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PRIMES GmbH
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Germany

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Messgenauigkeit und Messfehler

PRIMES Messgeräte sind auf höchste Performance und Genauigkeit im industriellen Alltag ausgelegt. Trotzdem kann eine Messgröße nicht mit beliebiger Genauigkeit ermittelt werden. Weiterhin gilt, dass das Erzielen einer höheren Messgenauigkeit mit einem zusätzlichen Messaufwand und damit höheren Gerätekosten einhergeht.

Daher gibt es im PRIMES Produktportfolio häufig mehrere Messgeräte für eine Messgröße, wie z.B. die Laserleistung, die dieses Prinzip wiederspiegeln. Die Genauigkeitsklasse eines Messgerätes ergibt sich zum einen aus der Wiederholgenauigkeit des Gerätes selbst und den Toleranzen bei der Kalibrierung.

PRIMES verwendet in seinem Kalibrierlabor zur Kalibrierung der Messgeräte sogenannte Werksnormale für jede der Messgrößen, die mit PRIMES Messgeräten vermessen werden können. Diese Werksnormale werden in einer Kalibrierkette regelmäßig gegen sogenannte Bezugsnormale kalibriert. Das Bezugsnormal wird dann jährlich bei den nationalen Kalibrierstellen kalibriert. Für die Laserleistung wird unser Bezugsnormal bei der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt Braunschweig und Berlin (PTB) gegen ihre Nationalen Leistungsnormale kalibriert. Wir sind stolz darauf, dass die PTB selbst einen für Ihre Zwecke angepassten EC-PM von PRIMES als Nationales Normal für Laserleistung einsetzt.

Für die Strahlabmessungen und Strahlpropagationsparamater gibt es keine Nationalen Normale. Hier stützt sich die Kalibrierung bei PRIMES auf unsere Werksnormale, die wir intern nach dem Redundanzprinzip auf SI-Messgrößen zurückführen.
Im einfachsten Fall kann das z.B. bei scannenden Systemen der Bezug auf mechanische Abmessungen von Blenden oder Faserenden bekannten Durchmessers oder den Vorschub einer Linearachse um einen bekannten Betrag bedeuten. Für komplexere Fälle halten wir Werksnormale in Form von Messaufbauten bereit, die auch den Vergleich zwischen verschiedenen Messprinzipien (mechanisch scannend gegen CCD) erlauben. Eine wichtige Komponente ist für uns dabei das Redundanzprinzip, das heißt die Abstützung nicht nur über ein Verfahren oder eine Messgröße, sondern die Absicherung der Messwerte über einen ganzen Satz von unabhängigen Bezugsgrößen und Verfahren. Das kann nur ein Anbieter leisten, der eine breite Palette von Verfahren für die Strahlanalyse bieten kann.

Neben der Messgenauigkeit des Gerätes haben allerdings auch die Bedingungen, unter denen die Messung stattfindet, einen erheblichen Einfluss auf die Zuverlässigkeit des Messwertes. Daher empfehlen wir die in der Betriebsanleitung beschriebenen optimalen Einsatzbedingungen für die Messung so genau wie möglich einzuhalten.

Sind Sie unsicher, mit welcher Messgenauigkeit Sie in Ihrer Messaufgabe zu rechnen haben? Dann sprechen Sie uns an. Unsere Experten erarbeiten mit Ihnen zusammen eine optimierte Messlösung.

Genauigkeit der Leistungsmessung

Bei der Leistungsmessung bieten wir ein breites Feld an Messgeräten und anlagenintegrierbaren Sensoren für jede Messaufgabe. Die in der Tabelle angegebenen Genauigkeitsklassen ergeben sich als Zusammenwirken unserer Kalibrierkette und den jeweiligen Messeigenschaften der Geräte.

Wenn Sie Fragen zur Messgenauigkeit unserer Leistungsmessgeräte und dem jeweils bevorzugten Einsatzgebiet haben, sprechen Sie uns an.

Genauigkeit der Leistungsmessung nach Geräten
 WiederholgenauigkeitMessgenauigkeit
PocketMonitor PMT± 2 %± 4 %
CompactPowerMonitor CPM± 1,5 %± 3 %
PowerMesuringModule PMM± 1 %± 3 %
PowerMeasuringCassette PMC± 1 %± 3 %
PowerMonitor PM± 1 %± 2 %
EC-PowerMonitor EC-PM± 1 %± 2 %
Reference EC-PM @PTB± 0,3 %± 0,6 %

Genauigkeit der Strahlvermessung

Bei der Kalibrierung von Messgeräten und Sensoren zur Strahlvermessung greifen wir mangels Nationaler Normale auf unsere Werksnormale zurück. Zur Absicherung der Werksnormale werden diese regelmäßig gegen SI-basierte Normale auf unserer Messmaschine abgeglichen.

Die Tabelle zeigt die sich nach unserem Kalibrierverfahren ergebenden Messgenauigkeiten.

Sind Sie an unserem Kalibierverfahren interessiert oder haben Fragen zur Messgenauigkeit unserer Strahlvermessungsgeräte und dem jeweils bevorzugten Einsatzgebiet, sprechen Sie uns an!

Genauigkeit der Strahlvermessung nach Geräten
 WiederholgenauigkeitMessgenauigkeit
BeamMonitor
BM
± 2 %± 10 % auf Strahldurchmesser
LaserQualityMonitor
LQM
± 2 %± 10% auf Rohstrahldurchmesser
± 20% auf Strahlparameter des Rohstrahls
MicroSpotMonitor-Compact
MSM-C
± 2 %± 5 % auf Strahldurchmesser
FocusMonitor
FM
(mit optimalem Detektor)
± 2 %± 5 % auf Strahldurchmesser
± 10 % auf Strahlparameter
MicroSpotMonitor
MSM
± 2 %± 5 % auf Strahldurchmesser
± 10 % auf Strahlparameter
FocusParameterMonitor FPM± 4 %± 10% auf Strahldurchmesser
BeamControlSystem
BCS
(mit optimalem Detektor)
± 2 %± 5 % auf Strahldurchmesser
± 10 % auf Strahlparameter
HighPower-MSM-Industry
HP-MSM-I
± 2 %± 5 % auf Strahldurchmesser
± 10 % auf Strahlparameter

Begriffsdefinitionen

Beim Einsatz unserer Messgeräte in der Praxis tauchen immer wieder Fragen nach den zu erwartenden Messfehlern und Messgenauigkeiten auf. Im Folgenden wollen wir die dabei verwendeten Begriffe kurz erläutern.

Messgenauigkeit
Die Messgenauigkeit ergibt sich aus dem Zusammenwirken von Wiederholgenauigkeit, systematischen Messfehlern und Kalibriergenauigkeit. Sie beschreibt den Toleranzbereich für einen angezeigten Messwert. Manche Hersteller geben als Messgenauigkeit nur die Wiederholgenauigkeit an, was zu scheinbar geringeren Angaben führt.

Wiederholgenauigkeit
Die Wiederholgenauigkeit beschreibt die Streuung eines Messwertes bei Wiederholung der Messung unter gleichen Messbedingungen. Hier zeigt sich der Einfluss von statistisch verteilten Störungen auf das Messergebnis. Insbesondere enthält die Wiederholgenauigkeit nicht den Vergleich mit einem gedachten wahren Wert, sondern nur die Änderung der Anzeige von Messung zu Messung.

Systematische Messfehler
Die systematischen Messfehler ergeben sich z.B. durch Umwelteinflüsse, nichtlineares Verhalten von Detektoren oder Untergrundeffekte. Diese Messfehler lassen sich häufig bei der Grundeinstellung des Messgerätes kompensieren, so dass das Messergebnis dann weitestgehend frei von systematischen Messfehlern ist.

Kalibriergenauigkeit
Die Kalibriergenauigkeit ergibt sich bei der Übertragung der Messgenauigkeit eines Normals auf ein anderes Messgerät zum einen aus der Messunsicherheit des verwendeten Normals und zum anderen aus dem verwendeten Prüfverfahren, den zugehörigen Umweltbedingungen und der Wiederholgenauigkeit des Prüflings unter den gewählten Messbedingungen. Daraus ergibt sich, dass die Messunsicherheit eines Messgerätes, dass mit einem Normal verglichen wird, immer höher ist als die Messunsicherheit des verwendeten Normals.