In diesem Kurstext stellen wir dir als angehenden Ingenieur/Techniker die Messfehler vor. Seitdem Werte gemessen werden, treten selbstverständlich auch hin und wieder Fehler auf.
Für ein optimales Verständnis helfen dir drei ausführliche Videoclips und zwei anschauliche Rechenbeispiele zu dem Thema. Mehr zu diesem Thema und der Elektrotechnik findest du im Kurs: ET3-Netzwerkberechnung
Messfehler – Definition
„Ein Messfehler ist die Differenz zwischen dem durch Messen gewonnenen Wert und dem richtigen Wert einer Messgröße.“
Nimmst du als Ingenieur/Techniker die Messung einer elektrischen Größe mit einem analogen oder digitalen Messgerät vor, so hängt die Messgenauigkeit immer davon ab, ob das Messgerät exakt misst.
Messfehler – Grundlagen
Die Genauigkeit eines Messgeräts ist selbstverständlich begrenzt. Wenn man es ganz genau nimmt, ist somit eine Messung eigentlich immer fehlerbehaftet.
Im Alltag spielt diese minimale Ungenauigkeit jedoch keine Rolle. In der Forschung hingegen sieht der Sachverhalt anders aus.
Gehen wir nun davon aus, dass das dir zur Verfügung stehende Messgerät genügt. Dennoch können Fehler anderer Natur bei Messungen auftreten. Wir unterscheiden verschiedene Formen von Fehler im Rahmen einer Messung.
Arten und Ursache von Messfehlern
Nachdem wir über Fehler in Messungen allgemein gesprochen haben folgt nun eine Unterscheidung der wichtigsten Fehler.
Wir unterscheiden:
- Zufällige Messfehler
- Systematische Messfehler
- Falsche Messmethode
- Dynamische Messfehler
- Grobe Messfehler
Zufällige Messfehler
Ein zufälliger Fehler tritt wie es der Name bereits verrät, unerwartet auf und lässt sich im Normalfall auch nicht mehr reproduzieren. Dabei kann es sich um einen generellen Fehler ohne Messergebnis handeln oder eine Abweichung tritt auf.
Systematische Messfehler
Ein systematischer Fehler kann sich im schlimmsten Fall durch eine ganze Messreihe ziehen. Hier wurden Vorfeld
- das Messverfahren,
oder
- das Messsystem,
sowie
- die Parameter inkl. Vergleichsgrößen
aber auch
- die Messumgebung
falsch gewählt.
Beispielsweise kann die Messung im Bereich eines Magnetfeldes zu einer mehrprozentigen Abweichung vom realen Messwert führen.
Hier ein Blick von der ISS auf die Erde. Dabei zu sehen sind Nordlichter, Aurora Borealis, die man auch gut der Erde aus sehen kann. Diese treten aufgrund des schwächeren Magnetfeldes an den Polen auf.
Wahl der falschen Messmethode
Die Wahl der falschen Messmethode kann den systematischen Messfehlern zugeordnet werden.
Wenn die Ausgabe von unterschiedlichen Messergebnissen bei unveränderten Umgebungsparametern führt, ist dies Beleg für die Wahl der falschen Messmethode ist.
Dynamische Messfehler
Die Ursache für einen dynamischen Fehler findet man im Bereich der Energieumwandlung. Die Umwandlung von elektrischer Energie ist immer von Umwandlungsverlusten begleitet. Auch die Ergebnisse bei Messungen von Widerständen schwanken mit der dynamischen Umgebungstemperatur erheblich.
Grobe Messfehler
Grobe Fehler lassen sich besonders einfach ermitteln. Sie erscheinen in einer Messreihe meistens als starke Abweichungen und können oft aus der Auswertung herausgerechnet werden. Die Ursache liegt in unerwarteten Umgebungseinflüssen oder einfach nur Defekten am Gerät.
Fazit:
Wie du siehst, können dir als Ingenieur/Techniker eine Vielzahl von Fehlern bei Messungen unterlaufen, die du oft nicht vermeiden kannst. Daher ist es umso wichtiger deine Messergebnisse auf Substanz zu überprüfen und somit eventuelle Fehler sichtbar zu machen.
Nachdem wir uns nun ausreichend mit Messungen und Messfehlern auseinandergesetzt haben, werden wir dir im nächsten Kurstext die Grundbeziehungen von Energie und Leistung erklären. Dies Beziehungen benötigst du für zukünftige Berechnungen.
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