Die verschiedenen Arten von Fehlern bei der Kraftmessung

Bei der Messung von Kraft (oder einer anderen Größe) können verschiedene Parameter des verwendeten Messgeräts zu fehlerhaften Ergebnissen führen. Es ist wichtig, die Fehler, die bei einer Messung auftreten können, unterscheiden und quantifizieren zu können. Aus diesem Grund sollten Sie für jedes von Ihnen verwendete Messgerät über ein Kalibrierzertifikat mit einer Punktkurve verfügen.

Im Folgenden sind die häufigsten Fehler aufgeführt, die bei der Messung auftreten:

Der Nullfehler oder Offset:

Die gemessene Kraftkurve (Offset in der Abbildung) weicht von der tatsächlichen Kraftkurve ab. Dies ist in der Regel auf eine vergessene oder falsche Nullstellung des Messgeräts zurückzuführen.

Der Verstärkungsfehler:

Der Fehler variiert linear mit dem tatsächlichen Wert. In diesem Beispiel gilt: Je größer die gemessene Kraft ist, desto größer ist der Fehler. Der gemessene Wert weicht vom tatsächlichen Wert ab.

Im Allgemeinen ist dieser Fehler auf eine falsche Verstärkungseinstellung des Erfassungssystems oder auf einen minderwertigen Sensor zurückzuführen.

Der Linearitätsfehler :

Kurve eines Messwerts mit Linearitätsfehler

In solchen Fällen ist der Messwert nicht geradlinig. Die Abweichung zwischen dem tatsächlichen Wert und dem Messwert variiert je nach Wert. Dieser Fehler ist häufig auf einen minderwertigen Sensor zurückzuführen. Dennoch besteht unabhängig vom verwendeten Sensor immer ein leichter Linearitätsfehler.

Der durch das Hysterese-Phänomen verursachte Fehler:

Das Phänomen der Hysterese tritt auf, wenn das Messergebnis von der vorherigen Messung abhängt. In der Regel führt dies zu unterschiedlichen Ergebnissen, wenn an Proben wiederholte Messzyklen durchgeführt werden.

Der Quantifizierungsfehler:

Kurve einer Messung mit Quantisierungsfehler

Die gemessene Kurve und damit der Fehler weisen eine stufenartige Form auf. Meistens ist dieser Fehler auf einen numerischen Fehler zurückzuführen: zu niedrige Abtastrate, Probleme bei der Analog-Digital-Wandlung …

Generell gilt: Je höher die Abtastrate, desto geringer ist dieser Fehler. In der Regel beträgt die Mindestabtastrate des Sensors 100 Hz.