Kalibrieringsfunktion

Eine Kalibrierungsfunktion ist in der Messtechnik die mathematische Beziehung, die angibt, wie der vom Instrument ausgegebene Messwert y in den wahren Messwert x überführt wird. Sie beschreibt, wie das Anzeigeergebnis eines Messgeräts systematische Abweichungen relativ zum wahren Wert kompensiert. Häufig wird sie als f beschrieben, wobei x = f(y) gilt; alternativ kann man auch y = g(x) formulieren. Ziel ist es, Messwerte zu korrigieren, damit sie mit Referenzstandards übereinstimmen und über verschiedene Messungen hinweg vergleichbar bleiben.

Herleitung und Bestimmung erfolgen durch Vergleich mit bekannten Referenzwerten oder Standards. Dazu werden Messungen in einem calibrationsset über den relevanten Wertebereich hinweg durchgeführt. Aus den pairs (y, x) wird eine Kalibrierungsfunktion modelliert, zum Beispiel durch lineare Regression, Polynom-Funktionen oder Splines. In vielen Fällen wird auch die Inverse der Funktion genutzt, um gemessene Werte direkt in kalibrierte Werte umzuwandeln. Die Kalibrierung sollte insbesondere die Tracabilität zum relevanten Standard sicherstellen und die Unsicherheit der Korrektur berücksichtigen.

Typen und Eigenschaften: Kalibrierungsfunktionen können linear oder nichtlinear sein, je nach Gerätesystem; sie sind oft monoton und damit invertierbar, doch auch mehrgliedrige bzw. stufenweise Modelle sind möglich. Die Wahl des Modells hängt von der Gerätespezifik, dem Anwendungsbereich und der gewünschten Genauigkeit ab.

Anwendungen finden sich in der industriellen Messtechnik, Sensorik, Bild- und Farbmangement sowie in der Kalibrierung von Messinstrumenten in Wissenschaft und Medizin. Einschränkungen ergeben sich durch Drift, begrenzte Kalibrierbereiche und Notwendigkeit regelmäßiger Neubewertungen.