Optische Messtechnik / Messtaster
Messfehler
Erfahren Sie mehr über die verschiedenen Arten von Messfehlern, deren Entstehungsquellen sowie deren Auswirkungen auf Messergebnisse. Zudem stellen wir Ihnen bewährte Strategien zur Fehlervermeidung und -minimierung vor.
Informieren Sie sich außerdem über die relevanten Normen und Vorschriften, die eine zuverlässige und präzise Messtechnik sicherstellen.
Was sind Messfehler?
Unterschiede in den Messergebnissen (Messwerten) aufgrund bestimmter Faktoren können jederzeit auftreten. Diese Unterschiede werden als Messfehler bezeichnet. Messfehler können durch eine Vielzahl von Faktoren verursacht werden, und entsprechende Gegenmaßnahmen müssen ergriffen werden. Wenn ein Messfehler auftritt, ist es wichtig, die Ursache des Messfehlers gründlich zu untersuchen, bevor eine Gegenmaßnahme umgesetzt wird. Dies ist entscheidend für die Sicherstellung einer stabilen Produktqualität.
Ursachen von Messfehlern
Messfehler lassen sich in drei allgemeine Kategorien unterteilen.
| Fehler | Fehlerursache |
|---|---|
| Fehler, verursacht durch das Messsystem |
|
| Fehler, verursacht durch den Anwender |
|
| Fehler, verursacht durch Umgebungsbedingungen |
|
Fehler, die durch das Messsystem oder durch Umgebungsbedingungen verursacht werden, können durch die Identifizierung der Ursache und die Umsetzung geeigneter Gegenmaßnahmen beseitigt werden. Fehler, die vom Benutzer verursacht werden, erfordern möglicherweise mittel- bis langfristige Gegenmaßnahmen wie die Überprüfung des Messprozesses und Mitarbeiterschulungen.
Beseitigung von Messfehlern
Durch wiederholtes Messen eines Objekts können Messfehler reduziert werden. Es ist jedoch nicht zu erwarten, dass diese Maßnahme eine nachhaltige Verbesserung der Genauigkeit mit sich bringt. Um die Genauigkeit einer bestimmten Messung zu erhöhen, muss zunächst die Ursache des Messfehlers ermittelt und anschließend eine geeignete Gegenmaßnahme umgesetzt werden.
| Lösung | Details |
|---|---|
| Beseitigung systembedingter Messfehler |
|
| Anpassung der Beurteilungskriterien |
|
| Schaffung eines Systems zur Kompensation individueller Unterschiede |
|
Mit den Messsystemen von KEYENCE, wie beispielsweise der Modellreihe LJ-S8000, lassen sich viele potenzielle Fehlerquellen bereits im Vorfeld effektiv ausschließen. Die Systeme werden ab Werk kalibriert geliefert und sind somit sofort einsatzbereit – eine regelmäßige Nachkalibrierung ist in der Regel nicht erforderlich.
Fehler durch den Anwender werden ebenfalls minimiert, da die Geräte nach der einmaligen Einrichtung zuverlässig und reproduzierbar messen, ohne dass weitere Eingriffe notwendig sind.
Darüber hinaus überzeugen die Systeme durch ihre hohe Flexibilität gegenüber Umgebungsbedingungen: Dank ihrer robusten Bauweise sind sie unempfindlich gegenüber Temperaturschwankungen, und moderne Technologien sorgen dafür, dass Fremdlicht das Messergebnis nicht beeinträchtigt.
Arten von Messfehlern
Messfehler im Ingenieurwesen und in der Fertigung werden grob in drei Kategorien unterteilt: systematische Fehler, zufällige Fehler und grobe Fehler. Jede Art hat unterschiedliche Ursachen und erfordert spezifische Strategien und Maßnahmen zur Minderung.
Systematische Fehler
Systematische Fehler sind die häufigste Art von Messfehlern in der Fertigung und Produktion. Es handelt sich um konsistente, vorhersehbare Fehler, die unter denselben Bedingungen und in dieselbe Richtung auftreten, da sie meist durch fehlerhafte Fertigungs- und Produktionsanlagen, Kalibrierungsprobleme oder vorhersehbare Faktoren im Messprozess verursacht werden.
Ein Beispiel hierfür ist eine Waage, die aufgrund einer fehlerhaften Kalibrierung konstant ein bestimmtes Gewicht falsch anzeigt – dies stellt einen systematischen Messfehler dar.
Zufällige Fehler
Zufällige Fehler sind hingegen tatsächlich zufällig, unvorhersehbar und können in Richtung und Größe variieren. Sie können durch eine Vielzahl externer Faktoren (wie Umweltveränderungen) oder durch die inhärente Variabilität im Messprozess selbst verursacht werden.
Im Gegensatz zu systematischen Messfehlern können zufällige Fehler nicht vollständig beseitigt werden.
Allerdings lassen sie sich durch wiederholte Messungen, den Einsatz genauerer Messmethoden und die Anwendung statistischer Analysen reduzieren.
Grobe Fehler
Grobe Fehler sind, wie der Name schon sagt, Patzer oder Fehler im Messprozess, wie z. B. Aufzeichnungsfehler oder eine falsche Einrichtung des Messgeräts. Diese Messfehler treten in der Regel selten und sporadisch auf und können durch sorgfältige Aufmerksamkeit für Details und die Einhaltung standardisierter Messverfahren deutlich reduziert werden.
Auswirkungen von Messfehlern
Wie auch die Messfehler selbst können deren Auswirkungen von geringfügigen Ungenauigkeiten bis hin zu erheblichen Abweichungen reichen, die die Produktqualität beeinträchtigen oder Forschungsergebnisse ungültig machen können.
In präzisionskritischen Branchen wie der Pharmaindustrie, der Luft- und Raumfahrt sowie der Automobilindustrie können Messfehler schwerwiegende Sicherheitsfolgen haben – weshalb sie unbedingt minimiert werden müssen.
Wie man Messfehler beseitigt
Leider ist es unmöglich, alle Messfehler vollständig zu beseitigen.
Systematische und grobe Fehler können jedoch durch sorgfältige Planung, Kalibrierung und Standardisierung deutlich reduziert werden.
Hier sind einige zusätzliche Möglichkeiten zur Beseitigung von Ursachen für Messfehler:
- Regelmäßige Kalibrierung
- Die regelmäßige Kalibrierung gemäß den Herstellervorgaben stellt sicher, dass alle Messinstrumente wie vom Hersteller vorgesehen funktionieren.
- Standardisierung
- Die Einführung standardisierter Messverfahren reduziert die Variabilität und damit das Potenzial für Messfehler.
- Schulung
- Eine angemessene Schulung des Personals im korrekten Umgang mit Messungen, Messwerkzeugen und Messgeräten kann grobe Fehler minimieren.
- Gegenprüfung
- Die Gegenprüfung bedeutet, dass kritische Messungen mit mehreren Methoden oder Instrumenten verifiziert werden, um die Wahrscheinlichkeit systematischer und grober Fehler zu verringern.
Häufige Herausforderungen im Umgang mit Messfehlern
Der Umgang mit Messfehlern ist eine fortlaufende Herausforderung, die Wachsamkeit und Anpassungsfähigkeit erfordert. Zu den häufigsten Herausforderungen zählen:
- Diagnose systematischer Fehler
- Die Identifizierung und Korrektur der Ursache eines systematischen Fehlers ist oft komplex – insbesondere in komplexen Systemen mit mehreren Einflussfaktoren.
- Minderung zufälliger Fehler
- Da zufällige Fehler dem Messprozess inhärent sind, ist es entscheidend, ein statistisches Verständnis zu entwickeln, um Daten trotz Fehlern korrekt interpretieren zu können und so die Fehler zu minimieren.
- Aufrechterhaltung der Kalibrierung
- Die Messinstrumente über längere Zeiträume hinweg korrekt kalibriert zu halten – insbesondere in wechselhaften oder anspruchsvollen Umgebungen – kann herausfordernd sein. Dennoch ist dies entscheidend für die Genauigkeit, weshalb vorbeugende Wartung und Kalibrierung oft sinnvoll sind.
Um diese Herausforderungen zu bewältigen, entwickelt und implementiert KEYENCE – der weltweit führende Anbieter von Präzisionstechnologien – kontinuierlich innovative Lösungen.
Wenn Sie die Toleranz und Messgenauigkeit Ihrer Fertigungs- oder Produktionsprozesse verbessern möchten, zögern Sie nicht, KEYENCE zu kontaktieren. Unsere erfahrenen Ansprechpartner beantworten gerne alle Fragen zur Integration von KEYENCE-Geräten in Ihre bestehende Fertigungslinie.
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