Grundlagen der Messtechnik Theorie 1. Teil Studiengang Elektrotechnik, 1. Semester Herbst 2011 Martin Schlup & Franz Baumgartner

Wozu Messtechnik? Angaben wie 10.00 V ± 0.01 V (bei 95% Vertrauensbereich) Eichen und Kalibrieren für Wissenschaft und Handel Nachvollziehen der SI-Basiseinheiten (Reduktion der Messunsicherheiten) 11. Sept. 2013 ZHaW - SoE - bauf / spma

Wirtschaftliche Bedeutung der Messtechnik in der Schweiz: 6% des BIP 11. Sept. 2013 ZHaW - SoE - bauf / spma

Beispiel: Eichen im Alltag 11. Sept. 2013 ZHaW - SoE - bauf / spma

Definitionen Werden Sekundärnormale oder Kundenreferenzen mit anderen Messgeräten oder Referenzmaterialien verglichen, so spricht man vom KALIBRIEREN. EICHEN ist das Feststellen und Bestätigen, dass ein Messmittel den gesetzlichen Anforderungen entspricht (Metzgerwaage, Tanksäulenzähler, Elektrizitätszähler..). 11. Sept. 2013 ZHaW - SoE - bauf / spma

Internationale Vergleichbarkeit Messungen müssen objektiv, eindeutig, verlässlich, genügend genau und vergleichbar sein. Dies bedingt: Anerkannte Stellen Anerkannte und dokumentierte Verfahren Bestimmung der Messunsicherheiten nach anerkannten Verfahren (z. B. GUM) 11. Sept. 2013 ZHaW - SoE - bauf / spma

Hierarchien des Messwesens 11. Sept. 2013 ZHaW - SoE - bauf / spma

SI-Basiseinheiten Grösse Länge Zeit Masse Strom- stärke Tempe- ratur Stoff- menge Licht- Formel- zeichen l t m i, I T n IV Einheit Meter Sekunde Kilo- gramm Ampère Kelvin Mol Candela Einheits-zeichen s kg A K mol cd Referenzen: National Institute of Standards and Technology (NIST), USA Units: http://physics.nist.gov/cuu/Units/index.html SI Constants: http://physics.nist.gov/cuu/Constants/index.html 11. Sept. 2013 ZHaW - SoE - bauf / spma

Grössenangaben Jede physikalische Grösse wird durch eine Masszahl und eine Einheitengrösse angegeben. Zum Beispiel die Höhe des Burj Khalifa in Dubai Messgrösse: Höhe (Länge L) Masszahl: 828 Masseinheit: Meter (m) Messnormal: 1 m L = 828 m 11. Sept. 2013 ZHaW - SoE - bauf / spma

Messtechnik nach Galileo Galilei (1564 - 1642) methodisches Vorgehen Messung durch Vergleich Wiederholungen verschiedene Verfahren Störungen identifizieren und minimieren Auswerten Ergebnis vorhersagen Erwartungen überprüfen Unsicherheiten abschätzen Schlussfolgerungen Seine Grundsätze sind immer noch aktuell! 11. Sept. 2013 ZHaW - SoE - bauf / spma

Messtechnik heute 11. Sept. 2013 ZHaW - SoE - bauf / spma

Messeffekte und Messaufnehmer (Sensoren) PT100 11. Sept. 2013 ZHaW - SoE - bauf / spma

Wie genau kann heute eine Gleichspannung von 10 V gemessen werden? 1% 1‰ 10–4 10–5 1 ppm 10-7 10 –9 (1 ppb) 10 –13 10.000001 V 10 V (1±10-7) 11. Sept. 2013 ZHaW - SoE - bauf / spma

Entwicklung der Messunsicherheit 11. Sept. 2013 ZHaW - SoE - bauf / spma

Definition Messunsicherheit Das Internationale Wörterbuch der Metrologie2 definiert Messunsicherheit als einen Kennwert, der den Bereich der Werte charakterisiert, die der Messgrösse durch die durchgeführte Messung vernünftigerweise zugeschrieben werden können. Die nach einem einheitlichen Verfahren berechnete und in einer bestimmten Weise mitgeteilte Messunsicherheit drückt so die Stärke des Vertrauens aus, mit der angenommen werden darf, dass der Wert der gemessenen Größe unter den Bedingungen der Messung innerhalb eines bestimmten Werteintervalls liegt. 11. Sept. 2013 ZHaW - SoE - bauf / spma

Internationaler Vergleich 11. Sept. 2013 ZHaW - SoE - bauf / spma

Messen und Kalibrieren kostet! 11. Sept. 2013 ZHaW - SoE - bauf / spma

Industrielle Produktion Klasseneinteilung 11. Sept. 2013 ZHaW - SoE - bauf / spma

Messunsicherheit näher betrachtet 11. Sept. 2013 ZHaW - SoE - bauf / spma

Nachzulesen 11. Sept. 2013 ZHaW - SoE - bauf / spma