Ein Kalibrierschein enthält häufig zahlreiche Messwerte, Tabellen, Unsicherheitsangaben und technische Hinweise. Trotzdem bleibt nach dem Lesen oft die wichtigste Frage offen: Darf das Messgerät weiterhin eingesetzt werden oder nicht?
Eine Kalibrierung dokumentiert zunächst, wie das Messgerät im Vergleich zu einer Referenz gemessen hat. Sie liefert Messwerte und Abweichungen, entscheidet aber nicht automatisch über die Verwendbarkeit des Geräts. Dafür müssen zusätzlich die zulässige Toleranz der Anwendung, die Messunsicherheit und gegebenenfalls eine festgelegte Entscheidungsregel berücksichtigt werden.
Besonders wichtig ist die Unterscheidung zwischen dem Zustand vor einer möglichen Justage und dem Zustand danach. Ein Gerät kann nach der Justage wieder einwandfrei messen und vorher trotzdem außerhalb der zulässigen Grenzen gelegen haben. Für Qualitätsmanagement, Prüfmittelüberwachung und die Bewertung früherer Messungen ist dieser Unterschied entscheidend.
Inhaltsverzeichnis
- Was sollte zuerst auf dem Kalibrierschein geprüft werden?
- Was sagt eine Kalibrierung tatsächlich aus?
- Messwert, Referenzwert, Abweichung und Korrektur unterscheiden
- Vorzeichen der Messabweichung richtig lesen
- Was bedeutet die Messunsicherheit?
- Erweiterte Messunsicherheit und Erweiterungsfaktor
- Was ist die Toleranz?
- Messabweichung, Messunsicherheit und Toleranz vergleichen
- Was bedeutet eine Konformitätsaussage?
- Warum die Entscheidungsregel wichtig ist
- As-Found und As-Left richtig bewerten
- Kalibrieren und Justieren unterscheiden
- Was bedeutet messtechnische Rückführbarkeit?
- Messpunkte und Arbeitsbereich beurteilen
- Prüfmittelentscheidung systematisch treffen
- Wann ist eine Rückwirkungsbewertung erforderlich?
- Werkskalibrierschein oder akkreditierte Kalibrierung?
- Typische Fehlinterpretationen
- Praxisbeispiel: Digitalmanometer bewerten
- Checkliste zum Lesen eines Kalibrierscheins
- Welche Leistungen und Produkte eignen sich?
- Fazit
- Häufige Fragen
Was sollte zuerst auf dem Kalibrierschein geprüft werden?
Bevor einzelne Messwerte bewertet werden, sollte kontrolliert werden, ob der Kalibrierschein eindeutig zum vorhandenen Messgerät gehört und die Kalibrierung für den vorgesehenen Einsatz aussagekräftig ist.
Wichtige Angaben sind:
- Hersteller und Gerätetyp,
- Seriennummer oder eindeutige Prüfmittelnummer,
- Messgröße und Messbereich,
- Datum der Kalibrierung,
- Kalibrierverfahren oder angewendete Methode,
- verwendete Referenzmessmittel,
- Messpunkte,
- Messrichtung und Wiederholungen,
- Umgebungsbedingungen,
- Messwerte und Abweichungen,
- zugeordnete Messunsicherheiten,
- Hinweis auf eine durchgeführte Justage,
- gegebenenfalls Konformitätsaussage und Entscheidungsregel.
Stimmen Seriennummer, Messbereich oder Geräteausführung nicht, darf der Kalibrierschein nicht ungeprüft dem Prüfmittel zugeordnet werden.
Auch ein formal vollständiger Kalibrierschein muss zum tatsächlichen Einsatz passen. Wird ein Druckmessgerät nur zwischen 0 und 10 bar verwendet, sind Kalibrierpunkte ausschließlich bei 100, 200 und 400 bar für diesen Arbeitsbereich nur begrenzt aussagekräftig.
Was sagt eine Kalibrierung tatsächlich aus?
Bei einer Kalibrierung wird die Anzeige oder das Ausgangssignal eines Messgeräts mit einem Referenzwert verglichen. Das Ergebnis beschreibt die Beziehung zwischen dem vom Prüfling angezeigten Wert und dem Wert der Referenz.
Eine Kalibrierung beantwortet beispielsweise:
- Wie groß ist die Abweichung an den geprüften Messpunkten?
- Verändert sich die Abweichung über den Messbereich?
- Gibt es einen Nullpunktfehler?
- Unterscheiden sich steigende und fallende Messreihen?
- Wie groß ist die Messunsicherheit des Ergebnisses?
- Wie hat sich das Gerät gegenüber früheren Kalibrierungen entwickelt?
Eine Kalibrierung verändert das Messgerät zunächst nicht. Das unterscheidet sie von einer Justage.
Die reine Aussage „Das Gerät wurde kalibriert“ bedeutet daher noch nicht:
- dass es innerhalb einer bestimmten Toleranz liegt,
- dass es für jede Messaufgabe geeignet ist,
- dass es justiert wurde,
- dass es automatisch bestanden hat,
- dass keine Rückwirkungsbewertung erforderlich ist.
Messwert, Referenzwert, Abweichung und Korrektur unterscheiden
| Begriff | Bedeutung | Beispiel |
|---|---|---|
| Referenzwert | Wert, der durch die verwendete Referenz am Prüfpunkt bestimmt wird | 10,000 bar |
| Anzeige des Prüflings | Wert, den das zu kalibrierende Messgerät anzeigt | 10,030 bar |
| Messabweichung | Differenz zwischen Prüflingsanzeige und Referenzwert | +0,030 bar |
| Korrektur | Wert, der zur Anzeige addiert werden müsste, um den Referenzwert zu erhalten | −0,030 bar |
Eine häufig verwendete Berechnung lautet:
Messabweichung = Anzeige des Prüflings − Referenzwert
Die Korrektur besitzt bei dieser Definition das entgegengesetzte Vorzeichen:
Korrektur = Referenzwert − Anzeige des Prüflings
Bei einer Anzeige von 10,030 bar und einem Referenzwert von 10,000 bar zeigt das Gerät um 0,030 bar zu hoch an. Die Messabweichung beträgt +0,030 bar. Zur rechnerischen Korrektur der Anzeige müssten −0,030 bar berücksichtigt werden.
Auf Kalibrierscheinen können andere Spaltenbezeichnungen oder Vorzeichenkonventionen verwendet werden. Deshalb sollte immer die im Dokument angegebene Berechnungsdefinition geprüft werden.
Vorzeichen der Messabweichung richtig lesen
Ein positives oder negatives Vorzeichen ist nur verständlich, wenn bekannt ist, wie die Abweichung berechnet wurde.
| Situation | Prüfling | Referenz | Abweichung bei Prüfling minus Referenz |
|---|---|---|---|
| Gerät zeigt zu hoch | 10,030 bar | 10,000 bar | +0,030 bar |
| Gerät zeigt zu niedrig | 9,970 bar | 10,000 bar | −0,030 bar |
Wird auf dem Kalibrierschein stattdessen eine Korrektur angegeben, kehren sich die Vorzeichen um. Eine Korrektur von +0,030 bar kann bedeuten, dass das Gerät 0,030 bar zu niedrig anzeigt und dieser Wert rechnerisch addiert werden soll.
Die Spaltenüberschrift „Fehler“, „Abweichung“, „Differenz“ oder „Korrekturwert“ sollte deshalb nie ohne die zugehörige Definition interpretiert werden.
Was bedeutet die Messunsicherheit?
Die Messunsicherheit beschreibt die Streuung beziehungsweise den Unsicherheitsbereich, der dem Kalibrierergebnis zugeordnet wird. Sie ist kein Hinweis darauf, dass ungenau oder fehlerhaft gearbeitet wurde. Jede Messung besitzt eine begrenzte Aussagekraft.
In die Messunsicherheit können unter anderem eingehen:
- Unsicherheit der verwendeten Referenz,
- Auflösung der Referenz und des Prüflings,
- Wiederholbarkeit,
- Stabilität des Prüfwertes,
- Umgebungstemperatur,
- Einfluss der Kalibriermethode,
- Hysterese,
- Ablesung und Rundung,
- Leitungs- oder Anschlusswiderstände,
- Langzeitstabilität der Referenz.
Die Messunsicherheit darf nicht mit der Messabweichung verwechselt werden.
| Messabweichung | Messunsicherheit |
|---|---|
| Beschreibt, wie weit die Anzeige vom Referenzwert abweicht | Beschreibt die Aussageunsicherheit des ermittelten Ergebnisses |
| Kann positiv, negativ oder null sein | Wird als nicht negativer Wert angegeben |
| Beispiel: +0,030 bar | Beispiel: 0,015 bar |
Ein Messgerät kann eine sehr kleine Abweichung besitzen, während die Messunsicherheit des Kalibrierverfahrens für die gewünschte Toleranz dennoch zu groß ist.
Erweiterte Messunsicherheit und Erweiterungsfaktor
Auf Kalibrierscheinen wird häufig die erweiterte Messunsicherheit U angegeben. Sie ergibt sich aus der kombinierten Standardmessunsicherheit und einem Erweiterungsfaktor:
U = k × uc
Dabei steht:
- uc für die kombinierte Standardmessunsicherheit,
- k für den Erweiterungs- beziehungsweise Überdeckungsfaktor,
- U für die erweiterte Messunsicherheit.
Häufig wird ein Erweiterungsfaktor von ungefähr k = 2 verwendet. Unter den zugrunde liegenden Annahmen entspricht dies typischerweise einer Überdeckungswahrscheinlichkeit von ungefähr 95 %. Maßgeblich ist jedoch immer die konkrete Angabe auf dem Kalibrierschein.
Eine Ergebnisangabe kann beispielsweise lauten:
Messabweichung: +0,030 bar; erweiterte Messunsicherheit U = 0,015 bar; k = 2.
Die Messunsicherheit sollte dem jeweiligen Messpunkt zugeordnet werden. Sie kann sich innerhalb eines Messbereichs verändern und muss nicht an jedem Prüfpunkt gleich sein.
Was ist die Toleranz?
Die Toleranz ist die zulässige Grenze, innerhalb der ein Messgerät für eine festgelegte Anwendung akzeptiert wird.
Sie kann abgeleitet werden aus:
- Prozessanforderungen,
- Produktspezifikationen,
- Herstellerangaben,
- Prüf- oder Arbeitsanweisungen,
- Kundenanforderungen,
- internen QM-Vorgaben,
- gesetzlichen oder normativen Anforderungen.
Die Toleranz wird nicht automatisch durch das Kalibrierlabor festgelegt. Das Labor misst zunächst die Abweichung. Welche Abweichung für den konkreten Einsatz noch zulässig ist, muss der Anwender, Auftraggeber oder eine anwendbare Vorschrift bestimmen.
Dasselbe Messgerät kann deshalb für eine Anwendung geeignet und für eine andere ungeeignet sein.
Beispiel:
- Messabweichung: +0,03 bar,
- Toleranz einer groben Betriebsanzeige: ±0,10 bar,
- Toleranz einer präzisen Referenzmessung: ±0,01 bar.
Für die Betriebsanzeige wäre die Abweichung möglicherweise akzeptabel. Als hochgenaue Referenz wäre dasselbe Gerät nicht geeignet.
Messabweichung, Messunsicherheit und Toleranz vergleichen
Für eine Prüfmittelentscheidung müssen drei Größen gemeinsam betrachtet werden:
- ermittelte Messabweichung,
- zugeordnete Messunsicherheit,
- zulässige Toleranz.
Eine einfache Betrachtung vergleicht nur den Betrag der Messabweichung mit der Toleranz:
|Messabweichung| ≤ Toleranz
Diese Bewertung berücksichtigt die Messunsicherheit jedoch nicht. Bei einem Ergebnis nahe an der Toleranzgrenze kann die Entscheidung dadurch zu optimistisch ausfallen.
Eine strengere Bewertung kann verlangen:
|Messabweichung| + Messunsicherheit ≤ Toleranz
Damit wird nur akzeptiert, wenn auch unter Berücksichtigung des Unsicherheitsbereichs die Toleranzgrenze nicht überschritten wird.
| Ergebnis | Abweichung | Messunsicherheit | Toleranz | Bewertung bei |E| + U ≤ T |
|---|---|---|---|---|
| A | 0,020 bar | 0,010 bar | 0,050 bar | Akzeptierbar |
| B | 0,042 bar | 0,015 bar | 0,050 bar | Nicht eindeutig akzeptierbar |
| C | 0,070 bar | 0,015 bar | 0,050 bar | Außerhalb der Toleranz |
Bei Ergebnis B liegt die reine Messabweichung innerhalb der Toleranz. Unter Einbeziehung der Messunsicherheit reicht der mögliche Wertebereich jedoch über die Toleranzgrenze hinaus. Die Bewertung hängt dann von der vereinbarten Entscheidungsregel ab.
Was bedeutet eine Konformitätsaussage?
Eine Konformitätsaussage beantwortet, ob ein Ergebnis eine festgelegte Anforderung erfüllt. Typische Formulierungen sind:
- innerhalb der Spezifikation,
- außerhalb der Spezifikation,
- bestanden,
- nicht bestanden,
- konform,
- nicht konform.
Eine solche Aussage setzt voraus, dass eindeutig festgelegt ist:
- welche Toleranz oder Spezifikation gilt,
- für welche Messpunkte sie gilt,
- ob die Messunsicherheit berücksichtigt wird,
- welche Entscheidungsregel verwendet wird.
Fehlt eine Konformitätsaussage, bedeutet dies nicht, dass der Kalibrierschein unvollständig ist. Das Labor kann Messwerte, Abweichungen und Unsicherheiten dokumentieren, während die Verwendungsentscheidung beim Betreiber bleibt.
Auch ein akkreditierter Kalibrierschein enthält nicht zwingend eine Bestanden-/Nicht-bestanden-Aussage. Diese muss beauftragt, fachlich möglich und mit einer Entscheidungsregel verbunden sein.
Warum die Entscheidungsregel wichtig ist
Eine Entscheidungsregel beschreibt, wie Messunsicherheit und Toleranz bei einer Konformitätsaussage berücksichtigt werden.
Mögliche Vorgehensweisen sind:
Einfache Akzeptanz
Das Gerät wird akzeptiert, wenn die ermittelte Abweichung innerhalb der Toleranz liegt. Die Messunsicherheit wird bei der Grenze nicht zusätzlich abgezogen.
Akzeptanz mit Sicherheitsabstand
Die zulässige Akzeptanzgrenze wird um einen Sicherheitsabstand reduziert. Dadurch sinkt das Risiko, ein tatsächlich außerhalb der Spezifikation liegendes Gerät zu akzeptieren.
Geteilte Risikobetrachtung
Bei grenznahen Ergebnissen können zusätzliche Bereiche wie „bedingt akzeptiert“, „nicht eindeutig“ oder „weitere Bewertung erforderlich“ vorgesehen werden.
Es gibt nicht für jede Anwendung eine universell richtige Entscheidungsregel. Die geeignete Regel hängt unter anderem ab von:
- Risiko eines falschen Akzeptierens,
- Risiko eines falschen Zurückweisens,
- Bedeutung der Messstelle,
- Messunsicherheit des Kalibrierverfahrens,
- vertraglichen und normativen Anforderungen.
Die Entscheidungsregel sollte vor der Konformitätsbewertung festgelegt und im Kalibrierschein oder in der zugehörigen Vereinbarung nachvollziehbar beschrieben sein.
As-Found und As-Left richtig bewerten
As-Found
As-Found beschreibt den Zustand, in dem das Messgerät beim Kalibrierlabor eingegangen ist beziehungsweise vor einer Justage vorgefunden wurde.
Diese Werte zeigen, wie das Gerät im vorherigen Einsatz voraussichtlich gemessen hat. Sie sind deshalb besonders wichtig für:
- Rückwirkungsbewertungen,
- Bewertung früherer Prüfungen,
- Erkennung von Drift,
- Anpassung des Kalibrierintervalls,
- Beurteilung von Überlastung oder Beschädigung.
As-Left
As-Left beschreibt den Zustand nach Abschluss der Arbeiten. Wurde das Gerät justiert, zeigen die As-Left-Werte die Ergebnisse nach dieser Veränderung.
Ein Gerät kann daher:
- As-Found außerhalb der Toleranz liegen,
- justiert werden,
- As-Left wieder innerhalb der Toleranz liegen.
Für die zukünftige Nutzung ist der As-Left-Zustand wichtig. Für die Bewertung zurückliegender Messungen ist dagegen der As-Found-Zustand entscheidend.
Enthält ein Kalibrierschein nach einer Justage nur die As-Left-Werte, ist der vorherige Zustand nicht mehr vollständig nachvollziehbar.
Kalibrieren und Justieren unterscheiden
| Vorgang | Bedeutung | Verändert das Gerät? |
|---|---|---|
| Kalibrieren | Abweichung gegenüber einer Referenz ermitteln und dokumentieren | Nein |
| Justieren | Messgerät einstellen, um die Abweichung zu reduzieren | Ja |
| Bewerten | Ergebnis mit einer Toleranz und Entscheidungsregel vergleichen | Nein |
| Reparieren | Defekte oder verschlissene Komponenten instand setzen | Ja |
Nach einer Justage muss erneut kalibriert werden, damit der veränderte Zustand dokumentiert ist.
Auf dem Kalibrierschein sollte erkennbar sein:
- ob eine Justage durchgeführt wurde,
- wann sie erfolgt ist,
- welche Werte vor der Justage gemessen wurden,
- welche Werte nach der Justage gemessen wurden.
Ein Nullabgleich kann ebenfalls eine Veränderung des Gerätezustands darstellen. Wird das Gerät vor der Dokumentation des ursprünglichen Nullpunktfehlers auf null gesetzt, geht eine wichtige As-Found-Information verloren.
Was bedeutet messtechnische Rückführbarkeit?
Messtechnische Rückführbarkeit bedeutet, dass ein Messergebnis über eine dokumentierte, ununterbrochene Kette von Kalibrierungen mit einer geeigneten Referenz verbunden ist. Jede Stufe dieser Kette trägt zur Messunsicherheit bei.
Zur Rückführbarkeit gehören unter anderem:
- eindeutig identifizierte Referenzmessmittel,
- dokumentierte Kalibrierungen,
- angegebene Messunsicherheiten,
- definierte Messverfahren,
- technische Kompetenz der beteiligten Stellen,
- Bezug zu anerkannten Messnormalen oder Einheiten.
Rückführbarkeit bedeutet jedoch nicht automatisch, dass:
- die Messunsicherheit für jede Anwendung klein genug ist,
- das Messgerät innerhalb seiner Toleranz liegt,
- keine Bedien- oder Anschlussfehler vorliegen,
- das Prüfmittel für den vorgesehenen Prozess geeignet ist.
Ein rückführbar kalibriertes Gerät kann für eine besonders enge Toleranz trotzdem zu ungenau sein.
Messpunkte und Arbeitsbereich beurteilen
Ein Kalibrierschein gilt nicht pauschal für jeden beliebigen Wert innerhalb des Messbereichs. Entscheidend ist, welche Punkte tatsächlich geprüft wurden.
Zu betrachten sind:
- Messbereichsanfang,
- relevanter Arbeitsbereich,
- Messbereichsmitte,
- Messbereichsende,
- steigende und fallende Messreihen,
- Nullpunkt vor und nach Belastung,
- wiederholte Messungen,
- gegebenenfalls besondere Betriebspunkte.
Zwischen zwei Kalibrierpunkten kann die Abweichung nicht beliebig genau vorhergesagt werden. Besonders bei nichtlinearem Verhalten sollte der Kalibrierpunkt möglichst nahe am realen Arbeitspunkt liegen.
Bei Druckmessgeräten können beispielsweise Hysterese, Nullpunktverschiebung und Überlastung relevant sein. Bei Temperaturfühlern sind Eintauchtiefe, Wärmeableitung und Homogenität zu berücksichtigen. Bei elektrischen Messgeräten können Messbereich, Frequenz und Signalform entscheidend sein.
Prüfmittelentscheidung systematisch treffen
Nach dem Lesen des Kalibrierscheins sollte eine dokumentierte Entscheidung getroffen werden.
| Ergebnis | Mögliche Entscheidung |
|---|---|
| Abweichungen deutlich innerhalb der Toleranz | Weiterverwenden |
| Grenznahes Ergebnis | Entscheidungsregel prüfen, Einsatz einschränken oder Intervall verkürzen |
| Nur einzelne Bereiche außerhalb der Toleranz | Verwendung auf geeigneten Teilbereich begrenzen |
| As-Found außerhalb, As-Left innerhalb | Weiterverwenden und frühere Messungen bewerten |
| Auch As-Left außerhalb | Reparieren, ersetzen oder für weniger kritische Aufgabe neu einstufen |
| Messunsicherheit zu groß | Geeigneteres Kalibrierverfahren oder engeren Referenzbereich wählen |
Die Entscheidung sollte nicht ausschließlich aus der Gerätehersteller-Spezifikation abgeleitet werden. Häufig ist die tatsächliche Prozessanforderung enger oder weiter als die ursprüngliche Gerätespezifikation.
Mögliche Maßnahmen sind:
- uneingeschränkte Freigabe,
- Freigabe nur für einen Teilmessbereich,
- Korrekturwerte in der Anwendung berücksichtigen,
- Kalibrierintervall verkürzen,
- Justage oder Reparatur veranlassen,
- Gerät ersetzen,
- Prüfmittel in eine weniger kritische Verwendung überführen.
Wann ist eine Rückwirkungsbewertung erforderlich?
Liegt ein Messgerät im As-Found-Zustand außerhalb der zulässigen Toleranz, muss geprüft werden, welche Auswirkungen dies auf frühere Messungen haben könnte.
Zu klären sind:
- Seit wann könnte die Abweichung bestanden haben?
- Welche Produkte, Anlagen oder Prüfungen waren betroffen?
- In welchem Messbereich wurde das Gerät eingesetzt?
- Wie groß war der Abstand zwischen Messwert und Entscheidungsgrenze?
- Wurde das Gerät zur Freigabe anderer Prüfmittel verwendet?
- Existieren Vergleichswerte oder redundante Messungen?
- Können betroffene Ergebnisse nachträglich überprüft werden?
Eine Abweichung außerhalb der Toleranz bedeutet nicht automatisch, dass alle früheren Ergebnisse ungültig sind. Die Auswirkung muss anhand des tatsächlichen Einsatzes bewertet werden.
Beispiel: Ein Manometer zeigt bei 100 bar um 0,8 bar zu hoch an. Wurde es nur zur groben Anlagenkontrolle mit einer zulässigen Abweichung von ±5 bar verwendet, kann die Auswirkung gering sein. Wurde es zur Freigabe eines Prüfprozesses mit einer Toleranz von ±0,5 bar eingesetzt, ist eine detaillierte Bewertung erforderlich.
Werkskalibrierschein oder akkreditierte Kalibrierung?
Werkskalibrierschein
Ein Werkskalibrierschein wird nach den Verfahren des Herstellers oder Kalibrierdienstleisters erstellt. Umfang, Rückführbarkeit, Messpunkte und Unsicherheitsangaben können je nach Anbieter unterschiedlich sein.
Ein Werkskalibrierschein kann für viele betriebliche Anwendungen ausreichend sein, sofern:
- die Rückführbarkeit nachvollziehbar ist,
- die Messunsicherheit zur Anwendung passt,
- die benötigten Messpunkte enthalten sind,
- interne und kundenseitige Anforderungen erfüllt werden.
Akkreditierte Kalibrierung
Eine akkreditierte Kalibrierung wird innerhalb des akkreditierten Umfangs eines Kalibrierlabors durchgeführt. Die Akkreditierung bestätigt die technische Kompetenz des Labors für die aufgeführten Messgrößen, Bereiche und Messunsicherheiten.
Eine akkreditierte Kalibrierung kann erforderlich oder sinnvoll sein bei:
- entsprechenden Kundenforderungen,
- engen Messunsicherheitsanforderungen,
- auditkritischen Prüfmitteln,
- Referenz- und Normalmessmitteln,
- vertraglich oder normativ geregelten Anwendungen.
Auch bei einer akkreditierten Kalibrierung muss geprüft werden, ob der tatsächliche Messbereich und die erforderliche Messunsicherheit vom akkreditierten Umfang abgedeckt sind.
Typische Fehlinterpretationen
„Kalibriert“ wird mit „bestanden“ gleichgesetzt
Eine Kalibrierung dokumentiert zunächst das Messergebnis. Eine Bestanden-Aussage benötigt eine Toleranz und eine Entscheidungsregel.
Die Messunsicherheit wird zur Abweichung addiert und als Fehler bezeichnet
Abweichung und Messunsicherheit sind unterschiedliche Größen. Die Unsicherheit beschreibt die Aussagekraft des Ergebnisses.
Nur die As-Left-Werte werden betrachtet
Dadurch bleibt unklar, wie das Gerät vor einer Justage im Betrieb gemessen hat.
Die Toleranz des Prozesses wird mit der Gerätegenauigkeit verwechselt
Die Prozessanforderung muss separat festgelegt werden und kann von der Herstellerangabe abweichen.
Viele Nachkommastellen werden als hohe Genauigkeit interpretiert
Die Anzeigeauflösung ist nur ein Bestandteil. Messabweichung und Messunsicherheit können deutlich größer sein.
Das Vorzeichen der Abweichung wird falsch verstanden
Je nach Definition kann ein positives Vorzeichen eine zu hohe Anzeige oder einen positiven Korrekturwert bedeuten.
Ein einzelner Messpunkt wird auf den gesamten Bereich übertragen
Nullpunktfehler, Nichtlinearität oder Hysterese bleiben dadurch unberücksichtigt.
Rückführbarkeit wird mit Eignung gleichgesetzt
Ein rückführbares Ergebnis kann für die konkrete Toleranz trotzdem eine zu große Messunsicherheit besitzen.
Das Kalibrierintervall wird unabhängig von den Ergebnissen beibehalten
Wiederkehrende Drift oder grenznahe Werte sollten bei der Intervallplanung berücksichtigt werden.
Praxisbeispiel: Digitalmanometer bewerten
Ein Digitalmanometer mit einem Messbereich von 0 bis 100 bar wird jährlich kalibriert. Im Betrieb dient es zur Freigabe eines Prüfprozesses. Die intern festgelegte Toleranz beträgt ±0,05 bar am Arbeitspunkt von 10 bar.
Der Kalibrierschein enthält im As-Found-Zustand folgende Werte:
| Referenzwert | Anzeige | Messabweichung | Erweiterte Messunsicherheit |
|---|---|---|---|
| 0,000 bar | 0,010 bar | +0,010 bar | 0,010 bar |
| 5,000 bar | 5,025 bar | +0,025 bar | 0,012 bar |
| 10,000 bar | 10,042 bar | +0,042 bar | 0,015 bar |
| 50,000 bar | 50,090 bar | +0,090 bar | 0,025 bar |
Bei 10 bar liegt die reine Messabweichung von +0,042 bar innerhalb der Toleranz von ±0,05 bar. Unter Berücksichtigung der erweiterten Messunsicherheit reicht der mögliche Bereich jedoch bis über die Toleranzgrenze hinaus:
0,042 bar + 0,015 bar = 0,057 bar
Ob das Gerät an diesem Punkt als konform bewertet wird, hängt von der vereinbarten Entscheidungsregel ab.
Bei 50 bar liegt die Abweichung eindeutig außerhalb der internen Toleranz von ±0,05 bar. Da das Gerät im Prozess hauptsächlich bei 10 bar verwendet wurde, darf der 50-bar-Wert nicht ohne weitere Betrachtung auf den tatsächlichen Einsatz übertragen werden. Er zeigt jedoch eine zunehmende Abweichung über den Messbereich.
Das Gerät wird justiert. Im As-Left-Zustand beträgt die Abweichung bei 10 bar nur noch +0,005 bar.
Die daraus folgenden Maßnahmen sind:
- Freigabe für die zukünftige Verwendung nach Bewertung der As-Left-Werte,
- Prüfung früherer Freigaben im Bereich um 10 bar,
- Bewertung der angewendeten Entscheidungsregel,
- gegebenenfalls Verkürzung des Kalibrierintervalls,
- Beobachtung der Drift bei der nächsten Kalibrierung.
Das Beispiel zeigt: Ein gutes As-Left-Ergebnis beseitigt nicht automatisch die Bedeutung eines auffälligen As-Found-Ergebnisses.
Checkliste zum Lesen eines Kalibrierscheins
- Gerät identifizieren: Seriennummer, Typ und Messbereich kontrollieren.
- Kalibrierdatum prüfen: Einordnung in die Prüfmittelhistorie vornehmen.
- Messpunkte bewerten: Passen sie zum realen Arbeitsbereich?
- Referenz und Prüfling unterscheiden: Tabellenüberschriften genau lesen.
- Vorzeichen prüfen: Definition von Abweichung oder Korrektur kontrollieren.
- Messunsicherheit zuordnen: Wert, Einheit und Erweiterungsfaktor prüfen.
- Toleranz bestimmen: Prozess- oder Gerätegrenze eindeutig festlegen.
- Entscheidungsregel lesen: Wie wurde die Messunsicherheit berücksichtigt?
- Konformitätsaussage suchen: Ist tatsächlich „bestanden“ oder „nicht bestanden“ angegeben?
- As-Found prüfen: Zustand vor einer Justage bewerten.
- As-Left prüfen: Zustand nach Abschluss der Arbeiten bewerten.
- Justage erkennen: Wurde das Messgerät verändert?
- Rückwirkungsbewertung durchführen: Frühere Messungen bei Abweichungen prüfen.
- Prüfmittelentscheidung dokumentieren: Freigabe, Einschränkung, Reparatur oder Austausch festlegen.
- Intervall überprüfen: Drift und Historie bei der nächsten Frist berücksichtigen.
Welche Leistungen und Produkte eignen sich?
Kalibriertechnik
Die Kategorie Kalibriertechnik umfasst Geräte und Systeme für die Kalibrierung von Druck, Temperatur, elektrischen Prozesssignalen und Feuchte.
Je nach Messaufgabe stehen unter anderem zur Verfügung:
- Druckkalibratoren und Referenzdruckmessgeräte,
- pneumatische und hydraulische Druckquellen,
- Temperaturkalibratoren und Referenzfühler,
- Prozesskalibratoren für mA, V, RTD und Thermoelemente,
- Simulatoren für elektrische und sensorische Signale,
- Feuchtekalibratoren,
- Kalibriersoftware zur Prüfmittelverwaltung und Dokumentation.
Bei der Auswahl sollte nicht nur die Gerätegenauigkeit betrachtet werden. Messbereich, Messunsicherheit, Stabilität, benötigte Prüfpunkte und gewünschte Dokumentation müssen zur jeweiligen Toleranz passen.
Kalibrierservice und Messgerät kalibrieren
Über den Bereich Kalibrierservice / Messgerät kalibrieren können Kalibrierungen für unterschiedliche Messgrößen und Gerätearten angefragt werden.
Für eine eindeutige Beauftragung sollten angegeben werden:
- Gerätetyp und Messbereich,
- gewünschte Messpunkte,
- relevanter Arbeitsbereich,
- benötigte Messunsicherheit,
- Werks- oder akkreditierte Kalibrierung,
- gewünschte Konformitätsaussage,
- anzuwendende Toleranz,
- gewünschte Entscheidungsregel,
- Vorgehensweise bei erforderlicher Justage,
- Anforderung an As-Found- und As-Left-Werte.
Besonders bei qualitätskritischen Prüfmitteln sollte vorab festgelegt werden, ob das Labor ohne Rückfrage justieren darf oder zunächst die As-Found-Ergebnisse übermitteln soll.
Fazit: Ein Kalibrierschein liefert Messergebnisse – die Verwendungsentscheidung braucht zusätzliche Regeln
Ein Kalibrierschein zeigt, wie ein Messgerät an definierten Punkten im Vergleich zu einer Referenz gemessen hat. Die wichtigste Größe ist dabei nicht allein die angezeigte Abweichung.
Für eine belastbare Bewertung müssen Messabweichung, Messunsicherheit, Toleranz und Entscheidungsregel gemeinsam betrachtet werden. Eine Abweichung innerhalb der Toleranz bedeutet nicht automatisch, dass das Ergebnis unter Berücksichtigung der Messunsicherheit eindeutig konform ist.
Eine Konformitätsaussage ist nur aussagekräftig, wenn die zugrunde liegende Spezifikation und Entscheidungsregel bekannt sind. Fehlt eine solche Aussage, muss der Betreiber die Prüfmittelentscheidung anhand seiner eigenen Anforderungen treffen.
As-Found dokumentiert den Zustand vor einer möglichen Justage und ist für die Bewertung früherer Messungen entscheidend. As-Left zeigt den Zustand nach Abschluss der Arbeiten und ist für die weitere Verwendung wichtig.
Messtechnische Rückführbarkeit stellt die nachvollziehbare Verbindung zu einer Referenz her. Sie garantiert jedoch nicht automatisch, dass Messunsicherheit, Messbereich und Prüfverfahren für jede Anwendung geeignet sind.
Ein Kalibrierschein sollte deshalb nie nur abgelegt werden. Er muss fachlich bewertet, mit der Prüfmittelhistorie verknüpft und in eine dokumentierte Entscheidung über Freigabe, Einschränkung, Justage, Reparatur oder Austausch überführt werden.
Häufige Fragen zum Kalibrierschein
Bedeutet ein Kalibrierschein automatisch, dass das Gerät bestanden hat?
Nein. Eine Kalibrierung dokumentiert zunächst Messwerte, Abweichungen und Messunsicherheiten. Eine Bestanden-Aussage benötigt eine festgelegte Toleranz, eine Entscheidungsregel und eine entsprechende Konformitätsaussage.
Was ist die Messabweichung?
Die Messabweichung ist die Differenz zwischen dem vom Prüfling angezeigten Wert und dem Referenzwert. Die genaue Vorzeichenkonvention muss dem Kalibrierschein entnommen werden.
Was ist die Messunsicherheit?
Sie beschreibt die begrenzte Aussagekraft des Kalibrierergebnisses und den dem Ergebnis zugeordneten Unsicherheitsbereich. Sie ist nicht mit der Messabweichung gleichzusetzen.
Was bedeutet k = 2?
Der Wert ist der verwendete Erweiterungsfaktor. Bei geeigneten Voraussetzungen entspricht k = 2 häufig einer Überdeckungswahrscheinlichkeit von ungefähr 95 %. Maßgeblich ist die Erklärung im Kalibrierschein.
Wer legt die Toleranz fest?
Die Toleranz ergibt sich aus der Anwendung, Prozessanforderung, Herstellerangabe, internen QM-Vorgabe, Kundenforderung oder einer anwendbaren Vorschrift.
Was ist eine Entscheidungsregel?
Sie beschreibt, wie Messunsicherheit und Toleranz bei der Aussage „konform“ oder „nicht konform“ berücksichtigt werden.
Was bedeutet As-Found?
As-Found bezeichnet den Zustand des Messgeräts vor einer Justage. Diese Werte zeigen, wie das Gerät zuvor im Betrieb gemessen hat.
Was bedeutet As-Left?
As-Left bezeichnet den Zustand nach Abschluss der Arbeiten, beispielsweise nach einer Justage und anschließenden erneuten Kalibrierung.
Was ist der Unterschied zwischen Kalibrieren und Justieren?
Beim Kalibrieren wird die Abweichung ermittelt und dokumentiert. Beim Justieren wird das Messgerät verändert, um seine Abweichung zu reduzieren.
Muss bei einer Abweichung außerhalb der Toleranz jedes frühere Messergebnis verworfen werden?
Nein. Es muss bewertet werden, welche Messungen betroffen waren, in welchem Bereich das Gerät verwendet wurde und ob die Abweichung für die damalige Entscheidung relevant war.
Reicht ein Werkskalibrierschein aus?
Das hängt von den internen, kundenseitigen und normativen Anforderungen ab. Messpunkte, Messunsicherheit, Rückführbarkeit und Dokumentationsumfang müssen zur Anwendung passen.
Ist eine akkreditierte Kalibrierung automatisch genauer?
Nicht allein aufgrund der Bezeichnung. Entscheidend sind der akkreditierte Messbereich, die ausgewiesene Messunsicherheit, das Verfahren und die Eignung für die konkrete Messaufgabe.
Warum sind die Messpunkte wichtig?
Der Kalibrierschein belegt das Verhalten an den tatsächlich geprüften Punkten. Ein weit entfernter Kalibrierpunkt ist für den realen Arbeitspunkt möglicherweise nur begrenzt aussagekräftig.
Welche Angaben benötigt ICS Schneider für eine Kalibrieranfrage?
Benötigt werden Gerätetyp, Messgröße, Messbereich, gewünschte Messpunkte, relevanter Arbeitsbereich, erforderliche Messunsicherheit, gewünschte Zertifikatsart, Toleranz, Konformitätsaussage, Entscheidungsregel sowie Vorgaben zu Justage, As-Found und As-Left.