Leitfaden zu Messunsicherheit und Rückführbarkeit: Grundlagen für zuverlässige Messungen

Was ist Messrückführbarkeit?

Messrückführbarkeit ist die Fähigkeit, einzelne Messergebnisse auf nationale oder internationale Standards zurückzuführen. Gemäß dem Internationalen Wörterbuch der Metrologie (VIM) ist Rückführbarkeit:

„Die Eigenschaft eines Messergebnisses, durch die das Ergebnis über eine dokumentierte, ununterbrochene Kette von Kalibrierungen, die jeweils zur Messunsicherheit beitragen, auf eine Referenz bezogen werden kann.“

Die Einrichtung der Rückverfolgbarkeit gewährleistet, dass Messungen, die in einem Labor, einer Einrichtung oder einem Land durchgeführt werden, zuverlässig mit denen verglichen werden können, die an anderen Orten vorgenommen wurden. Sie ist das Rückgrat für konsistente Qualität und Standardisierung in globalen Betriebsabläufen.

Warum ist Rückverfolgbarkeit wichtig?

Die Einrichtung rückverfolgbarer Messungen unterstützt eine Reihe von betrieblichen und regulatorischen Zielen:

Die Rolle der Kalibrierung

Die Kalibrierung ist für die Rückführbarkeit von Messungen unerlässlich. Dabei wird die Ausgabe eines Messgeräts unter kontrollierten und stabilen Bedingungen mit einem bekannten Referenzwert verglichen. Ziel ist es, die Abweichung des Messgeräts vom Referenzwert zu bestimmen – ohne dabei Anpassungen vorzunehmen.

Anstatt das Messgerät zu verändern, quantifiziert die Kalibrierung dessen Messfehler. Anhand dieser Informationen können Anwender die Leistung bewerten, notwendige Korrekturen vornehmen und feststellen, ob das Messgerät innerhalb akzeptabler Toleranzen arbeitet.

Definition der Messunsicherheit

Messunsicherheit bezeichnet die quantifizierte Unsicherheit, die hinsichtlich des Ergebnisses einer Messung besteht. Sie gibt einen Bereich an, in dem der „wahre Wert” liegen dürfte, sowie ein Konfidenzniveau, das angibt, wie sicher wir uns in Bezug auf diesen Bereich sind.

Beispiel:

Ein Messwert von 24,45^oC ± 0,2^oC bei 95 % Konfidenz bedeutet, dass der wahre Wert mit 95 %iger Konfidenz zwischen 24,25 und 24,65 ^oC liegen dürfte.

Es ist wichtig, Unsicherheit von anderen häufig missverstandenen Begriffen zu unterscheiden:

Warum ist Messunsicherheit so wichtig?

Das Verständnis und Management von Messunsicherheit ist unerlässlich für:

Nehmen wir das Beispiel einer pharmazeutischen Reinraumumgebung, in der die Luftfeuchtigkeit zwischen 40 % und 60 % rF geregelt werden muss. Wenn ein Sensor 50 % rF mit einer Unsicherheit von ±5 % anzeigt, kann die tatsächliche Luftfeuchtigkeit zwischen 45 % und 55 % liegen. Steigt die Unsicherheit auf ±10 %, beträgt der Bereich 40 % bis 60 % – was möglicherweise an eine Nichteinhaltung grenzt.

Wie wird die Messunsicherheit berechnet?

Die Messunsicherheit wird durch die Bewertung aller bekannten Fehlerquellen in einem System ermittelt. Dazu können gehören:

Jeder Faktor wird quantifiziert – entweder anhand von Typ-A-Bewertungen (statistische Methoden) oder Typ-B-Bewertungen (nicht statistische Schätzungen) – und als Standardunsicherheit ausgedrückt. Diese werden dann nach der Quadratsummenmethode kombiniert:

U = k × √(u₁² + u₂² + u₃² + ...)

Dabei gilt:

Praktische Überlegungen

Um eine robuste Unsicherheitsschätzung und Rückverfolgbarkeit zu gewährleisten:

Abschließende Gedanken

Messunsicherheit und Rückverfolgbarkeit sind keine abstrakten Konzepte, sondern praktische Werkzeuge, um Vertrauen, Konformität und Konsistenz in allen Bereichen der Messtechnik zu gewährleisten. Unternehmen, die in das Verständnis und Management dieser Elemente investieren, sind besser gerüstet, um fundierte Entscheidungen zu treffen, Risiken zu reduzieren und selbst in den anspruchsvollsten Umgebungen die Qualität aufrechtzuerhalten.

Wenn Sie mehr erfahren möchten, wenden Sie sich noch heute an unser Team von Kalibrierungsexperten.

Weiterführende Literatur

ISO/IEC Guide 98-3 – Leitfaden zur Angabe der Unsicherheit bei Messungen (GUM)

ISO/IEC 17025 – Allgemeine Anforderungen an die Kompetenz von Prüf- und Kalibrierlaboratorien

NPL Guide No. 11 – A Beginner’s Guide to Uncertainty of Measurement, Dr. Stephanie Bell

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