Messunsicherheit

Die grundlegenden Ideen hinter jeder Messung: measurand, error, uncertainty, accuracy, precision und das Modell, das sie verbindet.

• Absolute scale
  Eine Messskala, bei der der Nullpunkt das vollständige Fehlen der gemessenen Größe darstellt.
• Accuracyauch measurement accuracy
  Wie nahe ein Messwert dem wahren Wert kommt, ein qualitatives Konzept und keine anzugebende Zahl.
• Biasauch measurement bias
  Der geschätzte systematische Offset eines Messsystems: sein mittlerer Messwert minus dem Referenzwert.
• Correction
  Der Betrag, der zu einem rohen Messwert addiert wird, um einen bekannten, wiederholbaren Fehler auszugleichen, gleich diesem Fehler mit umgekehrtem Vorzeichen.
• Definitional uncertainty
  Unsicherheit, die existiert, weil der Measurand selbst nicht präzise genug definiert ist, um einen einzigen Wert zu haben.
• EFB
  Eine elektrostatische Kraftwaage zur Massenbestimmung durch den Ausgleich von Gravitations- und elektrischer Kraft.
• Errorauch measurement error
  Die vorzeichenbehaftete Differenz zwischen einem Messwert und dem Referenzwert der gemessenen Größe.
• GUMauch the Guide, JCGM 100
  Leitfaden zur Angabe der Unsicherheit im Messen, die zentrale Referenzmethode zur Ermittlung der Messunsicherheit.
• Influence quantityauch influence factor
  Eine Bedingung, die nicht die gemessene Größe selbst ist, aber dennoch den Messwert verändert, wie Temperatur oder Feuchtigkeit.
• Measurand
  Die genaue Messgröße, auf die eine Messung abzielt, so präzise festgelegt, dass jeder dasselbe misst.
• Measurement modelauch model equation, model function
  Die Gleichung, die die von Ihnen angegebene Ausgangsgröße mit allen Eingangsgrößen verknüpft, die in sie einfließen.
• Measurement resultauch result of measurement
  Der angegebene Wert eines Measurand zusammen mit seiner Unsicherheit, das vollständige Ergebnis statt nur einer Zahl.
• Precision
  Wie gut wiederholte Messungen desselben Objekts untereinander übereinstimmen, ohne Bezug darauf, ob sie richtig sind.
• Quantity
  Eine messbare Eigenschaft eines Phänomens, Körpers oder Stoffes.
• Random errorauch random effect
  Fehlerkomponente, die Messwerte ohne Muster nach oben und unten streuen lässt, sodass keine zwei wiederholten Messungen exakt übereinstimmen.
• Roundness
  Das Maß dafür, wie genau der Querschnitt eines zylindrischen oder sphärischen Teils einem perfekten Kreis entspricht.
• SIauch International System of Units
  Internationales Einheitensystem, der kohärente Satz von sieben Basiseinheiten, auf dem jede rückführbare Messung beruht.
• Systematic errorauch systematic effect
  Fehlerkomponente, die jede wiederholte Messung in dieselbe Richtung verschiebt oder einem Muster folgt, das vorhersehbar und korrigierbar ist.
• True value
  Der idealisierte exakte Wert eines Measurand, den keine reale Messung mit Sicherheit bestimmen kann.
• Trueness
  Wo der langfristige Mittelwert einer Methode im Verhältnis zu einem Referenzwert liegt. Ein kleiner Bias bedeutet eine gute Trueness.
• Uncertaintyauch measurement uncertainty, MU
  Eine Zahl, die angibt, wie viel Zweifel an einem Messwert besteht, als Standardabweichung oder als angegebenes Intervall.

Wie einzelne Unsicherheitskomponenten bewertet, kombiniert, fortgepflanzt und zu der Zahl auf dem Zertifikat erweitert werden.

• Combined standard uncertaintyauch combined uncertainty, u_c
  Die gesamte Standardunsicherheit eines Ergebnisses, ermittelt durch die Kombination aller Eingangsunsicherheiten über das Messmodell.
• Coverage factorauch k, k-factor
  Der Multiplikator, der auf die combined standard uncertainty angewendet wird, um die expanded uncertainty zu erhalten, üblicherweise k = 2.
• Coverage interval
  Das Intervall um ein Ergebnis, das die plausiblen Werte der Messgröße mit einer angegebenen Wahrscheinlichkeit enthält.
• Coverage probabilityauch level of confidence, confidence level
  Die Wahrscheinlichkeit, dass das coverage interval den Wert der Messgröße enthält, meist mit 95 Prozent angegeben.
• Deviation
  Die numerische Differenz zwischen einem Messwert und einem Referenzwert.
• Expanded uncertaintyauch U, U95
  Die combined standard uncertainty multipliziert mit einem Erweiterungsfaktor, um ein Intervall mit einer angegebenen Überdeckungswahrscheinlichkeit zu erhalten.
• Law of propagation of uncertaintyauch LPU, uncertainty propagation
  Die Formel erster Ordnung, die die Standardunsicherheiten der Eingangsgrößen, gewichtet mit den Empfindlichkeitskoeffizienten, zur Ausgangsunsicherheit kombiniert.
• Monte Carlo methodauch MCM, Monte Carlo simulation
  Fortpflanzung von Unsicherheiten durch vieltausendfaches zufälliges Ziehen von Stichproben aus den Eingangsverteilungen über das Messmodell.
• Response time
  Die Zeit, die ein Instrument benötigt, um auf eine plötzliche Änderung der Messgröße zu reagieren.
• RSSauch root sum square, quadrature sum
  Quadratische Summe (Root sum of squares), bei der unabhängige Unsicherheitsbeiträge durch Quadrieren, Addieren und Ziehen der Quadratwurzel kombiniert werden.
• Sensitivity coefficientauch c_i
  Der Faktor, der die Unsicherheit einer Eingangsgröße in deren Auswirkung auf die Ausgangsgröße umrechnet, die partielle Ableitung des Modells.
• Standard uncertaintyauch standard measurement uncertainty, u
  Als eine Standardabweichung ausgedrückte Unsicherheit, die gemeinsame Währung zur Kombination von Unsicherheitskomponenten.
• Two sigmaauch 2 sigma, 2-sigma
  Werkstattjargon für eine Unsicherheit, die bei k = 2 angegeben ist, was einer Überdeckung von etwa 95 Prozent entspricht. Werkstattjargon
• Type A evaluationauch Type A, Type A uncertainty
  Ermittlung einer Unsicherheitskomponente durch statistische Auswertung eigener wiederholter Messungen.
• Type B evaluationauch Type B, Type B uncertainty
  Ermittlung einer Unsicherheitskomponente aus vorhandenem Wissen wie Zertifikaten, Spezifikationen oder der Auflösung, ohne neue Wiederholungsdaten.

Die Wahrscheinlichkeitsverteilungen, Divisoren und Freiheitsgrad-Berechnungen, die Rohdaten in standard uncertainties verwandeln.

• Correlationauch correlation coefficient
  Eine statistische Verknüpfung zwischen zwei Eingangsgrößen, sodass sich ihre Fehler gemeinsam bewegen und nicht als unabhängig kombiniert werden können.
• Degrees of freedomauch DOF, nu
  Eine Anzahl der unabhängigen Informationen hinter einer Unsicherheitsschätzung, die zeigt, wie zuverlässig diese Schätzung ist.
• Normal distributionauch Gaussian distribution, Gaussian
  Die glockenförmige Verteilung, die für die meisten Zertifikatswerte und gemittelten Messwerte angenommen wird, definiert durch Mittelwert und Standardabweichung.
• PDFauch probability density function, distribution
  Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion (Probability density function), die Kurve, die beschreibt, wie wahrscheinlich jeder mögliche Wert einer Größe ist.
• Rectangular distributionauch uniform distribution, rectangular
  Eine Verteilung, bei der jeder Wert zwischen zwei Grenzen gleich wahrscheinlich ist, verwendet, wenn nur die Grenzwerte bekannt sind.
• Root threeauch root-three it, divide by root three
  Werkstattjargon für das Teilen einer rechteckigen Grenze durch die Quadratwurzel aus 3, um sie in eine Standardunsicherheit umzuwandeln. Werkstattjargon
• Standard deviationauch SD, s
  Das übliche Maß für die Streuung in einer Reihe von Werten, die Quadratwurzel aus der mittleren quadratischen Abweichung vom Mittelwert.
• Student t-distributionauch t-distribution, Student's t
  Eine glockenförmige Verteilung mit breiteren Enden als die Normalverteilung, die zur Bestimmung von Erweiterungsfaktoren bei begrenzter Datenbasis verwendet wird.
• Triangular distributionauch triangular
  Eine Verteilung, die in der Mitte ihren Höchstwert hat und linear zu den Grenzen hin auf Null abfällt, mit dem Teiler Wurzel aus sechs.
• U-shaped distributionauch arcsine distribution, U-shaped
  Eine Verteilung, bei der Werte nahe den Grenzen am wahrscheinlichsten sind, verwendet für periodische Effekte wie HF-Fehlanpassung oder Raumtemperatur.
• Welch-Satterthwaite formulaauch W-S formula, Welch-Satterthwaite
  Die Gleichung zur Schätzung der effektiven Freiheitsgrade für eine kombinierte Unsicherheit, mit der der Erweiterungsfaktor bestimmt wird.

Erstellung, Überprüfung und Berichterstattung von uncertainty budgets, Zertifikaten und den Spezifikationen, die sie speisen.

• Cal with dataauch calibration with data, data cal
  Eine Kalibrierung, die mit vollständigen Messwerten und Unsicherheiten auf dem Zertifikat bestellt wird, nicht nur mit einer Pass/Fail-Aussage. Werkstattjargon
• Calibration certificateauch cal cert, cert
  Das Dokument, das die Ergebnisse, Unsicherheiten, Bedingungen und die Rückführbarkeit einer Kalibrierung für ein bestimmtes Gerät ausweist.
• Countsauch digits, LSD
  Die Schritte der letzten Stelle auf einer Digitalanzeige, verwendet in Spezifikationen wie plus oder minus 2 Digits. Werkstattjargon
• Double countingauch double dipping
  Werkstattjargon für das doppelte Eintragen desselben physikalischen Effekts unter verschiedenen Namen, was die Unsicherheit künstlich aufbläht. Werkstattjargon
• Imported uncertaintyauch reference standard uncertainty, uncertainty of the standard
  Die Unsicherheit, die aus dem Kalibrierschein des verwendeten Bezugsstandards in eine Messung eingebracht wird.
• Significant digitsauch significant figures, sig figs
  Die Konvention, die Unsicherheit auf ein oder zwei signifikante Stellen anzugeben und das Messergebnis entsprechend zu runden.
• Specauch specs, accuracy spec
  Werkstattjargon für die Genauigkeitsspezifikation des Herstellers, also die veröffentlichten Grenzen, innerhalb derer ein Instrument bleiben sollte. Werkstattjargon
• Uncertainty budgetauch budget, uncertainty analysis
  Eine Tabelle, die jede Unsicherheitsquelle bei einer Messung mit ihrer Größe, Verteilung, ihrem Divisor und ihrem Beitrag zur Gesamtsumme auflistet.

Normale, Hierarchien, Akkreditierung und die dokumentierten Ketten, die ein Werkstattmessgerät auf das SI zurückführen.

• Adjustmentauch adjust
  Das Verändern eines Instruments, damit seine Messwerte näher an den korrekten Werten liegen, ein von der Kalibrierung getrennter Schritt.
• Artifactauch artifact standard, artefact
  Ein physisches Objekt, das einen bekannten Wert einer Messgröße verkörpert, wie z. B. eine Masse, ein Endmaß oder ein Standardwiderstand.
• Calibrationauch cal
  Der Vergleich eines Instruments mit einem genauer bekannten Standard und das Aufzeichnen, wie seine Messwerte mit den Werten des Standards übereinstimmen.
• Calibration hierarchyauch traceability pyramid, metrology pyramid
  Die geordneten Ebenen von Standards, von primären Realisierungen bis hin zu Arbeitsgeräten, über die Werte weitergegeben werden.
• Calibration intervalauch cal interval, recall interval
  Die geplante Zeit zwischen den Kalibrierungen eines Instruments, die so festgelegt ist, dass das Risiko einer Drift außerhalb der Toleranz gering bleibt.
• Check standardauch control standard, check artifact
  Ein stabiles Objekt, das regelmäßig gemessen wird, um zu bestätigen, dass sich ein Messprozess noch so verhält wie bei seiner Charakterisierung.
• CMCauch calibration and measurement capability, best measurement capability
  Kalibrier- und Messmöglichkeit (Calibration and measurement capability), die beste Messunsicherheit, die ein Labor bei einer bestimmten Kalibrierung routinemäßig liefern kann.
• ISO 17025auch ISO/IEC 17025, 17025
  Die internationale Norm, die die Kompetenzanforderungen für Prüf- und Kalibrierlaboratorien festlegt.
• NMIauch national metrology institute, national lab
  Nationales Metrologieinstitut, die Stelle, die die Maßeinheiten eines Landes an der Spitze seiner Rückführbarkeitskette realisiert.
• Optical flat
  Ein präzisionspoliertes Stück Quarz oder Glas zur Messung der Oberflächenebenheit mittels Lichtinterferenz.
• Primary standardauch primary measurement standard
  Ein Standard, der seinen Wert direkt aus der Definition der Einheit bezieht, nicht durch Kalibrierung gegen einen anderen Standard.
• Primary time standard
  Eine Atomuhr, die die Definition der Sekunde ohne externe Kalibrierung realisiert.
• Pycnometer
  Ein Präzisionsglasgefäß mit bekanntem Volumen zur Bestimmung der Dichte von Flüssigkeiten.
• Reference standardauch lab reference, master
  Das ranghöchste Normal eines Labors für eine Messgröße, das nur zur Kalibrierung anderer Normale und nie für Routinearbeiten verwendet wird.
• SRMauch Standard Reference Material
  Ein von einem nationalen Metrologieinstitut herausgegebenes Standard-Referenzmaterial mit zertifizierten Eigenschaftswerten.
• TIauch Time Interval
  Die Dauer zwischen zwei bestimmten Ereignissen, die häufig in der Frequenz- und Zeitmetrologie verwendet wird.
• Traceabilityauch metrological traceability
  Der Nachweis, dass ein Ergebnis auf das SI oder eine andere angegebene Referenz zurückgeht, wobei jede dazwischenliegende Kalibrierung dokumentiert ist.
• Traceability chainauch calibration chain, chain
  Die dokumentierte Abfolge von Kalibrierungen, die ein Arbeitsgerät mit nationalen oder auf SI-Ebene angesiedelten Standards verbindet.
• Transfer standardauch travelling standard, transport standard
  Ein stabiles, tragbares Normal, das verwendet wird, um einen Wert zum Vergleich von einem Labor oder Normal zu einem anderen zu übertragen.
• Verificationauch check, verify
  Eine Prüfung, ob ein Objekt den angegebenen Anforderungen entspricht, die meist mit „bestanden" oder „nicht bestanden" ohne vollständige Kalibrierdaten endet.
• Working standardauch bench standard, working set
  Ein routinemäßig zur Kalibrierung von Instrumenten verwendetes Normal, das selbst gegen den Reference standard des Labors geprüft wird.

Bestanden- oder Nicht-Bestanden-Entscheidungen gegenüber einer Toleranz sowie die Verhältnisse, Risiken und guard bands, die diese Entscheidungen vertretbar machen.

• Decision rule
  Die vereinbarte Methode zur Berücksichtigung der Messunsicherheit bei einer Gut/Schlecht-Entscheidung gegenüber einer Spezifikation.
• Guard bandauch guard banding, guardband
  Ein Sicherheitsabstand, der die Annahmegrenzen innerhalb der Toleranzgrenzen verschiebt, um das Risiko der Annahme fehlerhafter Teile zu senken.
• MPEauch maximum permissible error, maximum permissible measurement error
  Grenzabweichung (Maximum permissible error): die Fehlergrenze, die ein Messgerät einhalten muss, um konform zu sein, festgelegt durch seine Spezifikation, eine Norm oder das Gesetz.
• No-go
  Die Seite einer Grenzlehrlehre, die nicht in oder über ein Bauteil passen darf. Werkstattjargon
• PFAauch probability of false accept, consumer's risk
  Probability of false accept, die Wahrscheinlichkeit, dass ein nicht konformes Objekt gemessen und fälschlicherweise als gut bewertet wird.
• PFRauch probability of false reject, producer's risk
  Wahrscheinlichkeit einer fälschlichen Rückweisung (Probability of false reject), die Wahrscheinlichkeit, dass ein tatsächlich innerhalb der Toleranz liegendes Teil als fehlerhaft gemessen wird.
• Simple acceptanceauch shared risk, zero guard band
  Eine Entscheidungsregel, die jedes Objekt als bestanden bewertet, dessen Messwert innerhalb der Toleranz liegt, wobei die Messunsicherheit unberücksichtigt bleibt.
• Specific riskauch conditional risk, bench-level risk
  Die Wahrscheinlichkeit, dass ein bestimmtes gemessenes Teil außerhalb der Toleranz liegt, basierend auf seinem tatsächlich gemessenen Wert.
• TARauch test accuracy ratio, accuracy ratio
  Test accuracy ratio, die Toleranz des Prüflings (UUT) geteilt durch die Genauigkeitsspezifikation des verwendeten Normals.
• Toleranceauch tol, spec limit
  Die zulässige Abweichung vom Nennwert, die ein Objekt oder Instrument aufweisen darf, um noch akzeptiert zu werden.
• TURauch test uncertainty ratio, uncertainty ratio
  Test uncertainty ratio, die zu prüfende Toleranz geteilt durch die erweiterte Messunsicherheit des Messprozesses.

Präzisionsbedingungen, Geräteverhalten und die Vergleiche, die zeigen, dass die Zahlen eines Labors über die Zeit Bestand haben.

• Driftauch long-term drift, aging
  Allmähliche Veränderung der Messwerte eines Geräts im Laufe der Zeit, die vom Gerät selbst ausgeht und nicht von dem, was es misst.
• En numberauch En, E sub n
  Ein Wert, der das Ergebnis eines Labors mit einem Referenzwert vergleicht, skaliert durch beide erweiterten Unsicherheiten; 1 oder weniger besteht.
• Hysteresis
  Eine Differenz der Messwerte bei demselben Eingangswert, je nachdem, ob sich diesem von unten oder von oben angenähert wurde.
• Intermediate precisionauch within-lab reproducibility, long-term precision
  Präzision, die innerhalb eines Labors über längere Zeiträume gemessen wird, mit Änderungen wie verschiedenen Tagen, Bedienern oder Rekalibrierungen.
• Offsetauch zero offset, zero error
  Ein konstanter Fehler, der jeden Messwert um denselben Betrag verschiebt, meist sichtbar als ein Messwert ungleich Null bei einem Eingang von Null.
• Proficiency testingauch PT, proficiency test
  Beurteilung der Leistung eines Labors, indem es umlaufende Teile misst und seine Ergebnisse mit einem Referenzwert abgeglichen werden.
• Reference temperatureauch standard reference temperature, 20 degree rule
  Die Standardtemperatur, auf die sich eine Messgröße bezieht, 20 Grad C für dimensionelle Messungen.
• Repeatabilityauch short-term precision
  Wie eng Messwerte beieinanderliegen, wenn eine Person eine Messung mit demselben Aufbau, am selben Ort und in einer kurzen Sitzung wiederholt.
• Reproducibilityauch between-lab precision
  Wie gut Ergebnisse am selben Teil übereinstimmen, wenn das Labor, der Bediener, die Ausrüstung oder der Tag bewusst gewechselt werden.
• Resolutionauch display resolution, readability
  Der kleinste Schritt, den ein Messgerät anzeigen kann, wie beispielsweise ein Zählschritt der letzten Stelle auf einer Digitalanzeige.
• Sensitivity
  Das Verhältnis der Änderung einer Geräteanzeige zur Änderung der tatsächlich gemessenen Eigenschaft.
• Stabilityauch long-term stability, short-term stability
  Die Fähigkeit eines Messgeräts oder Standards, seine kalibrierten Werte im Laufe der Wochen und Monate beizubehalten.

Die Aufkleber, Anhänger, Abkürzungen und der Werkstattjargon, den man jeden Tag in einem arbeitenden Kalibrierlabor hört.

• As foundauch as-found data, as received
  Kalibrierdaten, die an einem Gerät im Anlieferungszustand erfasst werden, bevor eine Justierung oder Reparatur erfolgt.
• As leftauch as-left data, as returned
  Nach der Justierung oder Reparatur aufgezeichnete Kalibrierdaten, die den Zustand zeigen, in dem das Gerät wieder in Betrieb genommen wird.
• Cal dueauch due date, cal due date
  Das Datum, an dem ein Gerät erneut kalibriert werden muss, aufgedruckt auf dem Aufkleber und vom Rückrufsystem überwacht. Werkstattjargon
• Cal stickerauch cal label, cal tag
  Das Etikett auf einem kalibrierten Messgerät, das zeigt, wer es kalibriert hat, wann und wann die nächste Kalibrierung fällig ist. Werkstattjargon
• Four to oneauch 4:1, 4 to 1 rule
  Die Faustregel, dass die Messunsicherheit nicht mehr als ein Viertel der zu prüfenden Toleranz betragen sollte. Werkstattjargon
• Golden unitauch golden sample, gold unit
  Ein bekanntermaßen gutes, sorgfältig charakterisiertes Muster eines Produkts, das zur Überprüfung von Prüfständen und Vorrichtungen aufbewahrt wird. Werkstattjargon
• Jo blocksauch Jo-blocks, gauge blocks
  Werkstattbezeichnung für Endmaße, präzise Stahl- oder Keramikblöcke, die zur Bildung von Referenzlängen zusammengesprengt werden. Werkstattjargon
• Limited calauch limited calibration, restricted cal
  Eine Kalibrierung, die nur einige Bereiche oder Funktionen eines Geräts abdeckt und mit einem speziellen Aufkleber gekennzeichnet ist. Werkstattjargon
• NIST traceableauch NIST-traceable, traceable to NIST
  Eine häufige Angabe auf Zertifikaten, die behauptet, dass eine Messung auf US-amerikanische nationale Normale zurückgeht, oft ungenau verwendet. Werkstattjargon
• OOTauch out of tolerance, out-of-tol
  Außerhalb der Toleranz (Out of tolerance), ein Messergebnis im Anlieferungszustand der Kalibrierung, das außerhalb der zulässigen Grenzen des Geräts liegt. Werkstattjargon
• Out of calauch expired, overdue
  Das Kalibrierfälligkeitsdatum ist überschritten, sodass das Gerät unabhängig von seiner tatsächlichen Leistung nicht für den Einsatz zugelassen ist. Werkstattjargon
• Pencil whipauch pencil-whipping, pencil-whipped
  Werkstattjargon für das Ausfüllen von Kalibrier- oder Prüfprotokollen, ohne die Messungen tatsächlich durchzuführen. Werkstattjargon
• Recallauch recall system, recall list
  Das System, das Geräte vor ihrem Fälligkeitsdatum zur Kalibrierung einplant, und der Akt des Einforderns selbst. Werkstattjargon
• Red tagauch red-tagged, reject tag
  Ein Ausschussanhänger, der ein Gerät als unbrauchbar kennzeichnet, oder der Akt, ein Gerät damit aus dem Verkehr zu ziehen. Werkstattjargon
• Round robinauch interlaboratory comparison, ILC
  Ein Ringversuch, bei dem ein Artefakt oder eine Probe von Labor zu Labor wandert, um von jedem gemessen zu werden. Werkstattjargon
• Self-calauch autocal, self-calibration
  Die integrierte Routine eines Geräts, die seine internen Bereiche mit seiner eigenen internen Referenz abgleicht. Werkstattjargon
• Soakauch thermal soak, soak time
  Das Ruhenlassen eines Geräts, Artefakts oder Teils in der Laborumgebung, bis es das thermische Gleichgewicht erreicht hat. Werkstattjargon
• Tweakauch trim, touch up
  Werkstattjargon für eine kleine Justierung an einem Gerät, um seine Messwerte wieder an den Nennwert heranzuführen. Werkstattjargon
• UUTauch DUT, device under test
  Unit under test, das zu kalibrierende oder zu prüfende Gerät, im Gegensatz zum für die Prüfung verwendeten Normal.