Messgenauigkeit

Wir müssen zwischen der Messgenauigkeit von

• Analog-Messgeräten und

• Digital-Messgeräten unterscheiden.

Die Angabe der Messgenauigkeit unterscheidet sich zwischen Analog- und Digital wesentlich.

Bei Analoggeräten ist die Messgenauigkeit absolut, d.h. der Fehler nur vom maximale Skalenausschlag abhängt und dieser Fehler für alle Werte im Messbereich gilt.

Bei Digitalgeräten ist die Messgenauigkeit relativ, d.h. der Fehler bezieht sich immer auf den gemessenen Wert.

Analog-Messgeräte

Bei Analog-Messgeräten werden Fehler durch den Fehler bei Skalen-Vollausschlag angegeben, nicht bezogen auf den angezeigten Wert. Die typische Genauigkeit eines Analog-Messgeräts beträgt ±2% oder ±3% des Skalen-Vollausschlags. Bei einem Messwerte von einem Zehntel des Vollausschlags macht das 20 bzw. 30 Prozent des angezeigten Wertes aus.

Beispiel:

Messbereich 10V mit ±2%, also 10V ±0,2V. Diese ±0,2V gelten für alle Messwerte von 0V bis 10V im 10V-Bereich.

Beim Messwert von 5V ist der Messfehler von ±0,2V dann ±0,2V/5V = ±4%. Bei 2V sind es gar ±10%.

Digital-Messgeräte

Bereich	Auflösung	Genauigkeit
200,0mV	0,1mV	± (0,7 % + 5)
2,000V	0,001V	± (0,7 % + 3)
20,00V	0,01V	± (0,7 % + 3)
200,0V	0,1V	± (0,7 % + 3)
600V	1V	± (0,7 % + 3)

Überlastschutz: 600V; Impedanz: 10MΩ

Stellenzahl der Anzeige.

Bei Digital-Messgeräten werden meistens die angezeigten Stell angegeben.

z.B 4 1/2 Stellen. ..............

Bei Digital-Messgeräte werden zur Genauigkeit zwei Werte angegeben:

• Abweichung des angezeigten Wertes.

• Sie wird meistens in % angegeben.

• Absolute Abweichung, die vom Messbereich abhängt.

• Wird meistens in Digits angegeben.

• Damit ist gemeint, um wieviel Stufen der letzten Stelle der Wert abweichen kann.

Beispiel:

Digitalvoltmeter mit 5 Stellen und einer Genauigkeit von ±(1% + 5 Digits)

Im Bereich von 20V ist bei 4 Stellen der kleinste angezeigte Wert (die letzte Stelle) 0,01V. Die 5 Digits bedeuten dann, dass mit einem Fehler von bis zu 5*0,01V=0,05V zu rechnen ist.

Beim Messwert von 5V ist der Messfehler 5V±1% = 5V±0,05V + 0,05V = 0,1V. Der Fehler ist damit 2% vom Messwert.

Ungenauigkeit

Unter Ungenauigkeit versteht man den höchsten zulässigen Fehler, welcher unter bestimmten Betriebsbedingungen auftreten kann. Anders ausgedrückt ist das ein Hinweis darauf, wie nahe der durch das DMM angezeigte Messwert beim tatsächlichen Wert des gemessenen Signales liegt. Umgangssprachlich wird oft der Begriff Genauigkeit verwendet, der normentechnisch treffendste Begriff ist Messunsicherheit.

Die Ungenauigkeit eines DMM wird normalerweise als Prozentsatz des angezeigten Wertes ausgedrückt. Eine Ungenauigkeit von ±1% des angezeigten Wertes besagt, dass bei einer Anzeige von 100,0 V der tatsächliche Wert irgendwo zwischen 99,0 V and 101,0 V liegen könnte.

Bei den Spezifikationen kommt neben der Ungenauigkeit vom Messwert meistens noch ein Anteil hinzu, der vom Messbereich abhängt. Dieser Anteil kann als % vom Bereich oder als eine bestimmte Anzahl des letzten Digits der Anzeige beschrieben sein.

Im letzten Fall spricht man von der Stelle niedrigster Auflösung oder LSD (Least significant digit).

Wenn die Spezifikation eines DMM ± (1% vom Messwert + 2 Digits) angibt und das DMM eine Auflösung von 0,1 V hat, wäre bei einem Messwert von 100 V die gesamte Ungenauigkeit ± 1,2 V.

Somit könnte bei einer Anzeige von 100,0 V der tatsächliche Wert zwischen 98,8 V und 101,2 V liegen.

Spezifikationen von Analog-Messinstrumenten werden durch den Fehler bei Skalen-Vollausschlag angegeben, nicht bezogen auf den angezeigten Wert. Die typische Genauigkeit eines Analog-Meßinstrumentes beträgt ±2% oder ±3% des Skalen-Vollausschlags. Bei einem Zehntel des Vollausschlags macht das 20 bzw. 30 Prozent des angezeigten Wertes aus. Die typische Ungenauigkeit bei einem Hand-DMM liegt bei ±(0,7% vom Messwert + 1 Digit) bis ±(0,1% vom Messwert + 1 Digit) der Anzeige oder besser.

Genauigkeit von Messgeräten

Anzeige

In der Werbung für digitale Messgeräte wird die Anzahl der Digitalstellen hervorgehoben.

• Mit 2½ Stellen ist gemeint, dass die Anzeige 3 Ziffern umfasst, die erste Ziffer, aber nur 0 oder 1 sein kann. Angezeigt werden Werte von 000 bis 199.

• Die meisten Geräte haben 3½ Stellen für 0000 bis 1999.

• Es gibt auch Geräte mit 4¾ Stellen für 00000 bis 39999.

Die Angabe in Counts ist nur eine andere Bezeichnung:
3½ Stellen entsprechen 2000 Counts für 0000 bis 1999.

Genauigkeiten

Die Genauigkeit wird meistens für die Messbereiche angegeben. Z.B.

Messart	Messbereich	Genauigkeit
Gleichspannung (DC)	200mV/2V/20V/200V/1000V	±1,0% +1
Wechselspannung (AC)	200mV/2V/20V/200V/750V	±1,5% +5
Gleichstrom (DC)	200µA/2mA/20mA/200mA	±1,5% +1
Wechselstrom (AC)	200µA/2mA/20mA/200mA	±2,0% +5
Widerstand (R)	200Ω/2kΩ/20kΩ/200kΩ	±1,0% +4
Widerstand (R)	2MΩ/20MΩ	±3,0% +5

Die Genauigkeit ±1,5% +5 bedeutet, dass der angezeigte Wert um ±1,5% vom tatsächlichen Wert abweichen kann. Außerdem kann die letzte Stelle um ±5 falsch sein (+5).

Bei einem Gerät mit 2000 Counts und einer Genauigkeit von ±1,5% +5 liegt damit ein angezeigter Wert von 800 im Bereich von 783 bis 817.

Auch die zweite Stelle ist unzuverlässig. Auf die dritte Stelle ist kein Verlass.

Beispiel

Das UT139A hat 2000 Counts und bei Spannungsmessung DC: 0 - 600V DC / ±0,5% +2

Das UT139C hat 6000 Counts und bei Spannungsmessung DC: 0 - 600V DC / ±0,5% +2

Das UT171A hat 40000 Counts und bei Spannungsmessung DC: 0 - 1000 V DC / ±0,025% +5

Bei einer gemessenen Spannung von 5V

• wäre der korrekte Wert 5.000.

• Das UT139A würde einen Wert zwischen 4.95 und 5.04 anzeigen,

• Das UT139C würde einen Wert zwischen 4.973 und 5.027 anzeigen und

• Das UT171A würde einen Wert zwischen 4.982 und 5.017 anzeigen.

Tatsächlich liegen das UT139C und das UT171A etwas besser. In der Praxis verwirrt die letzte Stelle eher, als aussagekräftig zu sein. Drei Stellen reichen völlig aus.

• Die Breite der Anzeige wird durch billige Digitaltechnik erreicht.

• Der Preis wird durch die höhere Genauigkeit der Analogtechnik bestimmt.