Lexikon der Kalibrierung

Angabe der Differenz eines Messwertes vom Kalibrierwert der Messgröße.

Werte des Messprotokolls, die außerhalb der vom Hersteller, der vom Kunden, der durch das Labor oder den zugehörigen Normen oder Richtlinien vorgegebenen Toleranzen liegen.

Vereinigung von Kalibrierlaboratorien in Deutschland, die von der Akkreditierungsstelle überwacht werden. Durch diese Überwachung wird sichergestellt, dass Prüfmittel von sachkundigen Technikern rückführbar auf Normale der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt kalibriert werden.

Diese internationale Norm legt Qualitätsstandards für Prüf- und Kalibrierlaboratorien fest. Es wird im Wesentlichen ein Qualitätssicherungssystem wie das der Normenfamilie ISO 9000, fachkundiges Personal, hohe Kompetenz, sowie die Rückführbarkeit der verwendeten Messmittel gefordert. Die im Deutschen Kalibrierdienst akkreditierten Labore müssen u.a. die Anforderungen dieser Norm erfüllen und werden regelmäßig überwacht.

Die wichtigste europäische Normenreihe für die Qualitätsicherung (auch als EN 29000). Sie fordert eine Dokumentation aller Abläufe in einer Firma, rückführbare Kalibrierungen sowie eine Prüfttelüberwachung. Über die tatsächliche Qualität der erzeugten Produkte wird aber keine Aussage getroffen.

Für bestimmte Messgeräte (z.B. Waagen im Verkaufsbereich, Stromzähler, Zapfsäulen und für alle Geräte die den Verkaufspreis proportional zu Messwerten ermitteln) ist zum Schutz des Verbrauchers im deutschen Eichgesetz die staatliche Kontrolle vorgeschrieben. Die Physikalisch-Technische Bundesanstalt überwacht das Eichwesen in Deutschland. Eichfähige Geräte müssen typgeprüft sein und werden in festen Abständen erneut geeicht. Die Eichplakette kennzeichnet die Dauer der Gültigkeit einer Eichung. Die Tätigkeit des Eichens und Kalibrierens unterscheidet sich dabei nicht, vielmehr wird durch die Terminologie dem Unterschied zwischen industriellem und gesetzlichem Messwesen Rechnung getragen. Eichscheine werden hingegen im Gegensatz zu ISO 17025 konformen Kalibrierungen innerhalb des industriellen Messwesens nicht als Rückführungsnachweis anerkannt.

siehe Abweichung.

Der vom Kalibriergegenstand angezeigte bzw. erzeugte Wert einer Messgröße. Meist unterscheidet er sich bedingt durch die Messabweichung vom Kalibrierwert, der durch ein Normal oder eine Normalmesseinrichtung dargestellt bzw. gemessen wird.

siehe Abgleich.

Vorgang der Kalibrierung

Um dauerhaft richtige Messungen zu erreichen müssen die verwendeten Prüfmittel in regelmäßigen Abständen re kalibriert werden. Diese Abstände nennt man Kalibrier Intervall. Die Länge dieses Zeitraums ist abhängig von den Angaben des Geräteherstellers, den geforderten Messunsicherheiten sowie gesonderten Festlegungen im Qualitätssicherungssystem eines Unternehmens.

Messraum zur Kalibrierung. In der Regel sollten Laborräume bei konstanten Bedingungen wie 23 °C oder 20°C temperiert werden um Einflüsse von Temperaturschwankungen auf Messergebnisse auszuschließen. Aktuelle Temperaturen müssen beim Kalibrieren berücksichtigt werden und in die Messunsicherheit eingehen.

Im Kalibrierschein wird die erfolgte Kalibrierung eines Prüfmittels dokumentiert. Dazu werden die Gerätedaten sowie die während der Kalibrierung gemessenen Werte aufgezeichnet. DIN EN ISO 17025, Absatz 5.10.2 und 5.10.4 regeln dabei die Mindestanforderungen an den Inmhalt von Kalibrierscheinen: Es muss zum Beispiel erkennbar sein welches Labor die Messungen durchgeführt hat, wo und unter welchen Bedingungen die Kalibrierung durchgeführt wurde, welche Prüfmittel dazu verwendet wurden, welches Verfahren eingesetzt wurde, welche Abweichungen und Messunsicherheiten erzielt wurden und welche Teile welcher messtechnischen Spezifikation erfüllt werden. Kalibrierscheine ohne diese Angaben sind für die Qualitätssicherung wertlos, da die Abweichungen des Prüfmittels von den verwendeten Normalen nicht erkennbar sind und so der Sinn einer Kalibrierung in Frage gestellt wird.

Das Kalibriersiegel kennzeichnet ein Gerät als kalibriert. Es sollte eine eindeutige Nummer tragen, so dass die Zuordnung zum zugehörigen Kalibrierschein mit den ermittelten Messwerten möglich ist. Zudem sollte es das Datum der Kalibrierung oder den Zeitpunkt der nächsten Kalibrierung enthalten.

Vergleich von Messungen eines Prüfmittels mit den Werten eines genaueren Normals nach einem dokumentierten Verfahren mit dem Ziel, Abweichungen zu erkennen und aufzuzeichnen. Das Wörterbuch der Metrologie (VIM) definiert: „Kalibrieren umfasst die Tätigkeiten zur Ermittelung des Zusammenhanges zwischen den ausgegebenen Werten eines Messmittels [...] und den bekannten Werten der Messgröße unter bekannten Bedingungen.“ Dabei kann zusätzlich die Einhaltung vorgegebener Toleranzen überprüft und gegebenenfalls ein Abgleich durchgeführt werden. Der Begriff Kalibrierung beinhaltet diesen Abgleich jedoch nicht zwangsläufig. Durch die Kalibrierung von Prüfmitteln wird deren Funktion und Genauigkeit überprüft und im Kalibrierschein dokumentiert. Nach Reparaturen und Wartungsarbeiten muss immer eine Kalibrierung erfolgen. Die verwendeten Normale müssen rückführbar auf nationale Normale sein.

Dieser Wert wird entweder durch ein Normal (z.B. Kalibrator) bzw. ein festgelegtes Verfahren erzeugt und dann mit dem Prüfling gemessen. Bei Kalibrier Gegenständen, die selbst Größen abgeben wird der Kalibrier Wert am Prüfling eingestellt und der Messwert mit einer Normalmesseinrichtung (z.B. Voltmeter) gemessen. Auch die von Normalen erzeugten Messgrößen unterliegen einer Messunsicherheit.

Ein Schätzwert für den Bereich, in dem der Kalibrierwert einer gemessenen Größe liegt. Sie wird oftmals durch statistische Betrachtungen berechnet und steht im Zusammenhang mit der Varianz der gemessenen Werte einer Messreihe. Abhängig vom geforderten Vertrauensniveau ergibt sich die Messunsicherheit in der Regel als Vielfaches der Standardabweichung.

Die Wissenschaft der Messtechnik.

Ein Verfahren oder Gerät, durch das eine bestimmte Größe verkörpert wird. Eine Spannungsquelle kann ebenso ein Normal darstellen, wie ein Messgerät, das eine anderweitig erzeugte Größe misst. Einige Messgrößen werden auch durch Naturkonstanten oder bestimmte physikalische Experimente als Normal dargestellt. Die durch ein Normal erzeugten Größen sind immer mit einer Messunsicherheit behaftet, die z.B. durch Rauschen, thermische Schwankungen oder Alterung bedingt ist. Um aussagekräftige Werte zur Bewertung einer messtechnischen Spezifikation zu erhalten sollten die Messunsicherheiten von Prüfling und Normal ein Verhältnis von mindestens 4:1 aufweisen.

siehe Vor-Ort-Kalibrierung.

Eine Folge von Messungen und Tests, die eine Überprüfung der ordnungsgemäßen Funktion eines Gerätes ermöglichen. Meist wird vom Gerätehersteller ein solcher Test vorgegeben. Durch die Überprüfung aller relevanten Geräteparameter ist dieser Test oft als Grundlage für das Messprotokoll eines Kalibrier Scheines geeignet.

Die oberste deutsche Behörde im Messwesen. Die PTB hat den gesetzlichen Auftrag, nationale Normale für alle SI-Einheiten zu unterhalten und an die Wirtschaft und Wissenschaft weiterzugeben. Durch die Bereitstellung der Primärnormale in der BRD und internationale Vergleichsmessungen stellt sie sicher, dass 'ein Volt auch ein Volt' ist, d.h. dass eine Kalibrierung auch im internationalen Vergleich gültig bleibt. Dazu überwacht die Akkreditierungsstelle im Deutschen Kalibrierdienst zusammengeschlossenen Kalibrier Labore und stellt sicher, dass deren Normale auf ihre nationalen Normale und damit auch international rückführbar sind.

Parts per Million, Angabe von sehr kleinen Abweichungen. Ein ppm entspricht einer Abweichung von 10^-6, das entspricht 0,0001%.

Messgeräte oder andere Vorrichtungen, die in einem Produktionsprozess zur Sicherstellung der Produktqualität eingesetzt werden.

Kontrolle und Bewertung der Brauchbarkeit eines Prüfmittels durch regelmäßige Kalibrierungen im Vergleich mit den Nutzerspezifikationen und die Dokumentation der dabei ermittelten Messwerte.

Kalibrierung von Sensoren und Messwerterfassungssystemen in großen Anlagen vor Ort.rn

ISO 17025 konforme jedoch nicht akkreditierte Kalibrierung. Ähnlich wie bei der DKD-Kalibrierung werden die zu kalibrierenden Messwerte in Absprache mit der Qualitätssicherung des Kunden oder durch den Sachverstand des Labors so gewählt, dass alle für den jeweiligen Einsatzzweck relevanten Bereiche gemessen werden. Die Auswertung der Messergebnisse erfolgt i.d.R anhand der Spezifikationsgrenzen, es sei denn vom Kunden wird zusätzlich eine Bewertung inklusive Messunsicherheit gewünscht. Die ermittelten Werte werden in Messprotokoll des Kalibrier Scheines dokumentiert. Jedes Gerät erhält ein Kalibrier Siegel, aus dem die Nummer des Kalibrier Scheines und der Monat der nächsten Kalibrierung hervorgehen.

Alle geplanten und systematischen Tätigkeiten, die ausgeführt werden, um eine Qualitätsanforderung zu erfüllen.

Alle zur Verwirklichung einer Qualitätsanforderung nötigen Organisationsstrukturen, Verfahren und Mittel.

Sie ist nur dann erreicht, wenn alle bei der Kalibrierung eines Prüfmittels verwendeten Normale einen eindeutigen Bezug zu nationalen Normalen haben. Dazu müssen die verwendeten Normale entweder direkt mit den nationalen Normalen oder mit ihrerseits rückführbaren Normalen kalibriert und diese Kalibrierungen dokumentiert werden. So entsteht von jedem Prüfmittel ein verfolgbarer "Stammbaum" zum zugehörigen nationalen Normal. Sind nationale Normale nicht verfügbar, können statt dessen auch internationale Normale, physikalische Naturkonstanten oder vorgegebene Prozeduren zur Verkörperung einer Größe verwendet werden. Nur durch die Rückführbarkeit sind eindeutige Messungen möglich, die auch international reproduzierbar bleiben.

Internationales System von physikalischen Einheiten. Die Realisierung der einzelnen Einheiten ist international festgelegt und wird von den dafür zuständigen nationalen Behörden (in Deutschland die Physikalisch-Technische Bundesanstalt) sichergestellt. Durch internationale Vergleichsmessungen wird die Übereinstimmung der Einheiten regelmäßig überprüft.

Vorgabe über die Eigenschaften eines Gerätes durch dessen Hersteller. In der Messtechnik ist vor allem die Angabe der Messbedingungen und der dabei erreichbaren Genauigkeit interessant.

Die Eigenschaft eines Messgerätes, eine konstante Anzeige über einen gewissen Zeitbereich zu erreichen. Durch Alterung von Bauteilen ändern sich die Eigenschaften eines Messgerätes im Laufe der Zeit. Durch Kalibrierungen in festgelegten Zeitabständen (Kalibrierintervall) kann durch einen erneuten Abgleich sichergestellt werden, dass das Gerät trotzdem seine Spezifikationen erfüllt.

siehe Normal.

Geräte mit Netzanschluss werden nach VDE 0701/ 0702 getestet, falls keine gültige VDE-Plakette angebracht ist oder das Gerät geöffnet wurde. So wird die elektrische Sicherheit für den Benutzer gewährleistet. Die elektrische Sicherheitsprüfung entspricht den Anforderungen der BGV A3 und wird inklusive Messergebnis separat dokumentiert.

Bei der statistischen Betrachtung der Messunsicherheiten ergibt sich ein Bereich, in dem der wahre Wert der Messgröße liegt. Die von esz angegebenen Messunsicherheiten beziehen sich dabei auf ein Vertrauensniveau von 95%, d.h. der wahre Wert liegt mit einer Wahrscheinlichkeit von 95% im Bereich der angegebenen Messunsicherheit. Diese Angabe entsteht aus der Annahme einer Normalverteilung der Messwerte, wie dies auch durch die Physikalisch-Technische Bundesanstalt und viele andere europäischen metrologischen Staatsinstitute gehandhabt wird.

Kalibrierung der Prüfmittel direkt am Einsatzort beim Kunden. Dadurch entfällt der Transport der Prüfmittel ins Kalibrierlabor und die damit verbundenen Ausfallzeiten. Bei hochgenauen Messgeräten ist es allerdings oftmals nicht möglich, die benötigen Normale mit ihrer vollen Genauigkeit vor Ort zur Verfügung zu stellen, so dass in diesen Fällen von einer Vor-Ort-Kalibrierung abzuraten ist.

Tatsächlicher Wert einer gemessenen Größe. Die im Messprotokoll angegebenen Werte sind nur eine Schätzung dieses wahren Wertes, die mit einer gewissen Messunsicherheit behaftet ist.

Dieser Wert wird bei der Kalibrierung vor einem Abgleich gemessen. Für die Beurteilung der früher in einem Produktionsprozess gemessenen Werte oder der Stabilität eines Messgerätes können diese Daten für die Qualitätssicherung von Interesse sein.