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Messtechnik

Aufgabe der Messtechnik ist die experimentelle Bestimmung quantitativ erfassbarer Größen in Technik und Wissenschaft, wie z.B. Kräfte, Massen und Drücke. Ziel der Messtechnik ist es, diese Größen so genau wie möglich zu erfassen, dies bedeutet die korrekte Anwendung bzw. Entwicklung von Technik und Methoden, um Messfehler auf ein Minimum zu reduzieren. Die durch die Prüf- und Messtechnik gewonnenen Erkenntnisse können dazu dienen, die Entwicklung, Konstruktion und Fertigung von Bauteilen zu optimieren, sowie Eigenschaften, Qualität, Funktion und Zuverlässigkeit von technischen Produkten zu beurteilen. Bei den Geräten der Messtechnik ist es wichtig, möglichst schnell ein präzises und reproduzierbares Ergebnis zu ermitteln.

Im Alltag werden in der Messtechnik die Begriffe ,Messen' und ,Prüfen' oft synonym verwendet. Tatsächlich unterscheiden sich beide Begriffe wie folgt: Unter ,Messen' werden Tätigkeiten zum quantitativen Vergleich einer physikalischen Größe (Messgröße) mit einer Einheit verstanden. Der Messwert setzt sich aus Zahlenwert und Einheit der Messgröße zusammen. (Beispiel: Messwert 1 ist größer als Messwert 2). ,Prüfen' hingegen beschäftigt sich zusätzlich mit der Beurteilung der Messwerte gegenüber vorgegebenen Werten, beispielweise ob ein Messwert innerhalb der vorgegebenen Toleranz liegt und so das gewünschte Merkmal erfüllt, oder nicht.

Allgemeine und grundlegende Regelungen für die Durchführung von Messaufgaben in der Messtechnik werden unter dem Begriff ,Messmethoden' zusammengefasst. Dazu zählen:

Direkte Methoden, d.h. die Messgröße (z.B. Länge) entspricht der gesuchten Größe (auch Länge). Indirekte Methoden, d.h. die Messgröße ist ungleich der gesuchten Größe. Sie wird über einen Umweg ermittelt. Ein Beispiel ist die Messung der Dehnung eines Bauteils mittels Aufkleben eines Dehnungsmessstreifens direkt auf dem Bauteil. Wird das Bauteil gedehnt, werden die im Dehungsmesstreifen enthaltenen kleinen Drähte gelängt, sowie deren Querschnitt verringert. Über die dadurch erzielte Widerstandsänderung des Drahtes lässt sich auf die Dehnung des Bauteils schließen. Aufgrund komplexer Messaufgaben werden heutzutage vorwiegend indirekte Methoden der Messtechnik verwendet. Zudem muss in analoge und digitale Messmethoden unterschieden werden.

Bevor eine Messung durchgeführt wird, muss bekannt sein, welche Messgröße erfasst werden soll. Mögliche messtechnische Größen sind Zeit, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Entfernung, Temperatur, Drehzahl, Druck, elektrischen Größen, Feuchtigkeit, Gase, Kraft, Oberflächen, Schwingungen, Strahlen, uvm. Dementsprechend wird ein geeignetes Messverfahren ausgewählt, wie beispielsweise optoelektrische, optische oder mechanische Verfahren. Zudem muss deren Beherrschung sichergestellt sein.

Für die Durchführung der Messung wird ein Messsystem benötigt. Dieses besteht aus allen Komponenten, die zum Messergebnis beitragen. Dazu gehören Messgeräte, das Messverfahren, der Mensch, der Messraum und das Messobjekt. Die grundlegende Struktur des Systems wird von der Messkette gebildet (Messglieder, Hilfsgeräte). Deren Aufgabe ist das Messen und Aufbereiten der Messgröße mittels geeigneten Sensoren und Signalwandlern, so dass der Messwert ausgegeben und gespeichert werden kann.

Zur Messtechnik gehört schließlich die Auswertung der Messung. Dabei sind stochastische (zufällige) und systematische Messabweichungen zu beachten. Ein Messergebnis ist stets mit einer gewissen Messunsicherheit behaftet. Damit die Messunsicherheit möglichst gering bleibt, müssen Messgeräte regelmäßig überprüft werden. Dazu zählen die Justierung und die Kalibrierung. Desweiteren sollte der Stichprobenumfang an die Messaufgabe angepasst werden.

Grundlegende Norm für die Messtechnik in Deutschland ist die DIN 1319.

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