Instrumentenfehler

Instrumentenfehler bezeichnet die Abweichung einer Messgröße von ihrem wahren Wert, die durch das Messgerät selbst verursacht wird. Er resultiert aus Konstruktions- und Fertigungsunterschieden, Alterung von Bauteilen, Kalibrierstatus, temperatur- und umgebungsabhängigen Effekten sowie unsachgemäßer Handhabung oder Montage.

Man unterscheidet systematische Fehler (Bias) wie Nullpunktfehler, Linearitätsfehler, Drift und Hysterese, die zu einer konstanten oder regelhaften Abweichung führen, sowie zufällige Fehler (Streu), die Messwerte ungeordnet verteilen. Weitere Formen umfassen Auflösungsgrenze und Rauschen, das die Messergebnisse begrenzt.

In der Praxis beeinflusst der Instrumentenfehler die Genauigkeit und oft auch die Präzision der Messung. Er wird durch Kalibrierung, Wartung und Charakterisierung des Instruments bewertet und in einem Unsicherheitsbudget berücksichtigt, um die Gesamtheit der Messunsicherheit zu bestimmen. Die Messunsicherheit wird durch traceable Referenzen nachvollziehbar dokumentiert.

Maßnahmen zur Verminderung umfassen regelmäßige Kalibrierung und Justage, Einsatz kalibrierter Referenzstandards, Temperaturkontrolle, stabilen Messaufbau, regelmäßige Wartung und Dokumentation der Kalibrierungen. Ergänzend helfen redundante Messmethoden, geeignete Auswerteverfahren und eine sorgfältige Ausreißerbehandlung, die Auswirkungen des Instrumentenfehlers zu reduzieren.

Beispiele: Ein Thermometer kann Drift über Zeit zeigen; eine Waage kann eine Nullpunktabweichung aufweisen; ein Multimeter kann Off-Set-Fehler besitzen; ein Messschieber kann bei größerem Messbereich Nichtlinearität aufweisen.