Praktikum Elektrotechnik

Messgeräteabweichung 17
z. B. Energiezähler (sogenannte Kilowattstunden-Zähler) mit Ziffernrollen; diese haben auf der
niederwertigsten Stelle eine kontinuierliche durchlaufende Ziffernrolle, versehen mit einer kleinen Strichskale;
sie sind in Blick auf ihre Abweichungen zu behandeln wie Geräte mit Skalenanzeige,
• digital arbeitende Messgeräte mit Skalenanzeige,
z. B. Bahnhofsuhren, die überwiegend keinen Sekundenzeiger enthalten; diese sind in Blick auf ihre
Abweichungen zu behandeln wie Geräte mit Ziffernanzeige (wegen Ankopplung dieser Uhren an die
Zeitreferenz reduziert auf die Quantisierungsabweichung; siehe auch Digitale Messtechnik).
Geräteabweichungen anzeigender Messgeräte
Gemeinsames
Trägt man das Ausgangssignal (abgelesener Wert) als Funktion des Eingangssignals (Messgröße) in einem
rechtwinkligen, linear geteilten Koordinatensystem auf, so erhält man die Kennlinie, die als linear angestrebt wird
(bei Digital-Geräten linear, wenn man nur die linken (oder rechten) Ecken der gestuften Kennlinie verbindet). Bei
der Kennlinie sind drei Abweichungen möglich:
1. Verschiebung der Näherungsgeraden: Anfangspunktabweichung (häufig Nullpunktsabweichung),
2. Verdrehung der Näherungsgeraden: Steigungsabweichung oder Empfindlichkeitsabweichung,
3. Abweichung von der Näherungsgeraden: Linearitätsabweichung.
Die Messabweichungen werden im Rahmen der Herstellung durch Justierung möglichst klein gemacht; durch
Unvollkommenheit der Konstruktion, der Fertigung und der Justierung werden sie aber nicht null.
Im praktischen Einsatz unterliegt ein Messgerät verschiedenen Umwelteinflüssen, die weitere Messabweichungen
hervorrufen, z. B. wenn es bei einer anderen Temperatur betrieben wird als bei der Justierung.
Messgeräte mit Skalenanzeige
Für diese Geräte ist in der Regel ein Einsteller für den Nullpunkt frei zugänglich, so dass die Nullpunktsabweichung
vermeidbar ist. Für die Messabweichung aus den übrigen Gründen wird eine zusammenfassende Aussage gemacht
durch die Angabe eines Klassenzeichens. Dieses beschreibt
1. den Betrag der maximalen Eigenabweichung, also der Messabweichung bei Betrieb unter denselben Bedingungen
wie bei der Justierung, den sogenannten Referenzbedingungen,
2. den Betrag der maximalen Einflusseffekte, also der zusätzlich auftretenden Messabweichungen, wenn das Gerät
nicht unter Referenzbedingungen betrieben wird, aber wenigstens noch in einer zulässigen Nähe zur jeweiligen
Referenzbedingung, im Nenngebrauchsbereich.
Auf Beispiele unter dem Stichwort Genauigkeitsklasse wird verwiesen.
Messgeräte mit Ziffernanzeige
Der Nullpunkt ist innerhalb der Breite einer Stufe der Kennlinie nicht justierbar (Nullpunktsabweichung). Bei der
Ablesung eines Messwertes kommt eine weitere Messabweichung, die Quantisierungsabweichung - ebenfalls bis zur
Breite einer Stufe -, hinzu; beide ergeben zusammen die Fehlergrenze von ± 1 Ziffernschritt (auf der
niederwertigsten Stelle) oder ± 1 Digit. Bei manchen Messaufgaben, z. B. bei Wechselstrommessungen, kann diese
Fehlergrenze größer sein. Sie gilt im ganzen Messbereich und wird vielfach umgerechnet in Prozent vom Endwert
(v.E.) angegeben.
Die nächste Abweichung kommt von der Steigung der angenäherten Kennlinie her. Der Grenzwert dieser
Empfindlichkeitsabweichung wird in Prozent vom Messwert (v.M.) bzw. von der Anzeige (v.A.) angegeben. Die
dritte oben genannte Abweichung, durch die Nichtlinearität des Analog-Digital-Umsetzers (ADU), liegt häufig so
weit unter 1 Ziffernschritt, dass sie keiner Beachtung bedarf. Die Gesamt-Fehlergrenze setzt sich also aus zwei