Quelltext der Seite Genauigkeitsklasse

Die '''Genauigkeitsklasse''' eines [[Messgerät]]es legt die maximal zu erwartende [[Messabweichung|Abweichung]] eines [[Messwert]]es vom ''[[Wahrer Wert|wahren Wert]]'' der zu messenden [[Messgröße|physikalischen Größe]] fest, soweit die Abweichung durch das Messgerät selbst bedingt ist. Einerseits kann ein Messgerät nicht exakt eingestellt werden; andererseits können sich seine Eigenschaften durch äußere Einflüsse ändern. Mit der Einstufung in eine Genauigkeitsklasse wird ein Qualitätsmerkmal geliefert, in welchem Umfang diese Ursachen zu einer Messabweichung führen dürfen.

Normen verwenden den Begriff z.&nbsp;B. für [[Stromwandler]], [[Genauigkeitsklasse eines Wiegesystems|Wiegesysteme]] oder direkt wirkende Messgeräte mit [[Skalenanzeige]]. Für die weit verbreiteten Strom- und Spannungsmessgeräte mit [[Ziffernanzeige]] sind derartige Klassen nicht bekannt; ''dazu siehe [[Digitalmultimeter]], [[Messgeräteabweichung#Messgeräte mit Ziffernanzeige|Messgeräteabweichung]], [[Auflösung (Digitaltechnik)]]''.

[[Datei:Amperemeter.png|mini|Skale eines Drehspulmessgeräts der Klasse&nbsp;2,5 für senkrechte Betriebslage (Symbole rechts).<br />Unter Referenzbedingungen beträgt bei diesem Messgerät der Grenzwert der Abweichung 2,5 % des Messbereichs-Endwertes 10&nbsp;A, also 0,25&nbsp;A.]]

== Begriffe ==
=== Genauigkeitsklasse ===
In der für die [[Messtechnik]] grundlegenden [[DIN 1319]] wird der Begriff Genauigkeitsklasse definiert als {{"|eine Klasse von [[Messgerät]]en, die vorgegebene [[Messtechnik|messtechnische]] Forderungen erfüllen, so dass [[Messabweichung]]en dieser Messgeräte innerhalb festgelegter [[Fehlergrenze|Grenzen]] bleiben}}.

=== Genauigkeit ===
In EN 60051 wird die Genauigkeit eines Messgerätes definiert {{"|als Grad der Übereinstimmung zwischen angezeigtem und richtigem Wert. Die Genauigkeit […] ist durch die Grenzen der Eigenabweichung und die Grenzen der Einflusseffekte bestimmt}}. Die Begriffe werden nachfolgend erklärt.

=== Klassenzeichen ===
Messgeräte, die bestimmte Anforderungen an die Genauigkeit erfüllen, können einer Genauigkeitsklasse zugeordnet werden. Diese Klasse wird durch ein Klassenzeichen in Form einer Zahl gekennzeichnet. Im Bild oben ist das 2,5. Ein Zusatz, z.&nbsp;B. ein Kreis, der die Zahl umschließt, kann hinzukommen.

== Fehlergrenzen für direkt wirkende Messgeräte mit Skalenanzeige ==
{| class="wikitable float-right" style="width:28em;"
|-
! colspan="2" style="background: #FFDEAD;" |[[DIN]] [[Euronorm|EN]] 60051
|-
| style="background:white" valign="top" | ''' Titel '''
| style="background:white" valign="top" | Direkt wirkende anzeigende elektrische Meßgeräte und ihr Zubehör; Meßgeräte mit Skalenanzeige
|-
| style="background:white" valign="top" | ''' Bereich '''
| style="background:white" valign="top" | [[Messgerät]]e
|-
| style="background:white" valign="top" | ''' Regelt '''
| style="background:white" valign="top" | Teil 1: Definitionen und allgemeine Anforderungen für alle Teile dieser Norm <br /> Teil 2: Spezielle Anforderungen für Strom- und Spannungs-Meßgeräte <br />Teil 3: … für Wirk- und Blindleistungs-Meßgeräte <br /> Teil 4: … für Frequenz-Meßgeräte <br />Teil 5: … für Phasenverschiebungswinkel-Meßgeräte, Leistungsfaktor-Meßgeräte und Synchronoskope <br />Teil 6: … für Widerstands- und Leitfähigkeits-Meßgeräte <br />Teil 7: … für Vielfach-Meßgeräte <br />Teil 8: … für Zubehör <br />Teil 9: Empfohlene Prüfverfahren
|-
| style="background:white" valign="top" | ''' Erscheinungsjahr '''
| style="background:white" valign="top" | Deutsche Fassung DIN EN 60051-1: 1999;<br />-2…-9: 1991…96
|-
| style="background:white" valign="top" | ''' Anmerkungen '''
| style="background:white" valign="top" | ersetzt: DIN 43780; [[Verband der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik|VDE]]&nbsp;0410<br />Basis: [[International Electrotechnical Commission|IEC]]&nbsp;60051
|}
Die hierzu erlassene [[Europäische Norm|EN]] 60051 ist außerordentlich vielfältig, so dass hier nur Grundzüge erläutert werden. Ältere Messgeräte sind noch nach den ähnlichen Vorgänger-Vorschriften [[DIN-Norm|DIN]] 43780 oder [[Verband der Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik|VDE]] 0410 gefertigt worden.

Außerdem beschränkt sich diese Aufstellung auf Strom- und Spannungs-Messgeräte in den bevorzugten Ausführungen nach EN&nbsp;60051-2.

Ein Hersteller, der sein Messgerät durch Angabe eines Klassenzeichens qualifiziert, garantiert die Einhaltung
* der Grenzen der ''Eigenabweichung'' (früher des ''Grundfehlers''),
* der Grenzen der ''Einflusseffekte''.

=== Eigenabweichung ===
Wird ein Messgerät ''unter Referenzbedingungen'' (denselben Bedingungen wie bei der [[Justierung]]) und ''innerhalb des [[Messbereich]]es'' betrieben, so heißt eine dann auftretende Messabweichung ''Eigenabweichung''.

==== Grenzwert ====
Die Eigenabweichung darf die beispielhaft zum Klassenzeichen 2,5 angegebenen Werte nicht übersteigen (im Sinne einer [[Fehlergrenze]] dem Betrage nach)
* 2,5 % des [[Messbereichsendwert]]es, wenn der [[Nullpunkt]] an einem Ende des Messbereichs liegt,
* 2,5 % des Messbereichsendwertes, wenn der mechanische oder elektrische Nullpunkt außerhalb des Messbereiches liegt,
* 2,5 % der Summe (ungeachtet des Vorzeichens) der Messbereichsendwerte, wenn der Nullpunkt innerhalb der [[Skale]] liegt.
Bei einem Zusatz zum Klassenzeichen, z. B. Kreis, gilt eine andere Bezugsgröße.

''Beispiel:'' Strommesser mit Messbereich 0 bis 100 mA, linear geteilt, Klassenzeichen 1
: Die Grenze der Eigenabweichung ist <math>G</math> = 1 % · 100&nbsp;mA = 1&nbsp;mA. Diese Grenze ist eine Konstante über den gesamten Messbereich.
: Hinweis: Die relative Fehlergrenze <math>g</math> eines [[Messwert]]es hat nur bei 100&nbsp;mA den Wert <math>g</math> = 1 %, für jeden anderen Messwert ist sie größer. Bei 25&nbsp;mA beträgt sie bereits 4 %, da der Bezugswert für die relative Fehlergrenze ''des Messwertes'' der jeweilige Messwert ist.

::<math>g</math> = <math>\tfrac{1\ \mathrm{mA}}{100\ \mathrm{mA}}</math> = 0,01 = 1 %

::<math>g</math> = <math>\tfrac{1\ \mathrm{mA}}{25\ \mathrm{mA}}</math> = 0,04 = 4 %

==== Referenzbedingungen ====
Zur Definition der Eigenabweichung gehört die Festlegung der [[Referenzbedingung]]en (Referenzwert oder -bereich). Im Wesentlichen ist festgelegt:
{| class="wikitable"
|- class="hintergrundfarbe6"
!Einflussgröße || Referenzbedingung || zulässige Grenzen der Referenzbedingung
|-
|Umgebungs[[temperatur]] || 23 °C (früher 20 °C) || 2 K bei Klassenzeichen 0,5 oder größer, sonst 1&nbsp;K
|-
|[[Winkel|Lage]] || gemäß Beschriftung || 1°
|-
|[[Magnetisches Feld|Magnetisches Fremdfeld]] || gänzliches Fehlen || Erdfeld erlaubt
|-
|[[Elektrisches Feld|Elektrisches Fremdfeld]] || gänzliches Fehlen || &nbsp;
|-
|[[Frequenz]] einer [[Wechselgröße]] || 45 … 65 Hz || &nbsp;
|-
|[[Wechselstrom#Zeitlicher Verlauf|Kurvenform]] einer Wechselgröße || sinusförmig || &nbsp;
|-
|[[Restwelligkeit|Welligkeit]] einer Gleichgröße || null || &nbsp;
|}

==== Messbereich ====
[[Datei:Dreheisenskala.jpg|mini|Anzeigebereich 0 … 12 A<br />Messbereich 0,6 … 6 A<br />In Klasse 2,5 Grenzwert der Eigenabweichung 2,5 %·6&nbsp;A = 0,15&nbsp;A]]
Da die Angaben zum oben genannten Grenzwert nur innerhalb des [[Messbereich]]s gelten, muss der Messbereich erkennbar sein, falls er nicht mit der Skalenlänge übereinstimmt. Es gibt drei Möglichkeiten der Kennzeichnung des Messbereichs auf der [[Skale]]:
* Keine Feinteilung außerhalb des Messbereiches,
* Messbereichsgrenze gekennzeichnet durch Punkt,
* verstärkter (breiter gezeichneter) Skalenbogen im Messbereich.

=== Einflusseffekte ===
Wird das Messgerät nicht unter Referenzbedingungen betrieben, so können ''zusätzlich zur Eigenabweichung'' weitere Abweichungen entstehen.

==== Einzelner Einflusseffekt ====
Bei einer einzelnen, nicht eingehaltenen Einflussgröße darf der von ihr hervorgerufene Einflusseffekt ebenfalls nicht größer sein als der oben mittels des Klassenzeichens festgelegte Grenzwert, jedoch noch versehen mit einem Korrekturfaktor. Dieses gilt allerdings nur in einem bestimmten ''Nenngebrauchsbereich'':
{| class="wikitable"
|- class="hintergrundfarbe6"
!Einflussgröße || Grenzen des Nenngebrauchsbereiches || Korrekturfaktor
|-
|Umgebungstemperatur || Referenztemperatur ± 10 °C || 100 %
|-
|Lage || von der Referenzlage aus 5° in jede Richtung || &nbsp;50 %
|-
|Frequenz || Referenzbereich ± 10 % der jeweiligen Grenze || 100 %
|}

==== Mehrere Einflusseffekte ====
Wenn zwei oder mehr Einflussgrößen von ihren Referenzbedingungen bis zu einem Wert innerhalb des Nenngebrauchsbereiches abweichen, darf der resultierende Einflusseffekt nicht größer sein als die Summe der zulässigen Einzeleffekte.

''Beispiel: '' Das oben beschriebene Messgerät wird bei 28 °C und um 4° geneigt betrieben.
: Dann ist der Grenzwert der Messabweichung <math>G</math> = (1 + 1 + 0,5)&nbsp;mA = 2,5&nbsp;mA
: (Eigenabweichung + Abweichung durch Temperatureinfluss + Abweichung durch Lageeinfluss).
''Beispiel: '' Das oben beschriebene Messgerät wird bei 28 °C und um 10° geneigt betrieben.
: Keine Garantie zu eingehaltener Messabweichung, da der Nenngebrauchsbereich nicht eingehalten wird.

=== Abweichende Referenzbedingungen und Nenngebrauchsbereiche ===
Von den oben angegebenen Vorgaben der Norm darf abgewichen werden, wenn die Abweichung durch Beschriftung angegeben wird. Zum Beispiel:
{| class="wikitable"
|- class="hintergrundfarbe6"
!Beschriftung || Referenzwert/-bereich || Nenngebrauchsbereich
|-
|<u>27 °C</u> || 27 °C || 17 … 37 °C
|-
|35…<u>50</u>…60 Hz || 50 Hz || 35 … 60 Hz
|-
|23…<u>23</u>…37 °C || 23 °C || 23 … 37 °C
|-
|35…<u>45…55</u>…60 Hz || 45 … 55 Hz || 35 … 60 Hz
|}

=== Mit der Klassenzuordnung verbundene Anforderungen ===
Zu den Klassen werden nicht nur Anforderungen zur Genauigkeit, sondern verschiedene weitere Vorgaben festgeschrieben wie
* Bedingungen, die zu beachten sind, wenn es um die Einhaltung der Grenzen geht,
* Elektrische und mechanische Anforderungen, z.&nbsp;B. [[Überlastbarkeit (Messtechnik)|Überlastbarkeit]], [[Dämpfung]],
* Aufschriften,
* Prüfverfahren zur Feststellung der Einhaltung des genormten Verhaltens.

=== Geschichte ===
Nach der bis August 1976 geltenden Vorschrift VDE 0410 ''Regeln für elektrische Meßgeräte'' wurden diese Geräte in folgende Gruppen eingeteilt:
* Feinmessgeräte mit den Klassen 0,1 – 0,2 – 0,5
* Betriebsmessgeräte mit den Klassen 1 – 1,5 – 2,5 – 5

== Genauigkeitsklassen für weitere Messgeräte ==
* [[Druckmessgerät]]e: [http://de-de.wika.de/upload/DS_IN0002_D_1369.pdf Anzeigebereiche bei Druckmessgeräten Teilstrichabstand und Bezifferung der Skale nach EN 837] (abgerufen am 12. Oktober 2015)
* [[Stromwandler]]: [http://www.gawehn.com/faq/genauigkeitsklassen-fuer-strom-und-spannungswandler.html Vereinfachte Erklärung: Genauigkeitsklassen] (abgerufen am 12. Oktober 2015)
* Eichpflichtige Messgeräte wie [[Gaszähler]], [[Energiezähler]], [[Wärmezähler]], [[Maßverkörperung]]en:<br />{{EU-Richtlinie|2014|32|titel=über die Bereitstellung von Messgeräten auf dem Markt}}, Anhänge ab S.&nbsp;205, abgerufen am 26. Juli 2020

== Literatur ==
* Thomas Mühl: ''Einführung in die elektrische Messtechnik.'' 4. Auflage. Springer Fachmedien, Wiesbaden 2014, ISBN 978-3-8348-0899-8.
* Reinhard Lerch: ''Elektrische Messtechnik. Analoge, Digitale und Computergestützte Verfahren.'' 6. Auflage. Springer, Berlin 2012, ISBN 978-3-642-22608-3.

[[Kategorie:Messtechnische Kontrolle]]