Genauigkeitsklasse
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Die Genauigkeitsklasse eines Messgerätes gibt die maximal zu erwartende Abweichung eines Messwertes vom wahren Wert der gemessenen Größe an, bedingt durch das Messgerät selbst.
Inhaltsverzeichnis |
[Bearbeiten] Begriffe
[Bearbeiten] Genauigkeitsklasse
In der für die Messtechnik grundlegenden DIN 1319 wird der Begriff Genauigkeitsklasse so beschrieben:
„Die Genauigkeitsklasse ist eine Klasse von Messgeräten, die vorgegebene messtechnische Forderungen erfüllen, so dass Messabweichungen dieser Messgeräte innerhalb festgelegter Grenzen bleiben.“
Normen, die für verschiedene Messgeräte die Einzelheiten festlegen, verwenden den Begriff z. B. für
- Stromwandler,
- direkt wirkende Messgeräte mit Skalenanzeige.
Für Messgeräte mit Ziffernanzeige, wie sie in der digitalen Messtechnik bevorzugt werden, sind derartige Klassen nicht bekannt.
- Siehe hierzu: Messgerätefehler, Digitale Auflösung, Digitalmultimeter
[Bearbeiten] Genauigkeit
In DIN EN 60051 wird die Genauigkeit eines Messgerätes definiert als
- "Grad der Übereinstimmung zwischen angezeigtem und richtigem Wert. Die Genauigkeit ... ist durch die Grenzen der Eigenabweichung und die Grenzen der Einflusseffekte bestimmt."
Die Begriffe werden nachfolgend erklärt.
[Bearbeiten] Klassenzeichen
Messgeräte, die bestimmte Anforderungen an die Genauigkeit erfüllen, können einer Genauigkeitsklasse zugeordnet werden. Diese Klasse wird durch ein Klassenzeichen in Form einer Zahl gekennzeichnet. Ein Zusatz, z. B. ein Kreis, der die Zahl umschließt, kann hinzukommen.
[Bearbeiten] Fehlergrenzen für direkt wirkende Messgeräte mit Skalenanzeige
| DIN EN 60051 | |
|---|---|
| Titel | Direkt wirkende anzeigende elektrische Meßgeräte und ihr Zubehör; Meßgeräte mit Skalenanzeige
|
| Bereich | Messgeräte
|
| Regelt | 60051-1: Definitionen und allgemeine Anforderungen für alle Teile dieser Norm 60051-2: Spezielle Anforderungen für Strom- und Spannungs-Meßgeräte 60051-3, -3/A1: ... für Wirk- und Blindleistungs-Meßgeräte 60051-4: ... für Frequenz-Meßgeräte 60051-5: ... für Phasenverschiebungswinkel-Meßgeräte, Leistungsfaktor-Meßgeräte und Synchronoskope 60051-6: ... für Widerstands- und Leitfähigkeits-Meßgeräte 60051-7: ... für Vielfach-Meßgeräte 60051-8: ... für Zubehör 60051-9, -9/A1, -9/A2: Empfohlene Prüfverfahren |
| Erscheinungsjahr | Deutsche Fassung DIN EN 60051-1: 1999; -2...-9: 1991...96
|
| Anmerkungen | ersetzt: DIN 43780; VDE 0410 Basis: IEC 60051 |
Die hierzu erlassene DIN EN 60051 ist außerordentlich vielfältig, so dass hier nur Grundzüge erläutert werden. Ältere Messgeräte sind noch nach ähnlichen Vorgänger-Vorschriften DIN 43780 oder VDE 0410 Regeln für elektrische Messgeräte gefertigt worden.
Außerdem beschränkt sich diese Aufstellung auf Strom- und Spannungs-Messgeräte in den bevorzugten Ausführungen nach DIN EN 60051-2.
Ein Hersteller, der sein Messgerät durch Angabe eines Klassenzeichens qualifiziert, garantiert die Einhaltung
- der Grenzen der Eigenabweichung (früher des Grundfehlers),
- der Grenzen der Einflusseffekte.
[Bearbeiten] Eigenabweichung
[Bearbeiten] Grenzwert
Wird ein Messgerät unter Referenzbedingungen (denselben Bedingungen wie bei der Justierung) und innerhalb des Messbereiches betrieben, so heißt eine dann auftretende Messabweichung Eigenabweichung. Diese darf die beispielhaft zum Klassenzeichen 1,5 angegeben Werte nicht übersteigen (im Sinne einer Fehlergrenze dem Betrage nach)
- 1,5% des Messbereichsendwertes, wenn der Nullpunkt an einem Ende des Messbereichs liegt,
- 1,5% des Messbereichsendwertes, wenn der mechanische oder der elektrische Nullpunkt außerhalb des Messbereichs liegt
- 1,5% der Summe (ungeachtet des Vorzeichens) der Messbereichsendwerte, wenn der Nullpunkt innerhalb der Skala liegt.
- Bei einem Zusatz zum Klassenzeichen, z. B. Kreis, gilt eine andere Bezugsgröße.
Beisp.: Strommesser mit Messbereich 0 ... 100 mA, linear geteilt, Klassenzeichen 1
- Die Grenze der Eigenabweichung ist G = 1 %
100 mA = 1 mA. Diese Grenze ist eine Konstante über den gesamten Messbereich. - Hinweis: Die relative Fehlergrenze g eines Messwertes hat nur bei 100 mA den Wert g = 1 % , für jeden anderen Messwert ist sie größer. Bei 25 mA beträgt sie bereits 4 %, da der Bezugswert für die relative Fehlergrenze des Messwertes der jeweilige Messwert ist.
[Bearbeiten] Referenzbedingungen
Zur Definition der Eigenabweichung gehört die Festlegung der Einflussgrößen auf Referenzbedingungen (Referenzwert oder Referenzbereich). Im Wesentlichen ist festgelegt:
| Einflussgröße | . | Referenzbedingung | |
| Umgebungstemperatur | 23 °C (früher 20 °C) | 2 K Abweichung erlaubt bei Klassenzeichen 0,5 oder größer, sonst 1 K | |
| Lage | gemäß Beschriftung | 1° Abweichung erlaubt | |
| Magnetisches Fremdfeld | gänzliches Fehlen | Erdfeld erlaubt | |
| Elektrisches Fremdfeld | gänzliches Fehlen | ||
| Frequenz einer Wechselgröße | 45 ... 65 Hz | ||
| Kurvenform einer Wechselgröße | sinusförmig | ||
| Welligkeit einer Gleichgröße | null |
[Bearbeiten] Messbereich
Da die Angaben zum Grenzwert nur im Messbereich gelten, muss der Messbereich erkennbar sein, falls er nicht mit der Skalenlänge übereinstimmt. Es gibt drei Möglichkeiten der Kennzeichnung des Messbereichs auf der Skale:
- Keine Feinteilung außerhalb des Messbereiches,
- Messbereichsgrenze gekennzeichnet durch Punkt,
- verstärkter (breiter gezeichneter) Skalenbogen im Messbereich.
[Bearbeiten] Einflusseffekte
Wird das Messgerät nicht unter Referenzbedingungen betrieben, so können zusätzliche Abweichungen entstehen.
[Bearbeiten] Einzelner Einflusseffekt
Bei einer einzelnen nicht eingehaltenen Einflussgröße darf der von ihr hervorgerufene, zur Eigenabweichung hinzu kommende Einflusseffekt ebenfalls nicht größer sein als der oben mittels des Klassenzeichens festgelegte Grenzwert, allerdings noch versehen mit einem Korrekturfaktor. Dieses gilt allerdings nur in einem Nenngebrauchsbereich.
[Bearbeiten] Nenngebrauchsbereich
Von den möglichen Einflussgrößen und den dazu festgelegten Nenngebrauchsbereichen sollen hier nur drei genannt werden:
| Einflussgröße | . | Grenzen des Nenngebrauchsbereiches | . | Korrekturfaktor |
| Umgebungstemperatur | Referenztemperatur ± 10 °C | 100 % | ||
| Lage | von der Referenzlage aus 5° in jede Richtung | 50 % | ||
| Frequenz | Referenzbereich ± 10 % der jeweiligen Grenze | 100 % |
[Bearbeiten] Mehrere Einflusseffekte
Wenn zwei oder mehr Einflussgrößen von ihrer Referenzbedingung bis zu einem Wert innerhalb den Nenngebrauchsbereiches abweichen, so darf der resultierende Einflusseffekt nicht größer sein als die Summe der zulässigen Einzeleffekte.
Beisp.: Das oben beschriebene Messgerät wird bei 28 °C und um 4° geneigt betrieben.
- Dann ist der Grenzwert der Messabweichung G = 2,5 mA
- (Eigenabweichung + Abweichung durch Temperatureinfluss + Abweichung durch Lageeinfluss).
Beisp.: Das oben beschriebene Messgerät wird bei 28 °C und um 10° geneigt betrieben.
- Keine Garantie zu eingehaltener Messabweichung, da Nenngebrauchsbereich nicht eingehalten wird.
[Bearbeiten] Abweichende Referenzbedingungen und Nenngebrauchsbereiche
Von den oben angegebenen Vorgaben der Norm darf abgewichen werden, wenn die Abweichung durch Beschriftung angegeben wird. Diese wird anhand folgender Beispiele erklärt:
| Beschriftung | . | Referenzwert (-Bereich) | . | Nenngebrauchsbereich |
| 27 °C | 27 °C | 17 ... 37 °C | ||
| 35...50...60 Hz | 50 Hz | 35 ... 60 Hz | ||
| 23...23...37 °C | 23 °C | 23 ... 37 °C | ||
| 35...45...55...60 Hz | 45 ... 55 Hz | 35 ... 60 Hz |
[Bearbeiten] Mit der Klassenzuordnung verbundene Anforderungen
Zu den Klassen werden nicht nur Anforderungen zur Genauigkeit, sondern verschiedene weitere Vorgaben festgeschrieben wie
- Bedingungen, die zu beachten sind, wenn es um die Einhaltung der Grenzen geht,
- Elektrische und mechanische Anforderungen, z. B. Überlastbarkeit, Dämpfung,
- Aufschriften,
- Prüfverfahren zur Feststellung der Einhaltung des genormten Verhaltens.
[Bearbeiten] Siehe auch
Fehlergrenze, Fehlerfortpflanzung, Messgerätefehler, Messunsicherheit
