Messsystemanalyse

Messystemanalyse
Als theoretische MSA können bereits im Vorfeld grundlegende Fragestellungen betrachtet werden, und Empfehlungen für Sensoren und Bauteile ausgesprochen werden.

Durch eine Messsystemanalyse erfolgt eine Bewertung, ob das untersuchte Messsystem für die ausgewählten Aufgaben geeignet ist. Ein Messsystem kann dabei ein Laborprüfstand oder ein Serienprüfstand sein, und wird nach Einflussfaktoren untersucht. Umgebungseinflüsse werden genauso bewertet wie Veränderungen der Eingangsgrößen. Ziel der Messsystemanalyse ist die Eingrenzung der Streuung, und Angabe der Unsicherheiten mit der Messgrößen ermittelt werden.

Eine Messsystemanalyse (MSA) besteht nicht nur aus dem Vermessen einer bestimmten Anzahl N von Prüflingen, und der Auswertung nach den Analyse-Verfahren 1,2 oder 3. Eingangsgrößen und Umgebungseinflüsse sind auch zu berücksichtigen. Bereits bei der Planung eines Prüfstands ist eine theoretische MSA sinnvoll.

Eine Messsystemanalyse enthält folgende Punkte:
Beschreibung des Prüfaufbaus
Beschreibung des Messablaufs
Beschreibung der Messketten (Ein- und Ausgangsgrößen)
Messunsicherheiten ux
Bewertung des Messsystems.

Eine Machbarkeitsstudie klärt im Vorfeld grundlegende Fragestellungen. Vor allem bei hochinnovativen Ideen ist die Machbarkeit noch nicht belegt. Für Unternehmen bedeutet dies ein hohes Risiko. Eine Machbarkeitsstudie ist zeitlich und finanziell begrenzt,und dient als Entscheidungsgrundlage für Unternehmen.

Prüfstände für: Hydraulik, Medium Luft, Magnete, Dosierpumpen, Elektromotoren und …

MSA Beispiel Geschwindigkeitsmessung

Bei dieser Messung treten mehrere zusammenhängende Fehlergrößen auftreten. Die Berechnung solcher Fehlerfortpflanzungen erfolgt nach dem Gauß’sches Fehlerfortpflanzungsgesetz. Sie betrifft ausschließlich die Fortpflanzung von Unsicherheiten.  Bei Messung der Geschwindigkeit (Steigung) gehen die Fehlergrößen der Wegmessung und der Zeitmessung ein. Das Ergebnis y wird dabei aus den Mittelwerten errechnet.

Die Geschwindigkeit wird durch lineare Regression im Wegbereich (10 – 16) mm und 0,075 s ermittelt.
Geschwindigkeit = 80 mm/s;    Zeit = Δt = 0,075 s;      Weg = Δs = 6 mm

Bei einer Abtastfrequenz von 10 kHz wird eine Ungenauigkeit von  100 µs angenommen. uZeit  = 100 µs. Bei dieser Messung ist der Temperatureinfluss nicht zu berücksichtigen. Die Unsicherheiten für die  Wegmessung werden einzeln betrachtet und ergeben:

Einflussgröße Standardunsicherheit Bedingungen
 Lasersensor ulaser = 7,88 μm
Kraftmessdose uKraft_weg = 5,77 µm    
Messverstärker uVerst =  6,36 µm

Aus der oben gezeigten Tabelle ergibt sich eine kombinierte Unsicherheit bei der Wegmessung zu

ergibt sich                           uGeschwindigkeit =  0,19 mm/s