der aus geordneter Menge von Markierungen (Teilstriche) & zugehörigen Größenwerten besteht

Skalenlänge: Länge der glatten Linie, die ersten & letzten Teilstrich einer Skala verbindet & durch MIttelpunkt kürzester Teilstriche läuft

• kann vorhanden od. gedacht

• kann gekrümmt od. gerade

• Skalenlänge immer in Längeneinheit angegeben, ungeachtet Einheit der Messgröße od auf Skala stehende Einheiten

Menge von Größenwerten, eingegrenzt durch Extremwerte möglicher Anzeigen

• bei analoger Ausgabe auch Skalenbereich

• in auf Ausgabeeinrichtung stehenden Einheiten angegeben, ungeachtet EInheit der Messgröße

• gewöhnlich durch Anfangs- & Endwert angegeben zB: 100°C bis 200°C

Festlegen der Teilstriche (od. nur weniger Hauptteilstriche) auf der Skala eines Messgeräts abhängig von zugehörigen Werten der Messgröße

Vorgänge, die Auswirkung auf Messergebnisse haben

• Messmittel & Messobjekt -> Rückwirkung

• Messmittel & Umwelt -> Störung zB: Erwärmung

• Umwelt & Messobjekt -> Störung

• Umwelt & -> Messende/r -> Störung

Störung durch zB Temperatur, Luftdruck, elektromagnetische Felder

Messwert minus Referenzwert also das Abweichen des Referenz- od. Sollwerts -> Messwert minus richtigem Wert einer Messgröße

Messabwichung ist Eigenschaft eines Qualitätskriteriums, das etwas über Gebrauchswert eines Messergebnisses aussagt

• Systematische Messabweichung:

  • Messabweichungen heben sich bei wiederholter Messung nicht auf

  • systematischer Fehler: zB: aufgrund fehlerhafter Justierung

• zufällige Messabweichung:

  • Komponente der Messabweichung, die bei wiederholten Messungen in unvorhersehbarer Weise schwankt

  • zufällige Messabweichung = Messabweichung minus systematischer Messabweichung

  • zufällige Messabweichungen von wiederholten Messungen bilden Verteilung, die durch Erwartungswert (arithmetisches Mittel, allgemein als Null angenommen) & Varianz beschrieben

durch Vereinbarung anerkannter Wert, der betrachteten speziellen Größen zugeordnet wird und der mit (jeweiligem Zweck angemessenen) UNsicherheiten behaftet

• Wert einer druch Bezugsnormal realisierten Größe kann an bedachteter Stelle als richtiger Wert angesehen

Kompensation eines geschätzten systematischen Effekts

• Korrektion ist gleich der geschätzten systematischen Messabweichung mit umgekehrten Vorzeichen

  • systematische Messabweichung nicht genau bekannt -> vollständiger Ausgleich nicht möglich

Korrektionsfaktor:

• Zahlenfaktor, mit dem unberichtigtes Messergebnis (zum Ausgleich systematischer Messabweichung) multipliziert

vereinbarte od. garantierte Höchstwerte für positive od. negative Abweichungen einer Messeinrichtung vom richtigen Wert

Eichfehlergrenzen:

• Fehlergrenzen, die während eichtechnischer Prüfung & 3 Wochen danach eingehalten werden müssen

• bei Eichung wird Messunsicherheit bei Beurteilung der Einhaltung Fehlergrenzen nicht berücksichtigt, sondern nur Anzeigewert

Verkehrsfehlergrenzen:

• Fehlergrenzen, die innerhalb der Nacheichfrist im eichpflichtigen Verkehr eingehalten werden müssen

§42 MEG Fehlergrenzen dürfen nicht einseitig ausgenützt werden

Auflösung:

• kleinste physikalische Änderung, die das Messystem noch erkennen kann

Genauigkeit:

• Maß für Übereinstimmung zw. Messergebnis und richtigem Wert der Messgröße

• hohe Genauigkeit nur erreichbar, wenn Präzision und Richtigkeit hoch/gut

hohe Auflösung ist nicht gleich hohe Genauigkeit und umgekehrt!

aktive Sensoren:

• Sensor liefert Energie aufgrund der Messgröße

• erzeugen aus dem Messprozess Energie, die für Weitergabe der INformation notwendig

• zB:

  • Thermoelement (Temp - Spg)

  • Induktionsspule (Geschw. - Spg

  • Hallsonde ( mag. INduktion - Spg)

  • pH-Elektrode (pH-Wert - Spg)

passive Sensoren:

• Sensor wandelt zugeführte Hilfsenergie entsprechnd der Messgröße um

• Messgröße mittels physikalischer od chemischer Effekte erfassen & in weiterverarbeitbare Größen (meist elek. SIgnale) umwandeln

• zB:

  • Dehnungsmessstreifen (Dehnung - elek. Widerstand)

  • Hitzdraht (Temp. - elek. Widerstand)

  • Burdon-Rohr (Druck - mech Verformung)

  • Pt100 (Temp - elek. Widerstand)

  • Kapazitiver Drucksensor (Druck - Kapazitätsänderung)

  • Induktiver Weggeber (Positionsänderung - Induktivitätsänderung)