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Genauigkeitsklasse
Aus Fotonexus.
Die Genauigkeitsklasse eines Messgerätes gibt die maximal zu erwartende Abweichung eines Messwertes vom wahren Wert der gemessenen Größe an, bedingt durch das Messgerät selbst.
Normen verwenden den Begriff z. B. für Stromwandler oder direkt wirkende Messgeräte mit Skalenanzeige. Für Messgeräte mit Ziffernanzeige, sind derartige Klassen nicht bekannt. siehe Hauptartikel: Messgerätefehler, Digitale Auflösung, Digitalmultimeter
Inhaltsverzeichnis |
Begriffe
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.“
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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.“
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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. Im Bild oben ist das 2,5. Ein Zusatz, z. B. ein Kreis, der die Zahl umschließt, kann hinzukommen.
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 </BR>60051-2: Spezielle Anforderungen für Strom- und Spannungs-Meßgeräte </BR>60051-3, -3/A1: ... für Wirk- und Blindleistungs-Meßgeräte </BR>60051-4: ... für Frequenz-Meßgeräte </BR>60051-5: ... für Phasenverschiebungswinkel-Meßgeräte, Leistungsfaktor-Meßgeräte und Synchronoskope </BR>60051-6: ... für Widerstands- und Leitfähigkeits-Meßgeräte </BR>60051-7: ... für Vielfach-Meßgeräte </BR>60051-8: ... für Zubehör </BR>60051-9, -9/A1, -9/A2: Empfohlene Prüfverfahren |
| Erscheinungsjahr | Deutsche Fassung DIN EN 60051-1: 1999;</BR>-2…-9: 1991…96 |
| Anmerkungen | ersetzt: DIN 43780; VDE 0410</BR>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.
Eigenabweichung
Wird ein Messgerät unter Referenzbedingungen (denselben Bedingungen wie bei der Justierung) und innerhalb des Messbereiches betrieben, so heißt eine dann auftretende Messabweichung Eigenabweichung.
Grenzwert
Diese Eigenabweichung darf die beispielhaft zum Klassenzeichen 2,5 angegeben Werte nicht übersteigen (im Sinne einer Fehlergrenze dem Betrage nach)
- 2,5 % des Messbereichsendwertes, wenn der Nullpunkt an einem Ende oder außerhalb des Messbereichs liegt,
- 2,5 % 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.
Beispiel: Strommesser mit Messbereich 0 … 100 mA, linear geteilt, Klassenzeichen 1
- Die Grenze der Eigenabweichung ist Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): G
= 1 % Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): \cdot 100 mA = 1 mA. Diese Grenze ist eine Konstante über den gesamten Messbereich.
- Hinweis: Die relative Fehlergrenze Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): g
eines Messwertes hat nur bei 100 mA den Wert Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): 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.
Referenzbedingungen
Zur Definition der Eigenabweichung gehört die Festlegung der Referenzbedingungen (Referenzwert oder -bereich). Im Wesentlichen ist festgelegt:
| Einflussgröße | Referenzbedingung | Toleranz |
|---|---|---|
| Umgebungstemperatur | 23 °C (früher 20 °C) | ± 2 K bei Klassenzeichen 0,5 oder größer, sonst ± 1 K |
| Lage | gemäß Beschriftung | ± 1° |
| Magnetisches Fremdfeld | gänzliches Fehlen | Erdfeld erlaubt |
| Elektrisches Fremdfeld | gänzliches Fehlen | |
| Frequenz einer Wechselgröße | 45 … 65 Hz | |
| Kurvenform einer Wechselgröße | sinusförmig | |
| Welligkeit einer Gleichgröße | null |
Von den oben angegebenen Vorgaben der Norm darf abgewichen werden, wenn die Abweichung durch Beschriftung angegeben wird. zum Beispiel:
| Beschriftung | Referenzbedingung | 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 |
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.
Einflusseffekte
Wird das Messgerät nicht unter Referenzbedingungen betrieben, so können zusätzlich zur Eigenabweichung weitere Abweichungen entstehen.
Einzelner Einflusseffekt
Bei einer einzelnen nicht eingehaltenen Einflussgröße darf der von ihr hervorgerufene, 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 bestimmten Nenngebrauchsbereich:
| 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 % |
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.
Beispiel: Das oben beschriebene Messgerät wird bei 28 °C und um 4° geneigt betrieben.
- Dann ist der Grenzwert der Messabweichung Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): G
= (1 + 1 + 0,5) mA = 2,5 mA
- (Eigenabweichung + Abweichung durch Temperatureinfluss + Abweichung durch Lageeinfluss).
Beispiel: Das oben beschriebene Messgerät wird bei 28 °C und um 10° geneigt betrieben.
- Keine Garantie zu eingehaltener Messabweichung, da der Nenngebrauchsbereich nicht eingehalten wird.
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.
Geschichte
Nach der bis August 1976 geltenden Vorschrift VDE 0410 Regeln für elektrische Meßgeräte wurden diese Geräte in folgende Gruppen eingeteilt:
- Feinmessgeräte mit den Klassen 0,1 – 0,2 – 0,5
- Betriebsmessgeräte mit den Klassen 1 – 1,5 – 2,5 – 5
Siehe auch
Fehlergrenze, Fehlerfortpflanzung, Messgerätefehler, Messunsicherheit
Literatur
- Stock: Elektrische Messtechnik. FH Kiel. (PDF, 23.Juni 2006)
- Hans-R. Langner: Grundlagen der elektrischen Messtechnik. Skript TFH Berlin. (PDF, 23.Juni 2006)
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