Der Einstieg in die Messunsicherheitsanalyse

Die Messunsicherheitsanalyse kann ein komplexer Prozess sein. Dieser Leitfaden bietet eine unkomplizierte Vorgehensweise zur Ermittlung der Messunsicherheit. Die Messunsicherheitsanalyse ist für die Kalibrierung unerlässlich, um die Genauigkeit von Messgeräten zu klären. Sie hilft, die Leistungsfähigkeit von Komponenten oder Systemen, die ein Messgerät prüft, nachzuvollziehen.

Dieser Artikel beleuchtet den Zusammenhang zwischen Messunsicherheitsanalyse und Kalibrierung, ihre Bedeutung in einem robusten Kalibrierprozess und die Implementierung eines effektiven Prozesses zur Ermittlung der Messunsicherheit für Ihre Kalibrierdienstleistungen.

Was ist Messunsicherheitsanalyse?

Die Messunsicherheitsanalyse ist der Prozess zur Bewertung der Messunsicherheit, die den Grad der Ungewissheit bezüglich eines Messergebnisses quantifiziert. Im Rahmen einer Messunsicherheitsanalyse beurteilen Sie den Einfluss verschiedener Fehlerquellen auf die Genauigkeit eines spezifischen Messergebnisses. Durch die Identifizierung und Quantifizierung dieser potenziellen Fehler kann die erweiterte Messunsicherheit abgeschätzt werden, welche als Bereich angegeben wird. Der wahre Messwert liegt innerhalb dieses abgeschätzten Bereichs.

Die Messunsicherheitsanalyse ist für Fachkräfte unerlässlich, die auf präzise Messungen angewiesen sind, um zuverlässige Produkte und Dienstleistungen zu liefern. Dazu gehören Fachkräfte, die Experimente durchführen, Produkte entwickeln und Qualitätskontrollprüfungen in zahlreichen Branchen vornehmen, wie zum Beispiel:

• Pharmazeutische Industrie
• Energiewirtschaft
• Automobilindustrie
• Luft- und Raumfahrt
• Forschung und Entwicklung
• Fertigung

Diese Analyse hilft Fachkräften in diesen Bereichen zu überprüfen, ob ihre spezialisierten Messgeräte und Prozesse korrekt funktionieren und genaue Ergebnisse liefern.

Welche Bedeutung hat die Messunsicherheitsanalyse für den Kalibrierprozess?

Die Messunsicherheitsanalyse ist für den Kalibrierprozess von entscheidender Bedeutung, da sie wesentlich ist, um die Genauigkeit eines Messgeräts zu verstehen und zu beurteilen, ob eine weitere Kalibrierung erforderlich ist. Viele Qualitätsstandards in der Messtechnik, wie z. B. ISO/IEC 17025, schreiben vor, dass Kalibrierlaboratorien die Messunsicherheit eines Geräts gegenüber ihren Kunden ausweisen, um die Einhaltung der Vorgaben sicherzustellen.

Darüber hinaus hilft die Durchführung und Berichterstattung der Messunsicherheit den Anwendern zu verstehen, ob ein Messgerät innerhalb der Toleranzgrenzen arbeitet. Die Kenntnis der Position eines Instruments innerhalb seines Toleranzbereichs ist entscheidend für die Beurteilung der Kalibriergenauigkeit. Diese Genauigkeit wird als Prozentwert angegeben, der angibt, wie eng Prüfergebnisse mit einem Standardwert übereinstimmen; ein Prozentwert näher an Null bedeutet eine höhere Kalibriergenauigkeit. Typischerweise streben Kalibrierlaboratorien ein Messunsicherheitsverhältnis (TUR) von 4:1 für Kalibrierungen an. Dies bedeutet, dass das für die Kalibrierung verwendete Normal viermal genauer sein sollte als das Prüfobjekt (DUT).

Nach Abschluss einer Messunsicherheitsanalyse und der Kalibrierung eines Instruments können Sie dessen Präzision und Genauigkeit überprüfen, indem Sie sicherstellen, dass es konsistent Ergebnisse innerhalb festgelegter Fehlergrenzen liefert. Diese Überprüfung ist unerlässlich für die Rückführbarkeit und ermöglicht es, Messergebnisse auf einen Industriestandard zurückzuführen.

Berücksichtigung der Messunsicherheitsanalyse bei der Einrichtung eines Kalibrierlabors

Sobald in Ihrem Labor ein effektives Verfahren zur Messunsicherheitsanalyse etabliert ist, können Sie Ihren Kunden zuverlässige messtechnische Dienstleistungen anbieten. Befolgen Sie dazu die folgenden Schritte:

• Festlegung des Leistungsumfangs

  Unabhängig davon, ob Sie ein stationäres oder mobiles Kalibrierlabor betreiben, besteht der erste Schritt bei der Durchführung von Messunsicherheitsanalysen in der Festlegung Ihres Leistungsumfangs. Berücksichtigen Sie die Branchen, die Sie bedienen werden, die für diese Branchen am relevantesten Messgerätefamilien und deren spezifische Kalibrieranforderungen. Dies ermöglicht es Ihnen, Ihren Prozess an die Kundenanforderungen anzupassen. Beispiele für Messgerätefamilien, die möglicherweise kalibriert werden müssen, sind:

  • Elektrische Größen
  • Hochfrequenz (HF)
  • Feuchte
  • Druck
  • Temperatur
  • Durchfluss

• Ermittlung von Kalibrierstandards und Zertifizierungen

  Anschließend recherchieren Sie die für die Branchen Ihrer Kunden relevanten Kalibrierstandards. Um beim Beispiel der pharmazeutischen Hersteller zu bleiben: Aufgrund der Vielfalt der von ihnen verwendeten Systeme und Messgeräte wird Ihr Labor Normale für Feuchte, Druck, Durchfluss und elektrische Größen benötigen.

  • Elektrische Größen: Spannungsreferenznormale, Stromreferenznormale, Kelvin-Varley-Spannungsteiler, Wechselstrom-(AC)-Messnormale, Wechselstrom-/Gleichstrom-(AC/DC)-Transfernormale und Frequenznormale.
  • Hochfrequenz (HF): Referenzquellen mit geringem Phasenrauschen.
  • Feuchte: Feuchtegeneratoren und Thermo-Hygrometer.
  • Druck: Kolbenmanometer, Druckwaagen, Druckmessgeräte und Vergleichsprüfpumpen.
  • Temperatur: Kalibrierbäder, Tisch-Temperaturregler, Thermometer-Anzeigegeräte, Thermo-Hygrometer und Temperaturscanner.
  • Durchfluss: Gravimetrische Massendurchflusssysteme und Gasdurchflussnormale.

• Überprüfung der Schritte für eine ordnungsgemäße Messunsicherheitsanalyse

  Obwohl die Berechnung der Messunsicherheit eines Geräts komplex sein kann, muss sie nicht übermäßig kompliziert sein. Um robuste Laborprozesse zu etablieren, stellen Sie sicher, dass Sie die korrekten Schritte für die Messunsicherheitsanalyse gründlich verstehen:

  • Identifizieren und eliminieren Sie externe Unsicherheitsquellen (z. B. Umwelteinflüsse, Geräteeinschränkungen).
  • Schätzen Sie Standardunsicherheiten ab, ein Sammelbegriff für Typ-A-Unsicherheiten (quantitative Messungen aus wiederholbaren Prüfungen) und Typ-B-Unsicherheiten (alle anderen Unsicherheiten, die nicht Typ A sind).
  • Bestimmen Sie die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Standardunsicherheiten (typischerweise eine Normal- oder Rechteckverteilung).
  • Wandeln Sie die Standardunsicherheiten in Standardabweichungen um.
  • Kombinieren Sie die Unsicherheiten mithilfe der Quadratwurzel aus der Summe der Quadrate.
  • Berechnen Sie die erweiterte Messunsicherheit unter Verwendung eines k-Faktors.

• Einsatz der richtigen Werkzeuge und Software

  Sobald Sie ein Normal ausgewählt haben, ist es an der Zeit, die notwendigen Messmittel für Ihr Labor zu beschaffen. Sie benötigen geeignete Kalibratoren, Software und Zubehör, um Messunsicherheitsanalysen durchzuführen und die Geräte Ihrer Kunden präzise zu kalibrieren. Ein anerkannter Anbieter von Kalibriergeräten, wie z. B. Fluke Calibration, kann die präzisen, vorzertifizierten Messgeräte liefern, die für Ihr Labor erforderlich sind.