Präzision

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Präzision ist ein Kriterium zur Beurteilung der Qualität einer Messung oder eines Messverfahrens. Präzision und Richtigkeit sind Komponenten der Genauigkeit. Die Präzision charakterisiert die Streubreite der erhaltenen Werte.

Man quantifiziert die Präzision eines Verfahrens durch oftmaliges Wiederholen der Messung unter gleichen Umständen (auch: unter Wiederholbedingungen) mit demselben Messgerät oder Messsystem und Reduktion der einzelnen Ergebnisreihen nach normierten Algorithmen der Fehler- und Ausgleichsrechnung. Ein sehr präzises Verfahren liefert für dieselbe Aufgabe jeweils nahezu gleiche Ergebnisreihen. Die Präzision macht keine Aussagen darüber, wie weit die einzelnen Messwerte jeweils vom Wahren Wert entfernt sind, sondern sie beschreibt die Stabilität des Verfahrens. Die Präzision kann zahlenmäßig z. B. durch eine Streubreite oder durch eine Standardabweichung angegeben werden.

Um die Begriffe Genauigkeit und Präzision gegeneinander sinnvoll abzugrenzen, ist zunächst festzuhalten, dass hohe Präzision in technischen Zusammenhängen eine notwendige, aber nicht hinreichende Voraussetzung für hohe Genauigkeit darstellt. Dieser Zusammenhang, der sich als logische Konsequenz aus den oben gegebenen Kurzdefinitionen ergibt, wird durch die veraltete Wortgebung "Wiederholgenauigkeit" besser zum Ausdruck gebracht: Präzision ist ein auf den Aspekt der Reproduzierbarkeit eingeschränkter Bestandteil der Genauigkeit. So können technische Vorgänge zwar mit hoher Präzision dennoch ungenau ablaufen, umgekehrt aber kann eine unpräzise Technik keine genauen Ergebnisse hervorbringen; siehe dazu auch die Definition der Präzision nach DIN.

Definition[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Bedeutung des Begriffs Präzision wird unter DIN 55350-13 mit dem Hinweis auf die Bedeutungsgleichheit zum ehemals Wiederholgenauigkeit genannten Merkmal definiert.

Definition nach DIN
Die Präzision beschreibt, wie klein die maximalen Abweichungen voneinander unabhängiger Ermittlungsergebnisse werden, welche gewonnen wurden, indem der Prüfer ein festgelegtes Ermittlungsverfahren mehrfach unter vorgegebenen Bedingungen anwandte. Die Formulierung impliziert, dass hohe Präzision durch niedrige Absolut- und Relativwerte ausgedrückt wird. Die DIN weist zudem explizit darauf hin, dass ein Ermittlungsverfahren umso präziser arbeitet, je kleiner die „zufälligen Ergebnisabweichungen“ des Verfahrens sind.

Die Bezeichnung „Wiederholgenauigkeit“ soll im Bereich der Normung nicht mehr verwendet werden. Allerdings wird nicht nur in älterer Fachliteratur, sondern auch in neuen Texten häufig die Wiederholgenauigkeit als Qualitätsmerkmal von Messgeräten und auch Produktionsmaschinen quantifiziert.

Anwendung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Zur Ermittlung der Wiederholgenauigkeit wird der Messbereich mehrmals hintereinander unter möglichst gleichen Bedingungen durchlaufen. Die so entstehenden Messdiagramme werden nun miteinander verglichen. Um derartige „Vergleichsmessungen mit sich selbst“ deutlich von absoluten Kalibrierungen abzugrenzen, ist der Begriff der „Wiederholgenauigkeit“ – im Sinne der Präzision – unverzichtbar vor allem im Bereich der Messsysteme höchster Präzision und höchster Absolutgenauigkeit. Die Wiederholgenauigkeit kann besser sein, als die Absolutgenauigkeit. Aber die Absolutgenauigkeit kann zum Zeitpunkt der Qualitätsfeststellung unmessbar sein im Rahmen des technischen Entwicklungsstandes. Der Unterschied rührt vor allem daher, dass für prinzipiell sehr gut funktionierende Messgeräte die einzelnen Messergebnisse meist als Gaußverteilungen um den tatsächlichen, physikalischen Wert symmetrisch herumgestreut sind. In besonderen Fällen jedoch können systematische Fehler eines Messgerätes die absoluten Messfehler in Teilbereichen des gesamten Messbereichs konzentrieren, während die übrigen Bereiche mit sehr viel höherer Genauigkeit messen. Liegen derartige, systematische Fehler vor, die sich aus den Grenzen der technischen Realisierbarkeit ergeben, wie es bei Messgeräten zur Kalibrierung typisch ist, dann können zwei aufeinander folgende Messreihen nahezu identische Diagramme liefern, welche aber absolut betrachtet typische Fehler in jeweils denselben Spektralbereichen besitzen.

Wenn es überhaupt keine Möglichkeit gibt, einem Kalibriergerät durch ein etwas besseres Messverfahren Messfehler nachzuweisen, dann ist die Wiederholgenauigkeit zunächst der einzige Hinweis für eine wenigstens grobe Schätzung dafür, wie gut das Messverfahren oder die Messmethode sein könnte. Die Wiederholgenauigkeit ist in diesem Fall die dominante Komponente der Messunsicherheit.

Die bei Eichnormalen relevanten Aspekte der Präzision werden an Messmaschinen der PTB besonders gut erkennbar: Von großer Bedeutung ist eine zusätzliche Kontrolle aller Ermittlungsergebnisse eines Kalibriergerätes durch Vergleich mit den entsprechenden Ermittlungsergebnissen wenigstens einer nicht baugleichen Präzisionsmaschine für dasselbe Einsatzgebiet. [1]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Wiktionary: Präzision – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Erste internationale Bewährungsprobe für das Hydrodynamische Prüffeld, Forschungsnachrichten der Abteilung 1, PTB. 22. Dezember 2004.