Auflösung ist nicht gleich Genauigkeit: Die vier Kennzahlen unter den jeweiligen Bedingungen richtig interpretieren
Auflösung, Wiederholgenauigkeit, Linearität und Genauigkeit sind unterschiedliche Kennzahlen mit unterschiedlichen Messbedingungen. Wir erklären, warum Zahlen, die einfach nebeneinandergestellt werden, keinen gültigen Vergleich ermöglichen, und wie sie richtig zu interpretieren sind.
Anfragen zu technischen Daten und Auswahl von Wegmesssensoren
Drei Dinge, die passieren, wenn Sie ein Datenblatt falsch lesen
Entscheidend für die Auswahl sind nicht die Zahlen selbst, sondern die Bedingungen, unter denen diese Zahlen gemessen wurden.
Auflösung als Genauigkeit missverstehen und die falsche Auswahl treffen
Auflösung ist die kleinste identifizierbare Änderung. Feine Abstufungen bei Anzeige oder Ausgabe sind das eine; Änderungen in diesen Abstufungen tatsächlich erfassen zu können ist etwas anderes, und wie nahe der Wert am wahren Wert liegt, ist wieder etwas anderes. Wenn Sie die Auswahl nur anhand des Auflösungswerts treffen, können tatsächliche Messungen aufgrund der Auswirkungen von Linearität und Temperaturdrift außerhalb des erwarteten Regelbereichs liegen. Ausgangspunkt für die Auswahl ist, vor dem Blick in den Katalog zunächst zu bestimmen, welche Kennzahl den gewünschten Regelbereich beeinflusst.
Zahlen mit unterschiedlichen Messbedingungen direkt nebeneinander vergleichen
Wiederholgenauigkeit ist die Streuung bei wiederholten Messungen unter denselben Bedingungen. Die Zahlen ändern sich jedoch abhängig von der eingestellten Anzahl der Mittelungen, davon, ob sie als σ oder als volle ±-Breite angegeben sind, und bei welchem Messabstand der Wert gilt. Kataloge mit unterschiedlichen Bedingungsangaben nur anhand der Zahlen zu vergleichen, kann zu einem Ergebnis führen, das der tatsächlichen Leistung widerspricht. Beim Lesen müssen die Bedingungen zunächst angeglichen werden.
Vor-Ort-Bedingungen, die von den Annahmen der technischen Daten abweichen
Katalogwerte werden unter Verwendung von Standardmessobjekten, Montageabständen und Temperaturbedingungen gemessen. In tatsächlichen Umgebungen vor Ort kommen Bedingungen wie raue Messobjektoberflächen, spiegelnde Oberflächen, geneigte Messobjekte und Schwankungen der Umgebungstemperatur hinzu. Insbesondere zeigt sich Temperaturdrift bei langfristigen kontinuierlichen Messungen allmählich als Abweichung der Messwerte. Anstatt die in den technischen Daten angegebenen Werte vor Ort als garantierte Werte zu betrachten, muss geprüft werden, wie die Lücke bei den Bedingungen überbrückt werden kann.
Vier Schritte zum Lesen eines Datenblatts
Nachdem Sie die Bedeutung der Kennzahlen verstanden haben, gleichen Sie vor dem Vergleich die Bedingungen an.
- 1 Bestimmen Sie zuerst den zu kontrollierenden Wert – SCHRITT①. Entscheiden Sie zunächst, ob Sie Schwankungen unterdrücken möchten oder ob Sie die Richtigkeit des Absolutwerts benötigen. Im ersten Fall ist die Wiederholgenauigkeit die entscheidende Kennzahl; im zweiten Fall sind Linearität und Genauigkeit die entscheidenden Kennzahlen.
- 2 Prüfen Sie den Referenzwert ±% von F.S. – SCHRITT②. Die Linearität wird als „±◯% von F.S.“ angegeben. Da F.S. (Full Scale) die gesamte Breite des Messbereichs bezeichnet, ist bei gleichem Prozentwert der tatsächliche Fehler umso größer, je größer F.S. ist.
- 3 Lesen Sie die Messbedingungen für die Wiederholgenauigkeit – SCHRITT③. Prüfen Sie die Anzahl der Mittelungen, ob es sich um eine σ-Angabe oder die volle Breite handelt und bei welchem Messabstand der Wert gilt. Zahlen ohne angegebene Bedingungen können nicht unverändert mit den Werten anderer Hersteller verglichen werden.
- 4 Überbrücken Sie die Lücke zu den Vor-Ort-Bedingungen – SCHRITT④. Prüfen Sie den Oberflächenzustand des Messobjekts, die Neigung und Schwankungen der Umgebungstemperatur. Wenn die Bedingungen von den Annahmen der technischen Daten abweichen, überbrücken Sie die Lücke durch Auswahl des Sensorkopfs oder der Installationsmethode.
Einordnung der Unterschiede zwischen den vier Kennzahlen
Verstehen Sie getrennt, was die Kennzahl darstellt, was sie beeinflusst und unter welchen Bedingungen sie sich ändert.
| Betrachtungsweise | Auflösung | Wiederholgenauigkeit | Linearität | Genauigkeit |
|---|---|---|---|---|
Was sie darstellt |
Auflösung
Kleinste identifizierbare Änderung
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Wiederholgenauigkeit
Streuung bei wiederholten Messungen unter denselben Bedingungen
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Linearität
Abweichung von der Referenzlinie
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Genauigkeit
Gesamtnähe zum wahren Wert
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Wenn es darauf ankommt |
Auflösung
Wenn Sie kleinste Veränderungen erkennen möchten
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Wiederholgenauigkeit
Wenn Sie Schwankungen bei Gut-/Schlecht-Ergebnissen kontrollieren möchten
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Linearität
Wenn Sie Maße mit Absolutwerten verwalten möchten
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Genauigkeit
Beim Vergleich von Werten mit anderen Messinstrumenten
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Beispiele für Schreibweisen |
Auflösung
Werte in Einheiten von µm oder nm
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Wiederholgenauigkeit
±-Wert oder σ-Schreibweise
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Linearität
±% des F.S.
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Genauigkeit
Häufig einzeln angegeben
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Hinweise beim Lesen |
Auflösung
Eine hohe Auflösung bedeutet nicht zwangsläufig Genauigkeit / Nicht mit Anzeigeschritten verwechseln
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Wiederholgenauigkeit
Prüfen Sie die Anzahl der Mittelungen und ob es sich um σ oder die volle Breite handelt
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Linearität
F.S. prüfen (= gesamte Breite des Messbereichs)
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Genauigkeit
Prüfen Sie, was im Gesamtwert enthalten ist
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Änderungen je nach Messabstand |
Auflösung
Ändert sich je nach Sensorkopf und Abstand
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Wiederholgenauigkeit
Ändert sich je nach Abstand
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Linearität
Den angegebenen Bereich prüfen
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Genauigkeit
Ändert sich abhängig von den Bedingungen
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Auswirkung der Anzahl der Mittelungen |
Auflösung
Durch Erhöhen der Anzahl der Mittelungen wird die ablesbare Änderung reduziert
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Wiederholgenauigkeit
Der Wert ändert sich je nach Anzahl der Mittelungen
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Linearität
Nahezu keine Auswirkung
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Genauigkeit
Ändert sich abhängig von den Bedingungen
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Auswirkung des Oberflächenzustands des Messobjekts |
Auflösung
Verschlechtert sich, wenn die empfangene Lichtintensität abnimmt
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Wiederholgenauigkeit
Verschlechtert sich, wenn die empfangene Lichtintensität abnimmt
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Linearität
Ändert sich je nach Messobjekt
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Genauigkeit
Ändert sich je nach Messobjekt
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Auswirkung von Temperaturänderungen |
Auflösung
Über kurze Zeiträume nicht ohne Weiteres erkennbar
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Wiederholgenauigkeit
Über kurze Zeiträume nicht ohne Weiteres erkennbar
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Linearität
Bei konstanter Temperatur angegeben. Der Temperatureinfluss wird separat angegeben.
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Genauigkeit
Temperatureigenschaften berücksichtigen
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Bedingungen vor dem Vergleich der Werte angleichen
Auflösung, Wiederholgenauigkeit, Linearität und Genauigkeit ergeben selbst beim selben Produkt unterschiedliche Werte, wenn die Messbedingungen abweichen. Da die angenommene Anzahl der Mittelungen, der Messabstand und das Messobjekt je nach Hersteller unterschiedlich sind, lässt ein einfacher Vergleich der Werte im Katalog keine Rückschlüsse auf die relative Leistung zu. Der grundlegende Ansatz besteht darin, zunächst den Wert festzulegen, den Sie kontrollieren möchten, dann die Bedingungen anzugleichen und schließlich die Lücke zu den tatsächlichen Gegebenheiten vor Ort zu schließen.
Produkte, bei denen Sie technische Daten anhand der Bedingungen auswählen können
Da der Sensorkopf entsprechend der Oberflächenbeschaffenheit des Messobjekts und dem Installationsabstand ausgewählt werden kann, lässt sich die Lücke zwischen den technischen Daten und den tatsächlichen Bedingungen vor Ort bereits in der Konstruktionsphase schließen.
Mehr als 20 Sensorkopftypen zur Auswahl je nach Messobjekt und Abstand — Modellreihe LK-G5000
Ultraschnelle und hochgenaue Laser-Wegmesssensoren
Dies ist ein Sensor aus der Produktgruppe „Ultraschnelle und hochgenaue Laser-Wegmesssensoren“, der eine zuverlässige und bewährte Triangulation verwendet. Es stehen mehr als 20 Sensorkopftypen zur Verfügung, die entsprechend der Oberflächenbeschaffenheit des Messobjekts und dem Installationsabstand ausgewählt werden können; so ist eine Auswahl passend zum Messobjekt möglich, etwa Typ für Mikromessungen (Spot-Typ), Typ für Messungen rauer Oberflächen (Wide-Typ) und Typ für Messungen an transparenten Objekten/bei Spiegelreflexion (Mirror-Typ). Da sich die Werte in den technischen Daten je nach Messbedingungen ändern, ist die Auswahl des für das Messobjekt geeigneten Sensorkopfs der beste Weg, um die Katalogleistung im Feld zu erreichen.
Die ultraschnelle Abtastung mit bis zu 392 kHz erfasst nicht nur zuverlässig die Wegänderung bewegter und rotierender Messobjekte, sondern ist auch wirksam zur Verringerung von Streuungen durch Mittelwertbildung. Die automatische Lichtintensitätsregelung ABLE II gewährleistet stabile Messwerte auch dann, wenn sich die Reflexionsbedingungen des Messobjekts ändern. Mit Funktionen für Mittelwertbildung, Filterung, Auto-Zero und Kalibrierung ausgestattet, können Messungen unter klar angegebenen Messbedingungen verwaltet werden. Die Funktion zur Vermeidung gegenseitiger Interferenzen unterstützt die Installation mehrerer Sensorköpfe in geringem Abstand, und Messwerte können mithilfe der Datenspeicherfunktion gespeichert werden, sodass ein Betrieb unter Beibehaltung von Bedingungen und Ergebnissen möglich ist.
Klicken Sie hier für Produktinformationen zur Modellreihe LK-G5000
Ausführliche Unterlagen zur Modellreihe LK-G5000 herunterladen
Sie können kostenlos einen Katalog herunterladen, der die Typen, technischen Daten und Messbedingungen von Sensorköpfen zusammenfasst.
Anfragen zu technischen Daten und Auswahl von Wegmesssensoren
Beispiele für Kennwerte, die je nach Messbedingungen aussagekräftig sind
Auch bei demselben Datenblatt ändern sich die aussagekräftigen Kennwerte und geeigneten Sensorköpfe, wenn sich Messobjekt und Bedingungen ändern.
Vibrationsmessung an Ultraschallschweißmaschinen
Beim Messen eines mit hoher Geschwindigkeit vibrierenden Objekts wird bei einem zu langen Abtastzyklus die Wellenform selbst nicht erfasst. In dieser Situation müssen die Bedingungen für die Abtastung und die Anzahl der Mittelungen geprüft werden, bevor die Auflösung betrachtet wird.
Messung spiegelnder/transparenter Objekte
Spiegelnde und transparente Objekte reflektieren Licht anders als bei diffuser Reflexion, und normale Sensorköpfe können keine ausreichende empfangene Lichtintensität sicherstellen. An erster Stelle steht die Auswahl eines Sensorkopfs, der die Messobjektbedingungen erfüllt, die den Werten in den technischen Daten zugrunde liegen.
Fahrzeughöhenmessung im Freien und über große Entfernungen
Bei großen Entfernungen und im Freien zeigen sich die Auswirkungen von Umgebungslicht und Temperaturänderungen als Schwankungen der Messwerte. In dieser Situation muss die Langzeitstabilität statt kurzfristiger Streuung betrachtet werden.
Häufig gestellte Fragen zu den Unterschieden zwischen Genauigkeit, Wiederholgenauigkeit und Auflösung
FWas ist der Unterschied zwischen Auflösung und Genauigkeit?
A
Auflösung bezeichnet die kleinste erkennbare Änderung, während Genauigkeit angibt, wie nahe der Wert am wahren Wert liegt. Selbst wenn die Auflösung fein ist, weicht der Wert bei Einflüssen durch Linearität oder Temperaturdrift vom wahren Wert ab. Die Auflösung ist keine Garantie für Genauigkeit. Beachten Sie, dass die „Anzeigeauflösung“ der Anzeige der Anzeigeschritt ist und einen von der Auflösung getrennten Punkt darstellt. Selbst wenn der Schritt fein ist, bedeutet dies nicht zwangsläufig, dass Änderungen in dieser Einheit abgelesen werden können.
FWas gibt die Wiederholgenauigkeit an?
A
Dies bezeichnet die Streuung der Messwerte, wenn Messungen unter denselben Bedingungen wiederholt werden. Da sich die Werte jedoch je nach Anzahl der Mittelungen, je nachdem, ob sie in σ oder als vollständige ±-Breite angegeben werden, und je nach Messabstand, bei dem der Wert gilt, ändern, müssen sie zusammen mit den Bedingungen gelesen werden. Bei unserer Modellreihe LK-G5000 werden die aufgeführten Werte mit unserem Standardmessobjekt im Referenzabstand bei 16384 Mittelungen gemessen.
F Was bedeutet F.S. in „±% von F.S.“?
A
F.S. (Full Scale) bezeichnet die gesamte Breite des Messbereichs des Sensorkopfs. Bei einem Sensorkopf mit einem Messbereich von 20 ± 3 mm beträgt der F.S. beispielsweise 6 mm. Selbst bei denselben ±0,02 % von F.S. gilt: Je größer der F.S. des Sensorkopfs ist, desto größer ist die tatsächliche Größe des Fehlers. Anstatt nur auf den Prozentwert zu achten, sollten Sie auch den Millimeterwert prüfen, der für den F.S. des Sensorkopfs angegeben ist.
F Können Produkte verschiedener Hersteller nur anhand von Zahlenwerten verglichen werden?
A
Nein, das ist nicht möglich. Der Grund dafür ist, dass die zugrunde gelegte Anzahl der Mittelungen, der Messabstand und die Bedingungen des Messobjekts je nach Hersteller unterschiedlich sind. Am besten vergleichen Sie die Produkte, indem Sie die Positionen mit klar angegebenen Bedingungen angleichen, oder Sie bewerten sie, indem Sie auf der tatsächlichen Anlage dieselben Bedingungen herstellen.
F In welchem Kennwert ist Temperaturdrift enthalten?
A
Sie ist in keinem der vier Kennwerte enthalten. In vielen Katalogen wird sie als separater Punkt namens „Temperatureigenschaften“ angegeben, zum Beispiel als ○% von F.S./°C. Das liegt daran, dass sie nicht in kurzfristigen Schwankungen wie der Wiederholgenauigkeit auftritt, sondern in Form von Messwerten, die sich während einer langfristigen kontinuierlichen Messung langsam verändern. Bei der Überwachung über einen langen Zeitraum ist es erforderlich, dies zu berücksichtigen, indem der Wert der Temperatureigenschaften mit dem Temperaturschwankungsbereich am Einsatzort multipliziert wird.
F Welchen Kennwert sollte ich für meine Anwendung betrachten?
A
Wenn Sie Schwankungen bei der Gut-/Schlecht-Beurteilung unterdrücken möchten, ist die Wiederholgenauigkeit entscheidend; wenn Sie Abmessungen mit Absolutwerten überwachen möchten, sind Linearität und Genauigkeit entscheidend; und wenn Sie kleinste Änderungen erkennen möchten, steht die Auflösung im Mittelpunkt. Der schnellste Weg besteht darin, zuerst den Wert festzulegen, den Sie überwachen möchten, bevor Sie den Katalog lesen.
F Haben Sie Schwierigkeiten beim Lesen der Technischen Daten?
A
Wenn Sie uns Ihr Messobjekt und den Wert nennen, den Sie überwachen möchten, erläutern wir Ihnen den Sensorkopf, der Ihre Bedingungen erfüllt, und wie die Technischen Daten zu interpretieren sind. Bitte kontaktieren Sie uns über den Katalog oder das Anfrageformular.
