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Messwert
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Ein Messwert ist der Wert einer Messgröße, der von einem Messgerät oder einer Messeinrichtung geliefert wird.
Inhaltsverzeichnis |
Gewinnung eines Messwertes
Der Messwert wird für eine quantitative Aussage über eine Messgröße bestimmt, das ist diejenige physikalische Größe, der die Messung gilt (DIN 1319). Der spezielle Wert der Messgröße wird durch das Produkt aus Zahlenwert und Einheit ausgedrückt (auch DIN 1313).
Der Messwert wird bei direkter Ausgabe des Messgerätes oder der Messeinrichtung geliefert
- bei analogen Messverfahren vorzugsweise durch eine Skalenanzeige; aus einem Kontinuum von (reellen) Werten wird ein Zahlenwert abgelesen, der zusammen mit der auf der Skale anzugebenden Einheit den Messwert liefert,
- bei digitalen Messverfahren vorzugsweise durch eine Ziffernanzeige; aus einem Wertevorrat ganzer Zahlen wird eine Zahl (z. B. Zählerstand) verwendet, die zusammen mit der kleinsten Schrittweite den Messwert liefert. Z. B.bei der Zeitmessung kann gelten: 1 Ziffernschritt Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): \hat =
0,1 ms.
Angabe eines Messwertes
Einheit
Einheiten, gelegentlich Maßeinheiten genannt, sind international vereinbarte, national gesetzlich festgelegte und in DIN 1301 in die Normung aufgenommene Werte von physikalischen Größen mit dem Zweck, dass alle anderen Werte dieser Größe als Vielfaches der Einheit anzugeben sind.
- Gute Darstellung hierzu siehe auch Physikalische Größe
Zahlenwert
Nach DIN 1301 sollen Zahlenwerte zwischen 0,1 und 1000 liegen. An Stelle größerer oder kleinerer Werte sollen Vorsätze für Maßeinheiten verwendet werden, die ebenfalls in der Norm aufgelistet sind.
Beispiele
| Statt | soll geschrieben werden | |
| 20 000 m oder 2⋅ 104 m | Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): \Rightarrow | 20 km |
| 0,002 m oder 2⋅ 10-3 m | Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): \Rightarrow | 2 mm |
| 2,2⋅ 10-10 F | Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): \Rightarrow | 0,22 nF oder 220 pF |
Dabei soll die höchstwertige Stelle, die von Fehlergrenze oder Messunsicherheit (siehe unten) betroffen ist, die Einerstelle oder eine Nachkommastelle sein (DIN 1333).
Beispiel
| Statt | soll geschrieben werden | |
| (220 ± 20) pF | Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): \Rightarrow | (0,22 ± 0,02) nF |
| (220 ± 2) V | Parser-Fehler (Das temporäre Verzeichnis für mathematische Formeln kann nicht angelegt oder beschrieben werden.): \Rightarrow | (keine Änderung angebracht) |
Qualität eines Messwertes
Messwerte sind immer fehlerbehaftet. DIN 1319 unterscheidet zwischen zufälligen und systematischen Fehlern.
- In erster Linie wird es sich um einen Messgerätefehler handeln, also einen Fehler, der allein durch das Messgerät verursacht wird. Er ist überwiegend systematischer Natur. Bei bekannter Fehlergrenze (z. B. aufgrund eines Klassenzeichens) wird man diese zusammen mit dem Messwert angeben.
- Zufällige Fehler, die in der Versuchsanordnung und den Messapparaturen enthalten sind (beispielsweise Rauschen in Verstärkern), können in ihrem Einfluss verringert werden durch wiederholte Messung und Fehlerrechnung. Man verwendet statt eines Einzelmesswertes den Mittelwert. Dessen Unsicherheit lässt sich ebenfalls ausrechnen und ist anzugeben.
- Systematische Fehler, die in der Versuchsanordnung und den Messapparaturen enthalten sind, müssen aus dem Messwert herausgerechnet werden, sofern sie – wenn auch schwierig – angebbar sind. Solche Fehler sind beispielsweise falsche Justierung (sofern nicht in der Fehlergrenze enthalten), die Veränderung des Messwertes durch Rückwirkung des Messgerätes auf den Versuchsaufbau (Spannungsmesser mit zu geringem Innenwiderstand im Verhältnis zur Quell-Impedanz) oder ein ungeeigneter Versuchsaufbau. Da diese Fehler herauszurechnen sind, erscheinen sie nicht als Qualitätsmerkmal.
- Nicht bekannte, nur abschätzbare systematische Fehler führen zu einer weiteren Komponente der Messunsicherheit, die anzugeben ist.
So ist eine Messung, die die Fallbeschleunigung zu (9,8 ± 1,0) m/s² bestimmt, recht ungenau, da aus der Messung lediglich geschlossen werden kann, dass der "wahre Wert" mit einer gewissen statistischen Sicherheit im Bereich von 8,8 m/s² bis 10,8 m/s² liegt. Der wahre Wert ist dabei aber unbekannt. Die Tatsache, dass der Wert 9,8 m/s² mit dem Wert aus der Literatur erstaunlich gut übereinstimmt, ist aus dem angegebenen Ergebnis nicht erkennbar. (Wenn man den Wert aus der Literatur kennt, wäre die Messung ja auch überflüssig.)
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