Der Kalibrierschein

Im folgenden werden die Bestandteile eines Kalibrierscheines für Kraftmessgeräte erklärt.

Abhängig vom Kraftmessgerät und der Kalibrierrichtung kann der Inhalt des Kalibrierscheines variieren.

Sie können auch den Musterkalibrierschein als PDF herunterladen.

1. "Amtliches" Dokument

Das DAkkS-Kalibrierlaboratorium KERN (D-K-19408-01-00) ist akkreditiert durch die Deutsche Akkreditierungsstelle GmbH. Der DAkkS-Kalibrierschein wird international anerkannt und ist in vielen Sprachen erhältlich.

 

2. Kalibriergegenstand

Der Kalibriergegenstand sowie Typ bzw. Modell mit Seriennummer wird dokumentiert. So ist eine Verwechslung unmöglich und die Zuordnung des DAkkS-Kalibrierscheins zu einem expliziten Kraftmessgerät ist gewährleistet.

 

3. Rückführbarkeit

Die Referenznormale des akkreditierten Laboratoriums werden in streng festgelegten Zyklen überwacht und periodisch an das nationale und damit an das internationale Normal angeglichen. Dies wird sorgfältig und nach Vorschrift dokumentiert und auf dem DAkkS-Kalibrierschein angegeben. So ist die elementar wichtige Rückführbarkeit auf das nationale Normal gesichert.

 

4. Auftraggeber

Gleich auf der ersten Seite des DAkkS-Kalibrierscheins wird gut sichtbar der Auftraggeber bzw. Betreiber des kalibrierten Prüfmittels angegeben.

 

5. Messwerte

Für jede Kraftrichtung werden in diesem Teil des Kalibrierscheins zur Nachvollziehbarkeit die bei der Kalibrierung aufgenommenen "rohen" Messwerte dokumentiert. Abhängig von den Vorkenntnissen über das Messgerät bzw. dessen Typs und natürlich den Wünschen des Kunden können verschiedene in der DAkkS-DKD-R 3-3 beschriebene Kalibrierabläufe angewendet werden. Die Kalibrierabläufe unterscheiden sich in Anzahl und Art der durchgeführten Messreihen (insb. den Einbaustellungen und aufsteigender bzw. absteigender Belastung) und erlauben so, den Aufwand für die Kalibrierung an die Genaugikeitsbedürfnisse des Kunden anzupassen.

Im Beispiel ist der Kalibrierablauf A zu sehen. Das Kraftmessgerät wird zuerst dreimalig mit einer Vorbelastung mit Kalibrierhöchstkraft beaufschlagt. Dann werden 6 Messreihen in 3 verschiedenen Einbaustellungen aufgenommen:

  • zweimalige Belastung mit zunehmender Last (Messreihen R1, R2') in Einbaustellung 0° (in der Regel nicht näher definierte Ausrichtung)
  • Drehung des Gerätes (auf 120°), Vorbelastung, Belastung mit zu- und abnehmender Last (Messreihen R3, R4')
  • Drehung des Gerätes (auf 240°), Vorbelastung, Belastung mit zu- und abnehmender Last (Messreihen R5, R6')

Durch die zweimalige Belastung unter möglichst identischen Bedingungen kann die Wiederholpräzision bestimmt werden.

Das Drehen - und der damit erforderliche erneuten Einbau des Kraftmessgeräts in die Belastungseinrichtung - erlaubt Rückschlüsse auf bauart- oder gerätespezifische Ungenauigkeiten bei der Einleitung der Kalibrierkraft des Geräts und dessen Empfindlichkeit darauf (Vergleichspräzision).

Die Auswirkungen von Hysterese im Messsystem auf den angezeigten Messwert wird durch abnehmende Belastung in den Messreihen R4' und R6' ersichtlich. Die mechanische Belastung (Verbiegung, Verwindung) sowie ein Kriechen durch z.B. thermische Effekte führen dazu, dass bei Entlastung der Messwert trotz identischer Kalibrierkraft sich von dem Messwert bei Belastung unterscheidet (Umkehrspanne). Insb. der Nullrücklauf ist hierbei ein Maß für das Kriechen des Messgeräts während der Belastung.

6. Messergebnisse

Aus den "rohen" Messwerten können die relevanten messtechnischen Parameter des kalibrierten Kraftmessgeräts berechnet werden. Im Folgenden werden die in diesem Abschnitt des Kalibrierscheins abgedruckten Werte erklärt, die Berechnung selbst ist in der Kalibrierrichtlinie DAkkS-DKD-R 3-3 genau beschrieben.

  • Arith. Mittelwert: Der Mittelwert der um die Nullanzeige korrigierten Anzeigewerte bei einer Belastungsstufe über alle Messreihen hinweg. Er ist der beste Schätzwert für die Anzeige des Messgeräts bei der jeweiligen aufgebrachten Kraft.
  • rel. Wiederholpräzision b': Maß für die Streuung der Anzeigewerte bei identischen Bedingungen.
  • rel. Vergleichspräzision b: Maß für die Streuung der Anzeigewerte in unterschiedlichen Einbaustellungen.
  • rel. Umkehrspanne v: Maß für die Hysterese (und Drift) in den Anzeigewerten bei abnehmender Belastung.
  • rel. Kalibrierendwertabweichung:
    Vergleich der Anzeige bei sofortiger Belastung (bei der Vorbelastung) und "langsamer" Belastung mit Kalibrierhöchstkraft (in Messreihe R1)
  • rel. Nullpunktabweichungen: Vergleich der Anzeige vor Belastung und nach vollständiger Entlastung, Maß für die Drift während der Belastung

  • Y3: Durch ein Polynom dritten Grades angenäherter ("approximierter") Anzeigewert bei der jeweiligen Kraftstufe.
  • Approx.abw. fc: Die rel. Abweichung diese Approximation vom tatsächlichen Anzeigewert.
  • erw. Messunsicherheit: Die erweiterte Messunsicherheit der festgestellten Abweichung.
  • rel. erw. Messunsicherheit: Die erweiterte Messunsicherheit relativ zur aufgebrachten Kraft.

 

7. Interpretation der Messergebnisse

Die auf der vorhergehenden Seite angegebenen Messwerte und Messergebnisse dokumentieren den Anzeigefehler des Messgeräts bei der jeweils aufgebrachten Kalibrierkraft. Es wird dabei keine Aussage über den gesamten Messbereich gemacht.

Eine Ausgleichsrechnung über die mittleren Anzeigewerte in den verschiedenen Einbaulagen erlaubt es, den Anzeigefehler des Geräts bei beliebiger Belastung über den gesamten Messbereich abzuschätzen. Das Ergebnis dieser Ausgleichsrechnung (mit einem Polynom dritten Grades unter Anwendung der sog. "least squares" Methode) ist auf Seite 4 des Kalibrierscheins zu sehen:

  • Anzeige Y bei Kraft x (Y3):
    Wird die Kraft x aufgebracht, so sollte das Kraftmessgerät die Anzeige Y3(x) anzeigen.
    Die Tabelle stellt diese theoretischen Anzeigewerte bei einer Vielzahl von aufgebrachten Kräften dar.
    A, B und C sind hierbei die Koeffizienten des Polynoms.

  • Anzeige X bei Kraft y (X3):
    Zeigt das Kraftmessgerät den Wert y an, so sollte die tatsächlich aufgebrachte Kraft X3(y) sein.
    R, S und T sind hierbei die Koeffizienten des Polynoms.