Messinstrument ist eine Weiterleitung auf diesen Artikel Zum allgemeinen Begriff siehe Messinstrument Empirie Messgeräte
Messgerät

Messgeräte (auch Messinstrumente genannt) dienen zur Bestimmung geometrischer oder physikalischer Größen. Meistens führen sie im Rahmen einer Messung mittels einer Skalen- oder Ziffernanzeige auf eine quantitative Aussage über die zu messende Größe. Diese Aussage, der Messwert, wird als Produkt von Zahlenwert und Einheit angegeben. Die prinzipiell zugrunde liegenden Messmethoden werden unter Messtechnik angegeben. Allgemeine Merkmale der Messgeräte gemäß DIN 1319-1 werden unter Messmittel aufgeführt. Statt einer ablesbaren Anzeige kann ein Messgerät auch ein Signal, vorzugsweise ein elektrisches Signal, ausgeben; oder es kann Daten speichern, elektronisch oder auf Papier (z. B. als Messschreiber oder Registrierapparat).
Eine Messeinrichtung ist in den „Grundlagen der Messtechnik“ in DIN 1319 als „Gesamtheit aller Messgeräte und zusätzlicher Einrichtungen zur Erzielung eines Messergebnisses“ definiert und besteht im einfachsten Fall aus einem einzigen Messgerät.
Messgeräte zur Ausführung von Messungen zählen allgemein zur Gruppe der Messmittel. Werden diese zur Prüfung eingesetzt, werden sie gemäß DIN 1319-2 auch als Prüfmittel bezeichnet.
Das Messgerät kann fehlerhaft arbeiten, bzw. der Messwert kann Messabweichungen enthalten; diese sind herauszurechnen bzw. in ihrer Größe abzuschätzen. Besonders genaue Messgeräte können zur Kalibrierung, Justierung oder Eichung anderer Messgeräte dienen (siehe auch Messmittelüberwachung). Für ermittelte Werte kann eine Messunsicherheit angegeben werden.
Messung nichtelektrischer Größen
Grundlegende Messgeräte
Ohne die grundlegenden Messgeräte zur Bestimmung der Zeit und zur Messung von Längen sowie dem simplen Zählen können keine anderen Messgeräte hergestellt bzw. benutzt werden. Andere Größen, auch Basisgrößen werden abgeleitet oder aber die Messgeräte werden durch Anwendung dieser Größen bestimmt.
Zeitmessung
Die Zeit wird mit verschiedenen Uhren gemessen:
- Sonnenuhren sind historisch, Anwendung heute nur als Dekoration oder für Lehrzwecke
- Sanduhren sind historisch, Anwendung nur noch in Einzelbereichen
- Wasseruhren sind historisch (zur Zeitmessung – nicht Durchfluss!)
- Blumenuhren sind sehr ungenaue Vorrichtungen zur Zeitmessung, jedoch sehr hübsch anzuschauen. Verwendung als Schaustücke, zu Lehrzwecken.
- Feueruhren waren kultische Zeitmesser, die eine aromatische Masse verbrannten.
- Kerzenuhren und Öllampenuhren sind historisch, Anwendung nur in Einzelbereichen
- Pendeluhr misst die Zeit über die Schwingungsdauer eines Pendels.
- Räderuhren nützen die Bewegung bzw. Schwingung mechanischer Teile
- Passageninstrument misst die Durchgangszeit von Sternen (kombiniert mit Chronograf).
- Chronometer misst die Zeit (mechan. Kurzschwinger oder Quarzuhr)
- Chronograf misst die Zeit (mechan. bzw. Quarz) und zeichnet oder druckt den Zeitverlauf auf (oft mit einer anderen Größe gemeinsam, z. B. Sterndurchgänge).
- Funkuhr empfängt das genaue Zeitsignal einer Atomuhr per Funksignal.
- Stoppuhr mechanisch oder elektrisch / elektronisch
- Kurzzeitwecker mechanisch oder elektrisch mit akustischem, optischem Wecksignal oder/und Schaltmöglichkeit
- Quarzuhr misst die Zeit mit einem durch Schwingquarz gesteuerten Oszillator.
- Intervallzähler misst Frequenzen und Zeitintervalle auf Basis eines Oszillators.
- Atomuhr misst die Zeit aufgrund der hohen Konstanz von atomaren Schwingungen. Mit Wasserstoffmasern die genauesten derzeit verfügbaren Uhren.
Längenmessung
Prinzipiell unterscheiden wir zwei einfache Formen der Messmittel zur Längenmessung: das Strichmaß, welches das Maß durch den Abstand zwischen zwei Strichen verkörpert und das Endmaß (das Urmeter etwa), bei dem das durch den Abstand zweier Flächen geschieht.
- Messschraube (veraltet umgangssprachlich „Mikrometer“), Auflösung bis 0,01 mm
- Messuhr, mit Zeiger oder mit Ziffern anzeigend bis 0,001 mm
- Messschieber (umgangssprachlich auch „Schiebe-“ oder „Schublehre“), Auflösung bis 0,02 mm
- das Knopfmaß, kleiner einfacher Messschieber, Beispiel für die Entwicklung der Längenmessung: historisch ein wichtiger Schritt, heute nur bei geringer Genauigkeitsanforderung, da kein Nonius
- Fadenzähler misst Strichbreiten und Linienabstände beim Druck.
- Kluppe, in der Forstwirtschaft zur Ermittlung von Stammdurchmessern
- Lineal, Metallmaßstab, Messlineal; Auflösung ½ bis ¼ mm
- Gliedermaßstab (umgangssprachlich „Zollstock“ oder „Meterstab“); Auflösung bis zu 1,0 mm
- Messrad zum raschen Abfahren einer Messstrecke (rel. Messabweichung je nach Aufbau bis 1 ‰)
- siehe auch Hodometer und Zyklometer (Messtechnik)
- Maßband für Vermessungen bis 50 m, maximal 100 m (Messabweichung 1 bis 3 cm)
- Optische Distanzmessung mit Nivellierlatte (3 bis 5 m lang) und Fadennetz: bei dm/cm-Teilung (Zielung mit Theodolit) etwa 5 cm Auflösung
- Basismessung mit temperaturbeständigem Invardraht und Triangulierung: bis etwa 1970 die Basis der Landesvermessung, Messabweichung einige 0,1 mm pro Kilometer
- Elektronische Distanzmesser (EDM, Distanzer): hochpräzise Streckenmessung von einigen Dezimetern bis zu vielen Kilometern, mit Laserlicht, Infrarot oder Mikrowellen. Messabweichung terrestrisch bis etwa 10−7 (1 mm auf 10 km)
- Satellite Laser Ranging (SLR): Laser-Laufzeitmessung von Bodenstationen zu Satelliten, Messabweichung bis 10−9.
Wegsensoren wie beispielsweise:
- Laserentfernungsmesser, Laserinterferometer
- Ultraschallentfernungsmesser
- Seilzuglängengeber (Auflösung je nach Aufbau bis 0,01 mm möglich)
- Glasmaßstab
- Kapazitiver Sensor
- Laser surface velocimeter dienen zur Längenmessung an kontinuierlich erzeugten Gütern und Bahnwaren.
Zählen
Zählen ist das elementarste Messprinzip: Auch bei der Zeit- oder Längenmessung wird oft schlicht gezählt. Mit der Durchdringung der Messtechnik durch digitale Methoden hat das Messprinzip enorm an Bedeutung gewonnen.
Zählen im messtechnischen Sinne ist das Bestimmen der Anzahl (siehe auch Stückmenge). Zählwerke messen die Anzahl von Objekten oder Ereignissen, bei befristeter Zählung bestimmen sie deren Häufigkeit:
- Handzähler für Einzelereignisse, dezimal mit Überträgen auf mehrere Ziffernrollen oder Ziffernräder
- Umdrehungszähler mit zusätzlicher mechanischer oder optischer Erfassung einer Achsenmarkierung
- Räderwerke in vielen mechanischen Messgeräten zur Auswertung der Anzahl der Umdrehungen für andere Messdaten, beispielsweise bei den integrierend (aufsummierend) arbeitenden Energiezählern, Wasserzählern, Kilometerzählern. Auch die frühesten Rechenmaschinen waren reine Zählgeräte
- Geigerzähler zur Bestimmung radioaktiver Zerfallsereignisse
- Elektronische Zähler siehe im Abschnitt Zähler im Artikel Digitale Messtechnik
- Zählwaagen für die Ersatz der Tätigkeit des Zählens durch Wägung bei gleichzeitig vorliegenden gleichen Objekten mit bekanntem Stückgewicht
Weitere Messgeräte elementarer Größen
Flächeninhaltsmessung
Messgeräte der Flächeninhaltsmessung (Planimetrierung)
- Planimeter, eine mechanische Apparatur zur Ermittlung ebener Flächen in Landkarten oder Zeichnungen
- Pantograph, ein Maßstabsumsetzer, der mittels Übertragung auf eine Rasterung der Flächenmessung dienen kann.
Volumenmessung
Die Bestimmung sowohl des Hohlvolumens als auch des Volumens fester Körper, von Flüssigkeiten oder Gasen wird historisch durch Hohlkörper oder skalierte Messgefäße realisiert, meist aber über Volumenberechnung.
- Messzylinder, zur Messung anhand der Verdrängung, aus Glas oder Kunststoff oder anderem, mit Mensur oder ohne
- Volumeter für Körper, die nicht mit Flüssigkeit in Verbindung kommen sollen (etwa bei Gaszählern oder Volumenmessgeräten in Beatmungssystemen)
- Kapillare, durch folgendes Wiegen oder Ablesen einer Skale (indirekt etwa beim Thermometer zur Bestimmung der Temperatur aus dem Volumen)
- Scheffel, ein Beispiel für ein historisches Volumen-Maß Übersicht in (Geschichte von Maßen und Gewichten)
- Pipette, um Mengen aus einem Gefäß in ein anderes zu dosieren
- Messbecher, Teelöffel und Esslöffel, als Maße in der Küche
- Messheber, ein meist aus Glas bestehendes Messgerät um eine Menge Flüssigkeit aus einem Gefäß zu entnehmen (Probennahme)
- Kubizierapparat (Messglocken), für die Bestimmung von Gasen und Flüssigkeiten
- Durchflussmesser, dynamische Volumenmessung siehe weiter unten
Ortsbestimmung, Winkel- und Richtungsmessung
Geodäsie: Alle Geräte für die Winkelmessung im Gelände sind auch (unterschiedlich gut) für die Standortbestimmung geeignet. Hierzu werden Landkarten oder Koordinaten benötigt. Durch Winkelmessung und Strahlensatz lassen sich Höhe oder Höhendifferenz von Objekten berechnen.
- Astrolabium historisch, Astronavigation. Als Ni2-Astrolab für moderne Astrometrie
- Autokollimator zur präzisen Messung kleiner Winkel
- Chorobates Nivelliergerät (historisch, Beispiel: Bau von Aquädukten)
- Dioptra für Peilungen (historisch)
- GPS-Satellitennavigation, direkte Anzeige der 3D-Position
- Gnomon, Schattenstab, historisch, zur Bestimmung der geographischen Breite eines Ortes
- Groma, Peilungen (historisch). Achsenkreuz auf Stab, an jedem Achsende ein Messlot.
- Heliotrop historisch ein Sonnenspiegel für Vermessungspunkte
- Heliometer bis 19. Jahrhundert, präzise Durchmesser- u. Winkelmessung in der Astronomie
- Koordinatenmessgerät 3D messen, mittels Antastung, Optik. Manuell wie CNC
- Jakobstab historisch, Astronavigation und zur Bestimmung der Höhe eines Objekts
- Kompass zur Bestimmung von magnetisch Nord (Navigation)
- Kreiselkompass zur Bestimmung von geografisch Nord (bzw. Süd) (Schiffsnavigation)
- Laserkreisel misst verschleißfrei Drehbewegungen.
- Lot zum Feststellen der Vertikalen
- Messarm für die Geometrie von Bauteilen
- Messbildkameras – Präzisionskameras für die Photogrammetrie
- Nivelliergeräte zur geometrischen Höhenmessung
- Planimeter zur Messung von Flächen (auf Zeichnungen, Plänen usw.)
- Radioteleskop zur Vermessung astronomischer Radioquellen (Quasare und VLBI).
- Schlauchwaage – physikalisches Nivelliergerät (Prinzip der kommunizierenden Gefäße)
- Schmiege, hauptsächlich zur Übertragung von Winkeln auf Werkstücke
- Setzwaage, historischer Vorläufer der Wasserwaage (Anwendung w.o., Ablesung an Libelle)
- Sextant für Winkelmessung zwischen zwei Landmarken. Terrestrische und Astro-Navigation.
- Streifenprojektions-Sensoren – für berührungslose Formerfassung
- Theodolite zur Messung von Winkeln und geometrischer Beziehungen im Raum
- Tachymeter für Winkel- und Entfernungsmessung
- Wasserwaage zum horizontalen und/oder vertikalen Ausrichten
- Winkelmesser als Werkzeug (siehe auch Geodreieck)
- Zenitteleskop und Zenitkamera: zur Vermessung von Sternörtern und Lotrichtung
Masse, Gewichtskraft, Dichte usw.
Die Gewichtsmessung ist ein Fachgebiet der Massenmesstechnik. Während früher Waagen vor allem durch den geschickten Aufbau der mechanischen Elemente wie Hebel, Gewichtsstücke oder/und Federn bestimmt wurden, ist die Wägetechnik heute durch die Elektronik geprägt.
- Waagen dienen der Bestimmung der Masse von Körpern
- Balkenwaagen vergleichen die Masse eines Probekörpers mit kalibrierten Gewichtsstücken
- Neigungswaage (historische Briefwaagen)
- Federwaagen bestimmen die Masse eines Probekörpers aus seiner Gewichtskraft
- Ein Pyknometer, mit typisch individuell kalibriertem Volumen, ist ein Maßgefäß zur Bestimmung von spezifischem Gewicht oder Dichte einer Flüssigkeit oder (und) eines Festkörpers durch (mehrmaliges) Abwiegen
- Refraktometer messen den Brechungsindex vor allem von Flüssigkeiten, und darüber wiederum Größen wie Mostgewicht, Salinität, allgemein Stoffkonzentrationen
- Laktodensimeter messen die Dichte von Milch.
- Trübungsmessgeräte bestimmen den Anteil von Feststoffen in Flüssigkeiten
- Gassammelrohre oder Dasymeter erlauben Masse und Volumen einer Gas-Probe zu bestimmen.
Temperatur
Die Temperaturmessung wird in einem extra Artikel ausführlicher behandelt, diese Aufzählung gilt nur als Überblick. Thermometrie ist die Wissenschaft von der Temperaturmessung – Messung durch Thermometer in verschiedenen Ausführungen.
Frühe Thermometer
- Abschätzung durch Alchemisten: Sieden von Wasser, oder Wachs schmilzt
- Galileo-Thermometer: Schwerkraft/Dichte (benannt nach Galileo Galilei)
- Ausdehnungsthermometer (Flüssigkeit oder Metallstab, direkte Ablesung an Skale): Zimmer- und Außenthermometer, Schleuderthermometer, Stabthermometer
- Bimetallthermometer: Ausnutzung der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten zweier Metalle
- Thermochromatische Farben: Farbänderung bei bestimmter Temperatur
- Segerkegel: Formkörper, die ihre Festigkeit und Kontur bei bestimmter Temperatur ändern. Schmelzpunktbestimmung auch im umgekehrten Sinn verwendbar
Moderne Thermometer
- Widerstandsthermometer (Änderung des elektrischen Widerstands, z. B. mit Platin-Messwiderstand oder Siliziumtransistor)
- Thermoelemente (siehe auch: Thermoelektrizität)
- Strahlungsthermometer (Pyrometer)
- Bolometer messen die Einwirkung von (Wärme-)Strahlung auf einen Probekörper
- Ramanthermometer basierend auf der Raman-Spektroskopie
- Thermografie: berührungslose Flächen-Temperaturmessung mit Infrarotstrahlung. „Wärmebild“ in Hell-Dunkel Darstellung oder in Farben (siehe Bild)
Messung elektromagnetischer Größen
Elektrische Größen
- Spannungsmessgerät, umgangssprachlich Voltmeter, für die elektrische Spannung oder Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten
- Oszilloskop, zur Darstellung des zeitlichen Verlaufs einer elektrischen Spannung als Graph
- Elektrofeldmeter für die elektrische Feldstärke
- Strommessgerät, umgangssprachlich Amperemeter, für die elektrische Stromstärke
- Galvanometer, Spezialmessgeräte bei kleinsten Gleichströmen
- Leistungsmesser für die elektrische Leistung, die ein Gerät aufnimmt oder abgibt, siehe Wirkleistungsmessung, Blindleistungsmessung
- Energiezähler, umgangssprachlich Stromzähler, für die elektrische Arbeit
- Widerstandsmessgerät, umgangssprachlich Ohmmeter, für den elektrischen Widerstand
- Wheatstonesche Messbrücke für den ohmschen Widerstand mittels einer Vergleichsmethode, alternativ für eine kleine Widerstandsänderung mittels einer Ausschlagsmethode
- Wechselspannungsbrücke für den Wechselstromwiderstand
- Leitfähigkeitsmessgerät für die elektrische Leitfähigkeit eines flüssigen Mediums (beispielsweise für die Konzentration von Salzen)
- Frequenzmesser für die Frequenz einer Wechselspannung
- Kabelfehlerortungs-Messgerät für die Entfernung zwischen Mess- und Fehlerstelle
- Multimeter für mehrere Messgrößen
Magnetfeld
- Der Kompass zeigt zu den Magnetpolen der Erde und misst damit die Himmelsrichtung.
- Hall-Sonden messen Magnetfeld- oder Stromstärken.
- Protonenmagnetometer messen nur die absolute Magnetfeldstärke.
- Förster-Sonden dienen zur vektoriellen Bestimmung des Magnetfeldes.
- Fluxmeter messen den magnetischen Fluss. Verwendung oft in Verbindung mit einer Helmholtz-Spule.
- SQUID Superconducting Quantum Interference Device. Zur Messung sehr kleiner Magnetfelder. Verwendung bei der Magnetoenzephalographie (MEG). Das ist eine Messung der magnetischen Aktivität des Gehirns.
- Magnetometer, umgangssprachlich Teslameter oder Gaussmeter, messen die magnetische Feldstärke in Tesla bzw. Gauss.
- Faraday-Waagen messen die Wirkung eines definierten Magnetfelds auf einen Probekörper.
Radioaktivität und Strahlung
- Spektrometer ermitteln die Absorption einer bestimmten Wellenlänge einer Strahlung, aber auch Emissions-, Reflexions- und Fotoleitungsspektren
- Dosimeter messen die Strahlendosis als zeitliches Integral der Dosisleistung
- Geiger-Müller-Zählrohre messen den Einfall ionisierender Strahlung
- Szintillationszähler messen je nach Aufbau von Alpha-, Beta-, Gamma- oder Neutronenstrahlung
- Röntgen-Geräte messen den Strahlungsdurchgang durch ein Objekt
Abgeleitete Messgeräte
Abgeleitete Messgeräte sind aus den ursprünglichen Messgeräten entstanden.
Geschwindigkeit
Die Geschwindigkeit ist der Quotient aus Weg und Zeit.
- Der Tachometer zeigt im Fahrzeug die Fahrtgeschwindigkeit an.
- Der Tachograph zeichnet die Geschwindigkeit auch auf.
- Das Log misst die Geschwindigkeit bei Wasserfahrzeugen.
- Der Fahrtmesser misst die Geschwindigkeit bei Luftfahrzeugen.
- Das Variometer gibt die Steig- oder Sinkgeschwindigkeit bei Luftfahrzeugen an.
- Radargerät misst die Geschwindigkeit über den Dopplereffekt der von einem Radarsender erzeugten und vom Fahrzeug reflektierten Radarwellen.
- Lidar: Lidar steht für light detection and ranging und ist eine dem Radar (radiowave detection and ranging) verwandte Methode zur Fernmessung atmosphärischer Parameter.
- Ein Laser surface velocimeter misst die Vorschubgeschwindigkeit eines Produktstrangs in der Industrie.
Drehzahl
- Drehzahlmessgerät: mechanisches oder elektronisches Messgerät, häufigste Anwendung im Kfz-Bereich und Luftfahrzeugen, gibt eine Aussage über die Umdrehungsfrequenz eines Aggregats (Motor, …). Bei bekannter Übersetzung können auch die Geschwindigkeit und (unter Einbeziehung der Zeit) der Weg darüber ermittelt werden.
- Gyrometer: (historisch) mechanischer Aufbau zur Drehzahlbestimmung
- Hall-Sensor: zur Drehzahlbestimmung mittels Hall-Effekt
Beschleunigung
Die Beschleunigung ist die Geschwindigkeitsänderung pro Zeitspanne.
- Beschleunigungssensoren messen meist die Krafteinwirkung auf einen Probekörper im beschleunigten System (K = mb).
Zurückgelegter Weg
- Entfernungsmesser nach einer Vielzahl von Messprinzipien, beispielsweise
- Hodometer,
- Kilometerzähler,
- Helldunkelgeolokator zum Verfolgen der Flugstrecken sehr kleiner Vögel.
Leistung
- Leistungsmesser messen nach mechanischen oder elektrischen Prinzipien.
Messungen an Flüssigkeiten und Gasen
- Durchflussmesser messen den Massenstrom oder den Volumenstrom.
- Ein Magnetisch-induktiver Durchflussmesser (MID) arbeitet ohne bewegliche Teile. Er errechnet den Durchfluss eines elektrisch leitfähigen Mediums anhand der durch Induktion durch ein von außen angelegtes Magnetfeld resultierenden elektrischen Spannung.
- Coriolis-Massendurchflussmesser nutzen die Corioliskraft um den Durchfluss zu ermitteln.
- Hitzdrahtanemometer messen die Abkühlung eines beheizten Drahtes und errechnen daraus den Durchfluss.
- Wasserzähler gibt es in unterschiedlichen Bauarten als Flügelrad-, Woltmann- oder Verbundwasserzähler. Sie dienen der Zählung sind daher nur auf ein Mengenmaß kalibriert wie zum Beispiel in Liter, können aber durch Differenzierung eines Abtastsignals auch zur Durchflussmessung verwendet werden.
- Laser-Doppler-Anemometer zur berührungsfreien Messung der Strömungsgeschwindigkeit von Gasen oder Flüssigkeiten.
- Druckmessgeräte, umgangssprachlich Manometer, messen den Druck von Gasen und Flüssigkeiten.
- Vakuummeter sind Messgeräte zur Bestimmung des Gasdrucks in einem Vakuum.
- Aräometer messen die Dichte einer Flüssigkeit (siehe auch: Mostwaage Wein, Laktodensimeter Milch, Bierspindel Bier …).
- Rheometer messen das Fließ- und Verformungsverhalten von Materie.
- Viskosimeter messen die Viskosität von Flüssigkeiten.
- Pegelmessgerät misst die Mächtigkeit einer Flüssigkeit in einem Behälter oder einem Gewässer auch Füllstandmessung.
- gängige Verfahren: Radarsensor, Ultraschallsensor, Kapazitiver Sensor, Konduktometrie, Schwimmerschalter nur ein oder zwei Schaltpunkte und Thermografie.
- Echolot zur Bestimmung der Wassertiefe oder dem Auffinden von schallaktiven Objekten im Wasser (seltener in Luftfahrt) s. a. Barcheck-Verfahren zur Kalibrierung eines Echolots.
- Tensiometer messen die Oberflächenspannung einer Flüssigkeit.
- Potetometer messen den Wasserverbrauch einer Pflanze.
- pH-Meter messen den pH-Wert (Säure, Lauge) einer Flüssigkeit.
- Transmissometer in der Umwelttechnik Bestimmen des Staubgehalts/Menge eines Gases in Abluft.
- Trübungsmessgeräte (Nephelometer) bestimmen den Anteil von partikulären Feststoffen in einer Flüssigkeit.
- Explosimeter messen eine gasförmige Atmosphäre um eine Explosionsgefahr (zündfähiges Gasgemisch) zu erkennen.
Messungen an Feststoffen
Alle Messgeräte zur Längenbestimmung und der Dichte, des Gewichts und Härtemessgeräte sowie Röntgengeräte können ebenfalls bei Feststoffen eingesetzt werden.
- Grindometer messen Korngrößen.
- Lysimeter messen bodenbiologische, -physikalische Daten.
- Tensiometer messen kontinuierlich die Bodenfeuchte.
- Feuchteabsolutbestimmer messen die Materialfeuchte in Feststoffen
- SRT-Pendel messen die Griffigkeit von Fahrbahnoberflächen.
- Farinographen dienen zur rheologischen Untersuchung von Weizenmehlen.
Meteorologische Instrumente
Die folgenden Messgeräte werden in der Meteorologie und natürlich aber auch in anderen technischen Bereichen eingesetzt.
- Barometer messen den Druck von Luft und auch die Höhe (Altimeter). Über die Anzeige des Luftdrucks auch zur Vorhersage des Wetters verwendet.
- Thermometer messen die Temperatur.
- Hygrometer messen die Luftfeuchtigkeit (siehe auch Coulometrischer Feuchtesensor).
- Anemometer messen die Windgeschwindigkeit.
- Lysimeter messen die Versickerungs-Verdunstungs-Verhältnis → Evapotranspiration.
- Netradiometer (auch Netto Radiometer) zur Messung der Globalstrahlung (Meteorologie Gesamtstrahlungbilanz).
- Pyranometer Globalstrahlungsensor (Meteorologie).
- Albedometer Strahlungsbilanzsensor (Meteorologie).
- Windsack zeigt die Windrichtung und eine Näherung für die Windstärke an.
- Windrichtungsgeber auch der Wetterhahn zeigt die Windrichtung an.
- Cyanometer gibt die Farbintensität der blauen Himmelsfarbe an, als Maß für die Menge an Wasser, welches sich in der Atmosphäre befindet.
- Transmissometer misst die Sichtweite.
- Pyrheliometer misst die Energie der Sonnenstrahlen.
- Evaporimeter misst die Verdunstung (Evaporation).
- Ceilometer misst die Wolkenbedeckung und Höhe.
- Ombrometer misst die Niederschlagsmenge.
- Sonnenscheinautograph (Heliograph) misst die Sonnenscheindauer.
Messung der lichttechnischen Größen und Farbeigenschaften
- Photometrie ist der Überbegriff für die Messung der lichttechnischen Größen sowie hieraus abgeleiteter Messverfahren (z. B. Messung der Licht-Absorption in der Biologie, Chemie, Medizin)
- Luxmeter messen die Beleuchtungsstärke, der die Messzelle ausgesetzt ist.
- Densitometer sind Farbmessgeräte, die Farbtonwerte von Oberflächen messen.
- PV-Messgeräte sind Multimess-Geräte für Solaranlagen. Gemessen werden Abnahme relevante Werte wie Isolationswerte im DC-System, Widerstandswerte und meist auch Lichtintensität und Temperatur, einige Geräte berechnen den voraussichtlichen Energieertrag. Meist werden mehrere Messgeräte in einem Set als PV-Messsystem verwendet.
Schall- und Schallpegelmessung
Schallpegelmessgeräte messen in den meisten Fällen den Schalldruckpegel. Zu diesem Zweck enthalten sie ein präzises Mikrofon, eine hochgenaue Verstärkerschaltung und eine logarithmische Anzeige. Der Schalldruckpegel wird aus allen Richtungen gleich gut empfangen, weshalb Position und Orientierung des Geräts keine Rolle spielen.
Die Messgeräte werden in den meisten Fällen zur Bestimmung von Lärmbelastungen am Arbeitsplatz und im Straßenverkehr verwendet. Ein weiterer Einsatzzweck ist die Bestimmung von Schwingungen und Laufgeräuschen an technischen Geräten und der Untersuchung von Gegenmaßnahmen auf ihre Wirksamkeit.
Schallpegelmessgeräte müssen vom Anwender regelmäßig kalibriert werden, um die Funktion zu überprüfen und um geänderte atmosphärische Bedingungen wie Temperatur, Luftfeuchte und Luftdruck zu kompensieren.
- Peakmeter geben den Spitzenwert einer Ton-Aufzeichnung an und dienen zur Aussteuerung der Tonaufnahme – Schalldruck und Spannung.
- Speckle-Muster-Interferometrie (ESPI) Schwingungsanalyse und Formerfassung.
- Lasermikrofon
Kombinierte Geräte
- Thermohygrograph beispielsweise bei Museen
- Multifunktions-Umweltmessgerät – Messung von Größen aus der Umwelttechnik, beispielsweise Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Beleuchtungsstärke und Schallpegel. Diese Geräte sind mittlerweile für wenig Geld zu haben. Ihre Messgenauigkeit ist jedoch nicht mit hochwertigen Geräten zu vergleichen. Einsatz oft im Schulbereich oder für Heim-Anwendungen.
Universelle Messgeräte für verschiedene elektrische Größen
Diese Geräte sind nicht für einen speziellen Anwendungsfall entwickelt:
- Multimeter: Universalmessgeräte für Spannung (~/=, mit entsprechender Prüfspitze auch für Hochspannungsmessung), Strom (~/=), Widerstand (teilweise auch Isolationswiderstand und Durchgangsprüfung), Diodentest, Verstärkungsfaktor von PNP/NPN-Transistoren, Anzeige des zeitlichen Verlaufs einer elektrischen Größe (Multis mit graphischer Anzeige), Min/Max/Mittelwertanzeige, Kondensatorkapazität, Temperatur (mit entsprechenden Geber), Logiktester (Pegel einstellbar), Vorgabe einer Spannung/Pegel/Strom(-senke) (auch zeitliche Verläufe einer der Größen vorgebbar). Wobei erst die Digitaltechnik alle Messungen und Prüfungen in ein Gerät vereint hat. Industriemultimeter sind in einem bestimmten Zeitraum eichpflichtig.
- Analogmultimeter: Spannungs-, Strom- und Widerstandsmessung mit einem Zeigermessgerät.
- Digitalmultimeter: oft mit Schnittstelle zu PC-Messwerterfassung
- PC-Messkarten dienen der Darstellung und digitalen Erfassung physikalischer Größen.
- Wechselspannungsbrücken zur Bestimmung von Kapazität oder Induktivität
- SMUs kombinieren Multimeter mit Labornetzteil zur Versorgung und Stimulation des Prüflings
- SMMUs vereinen SMU mit einem Multiplexer der sowohl die Spannungen / Ströme des Netzteils in den Prüfling einspeist, als auch die Verbindung zwischen Prüfling und Mess-System herstellt.
- Messschreiber sind registrierende Messgeräte für Spannung oder durch Spannung darstellbare Größen, die sofort einen Papierbeleg ihrer Ergebnisse erzeugen.
Qualität der Messungen
Messgeräte-Hersteller sollen Angaben zu den Fehlergrenzen (maximale Beträge der Messgeräteabweichung des Anzeigewertes vom richtigen Wert) machen.
Bei elektrischen Messgeräten mit Skalenanzeige (z. B. Analogmultimeter), werden diese Grenzen vorzugsweise in % v.E. (Prozent vom Endwert) angegeben, häufig mittels eines Klassenzeichens. Damit ist die maximale absolute Messabweichung gemeint; sie wird über den Messbereichsendwert berechnet. Ein Messgerät mit einem Messbereichsendwert von z. B. 100 V und einer Klasse 1,5 kann selbst im günstigsten Fall bis zu 1,5 % ∙ 100 V = 1,5 V in seiner Anzeige vom richtigen Wert abweichen. Diese Angabe gilt im gesamten Messbereich unabhängig vom Messwert.
Zu Messgeräten mit Ziffernanzeige siehe Messgeräteabweichung, auch Digitalmultimeter.
Die relative Fehlergrenze eines Messwertes ist definiert als absolute Fehlergrenze geteilt durch den richtigen Wert; sie wird umso größer, je kleiner der Messwert ist. Bei umschaltbaren Messgeräten soll deshalb immer der Messbereich gewählt werden, mit dem man den größtmöglichen Ausschlag erhält.
- Beispiel: Bei einem Messwert 19 V mit dem genannten Messgerät erhält man (bei Einhaltung vorgegebener Bedingungen wie Temperatur oder Lage)
- Ergebnis = 19 V ± 1,5 V = 19 V ∙ (1 ± 8 %)
- also relative Fehlergrenze = 8 % im Messbereich 100 V; in einem Messbereich 30 V ergäbe sich 2,4 %.
Weitere Messabweichungen, etwa verursacht durch Eigenverbrauch oder durch nicht sinusförmigen Verlauf bei Wechselgrößen, lassen sich mit den genannten Angaben nicht erfassen und müssen getrennt bestimmt werden.
Analytische Messgeräte
- Chromatographen trennen Stoffgemische beziehungsweise ermitteln relative Wanderungsgeschwindigkeiten von Substanzen in den gewählten Medien. Die genaue Bezeichnung beschreibt den Aufbau:
- Gaschromatographen
- Säulenchromatographen
- Dünnschichtchromatographen
- Refraktometer zur Bestimmung des Brechungsindex eines Mediums
- Ultrazentrifuge (Analytische) messen die Dichtezusammensetzung.
- Kalorimeter dienen der Heizwertbestimmung
- Massenspektrometer bestimmen die in einem Substanzgemisch vorhandenen molaren Massen (siehe auch Molare Masse).
- Elektronenstrahlmikroanalyse sind verschiedene Messtechniken im Zusammenhang mit Rasterelektronenmikroskopen, die Festkörperoberflächen auf ihre elementare oder chemische Zusammensetzung analysieren.
- Polarimeter bestimmen die Drehung der Lichtebene bei opt. aktiven Stoffen.
- Spektrometer bezeichnen im Allgemeinen Messgeräte, die kontinuierliche Werte untersuchen. In der Regel wird dies auf die Messung elektromagnetischer Strahlung reduziert. Gemessen wird allgemein die Intensitätsverteilung verschiedener Wellenlängen elektromagnetischer Strahlung. Spezialfall: ermitteln z. B. die Absorption in einem Festkörper bei bestimmten Wellenlängen einer Strahlung.
- Interferometer (allgemein) werden für Untersuchungen der Beugung des Lichts verwendet (verschiedene Messanwendungen).
- Dilatometer bestimmen die Längenänderung einer Probe in Abhängigkeit von der Temperatur.
Industrielle Messtechnik, Produktionsmesstechnik und gewerbliche Messtechnik
Diese Geräte werden in den meisten Fällen zur Herstellung eines Produktes verwendet oder dienen beispielsweise in der Werkstoffprüfung der Qualitätssicherung der Produkte beziehungsweise der Abrechnung von Leistungen.
- Koordinatenmessmaschine universelles Längenmessgerät in der industriellen Qualitätsprüfung
- Typometer sind Messlineale die für den Schriftsatz skaliert sind
- Schichtdickenmessgerät bestimmen die Mächtigkeit einer Schicht auf einem Träger
- Akustische Mikroskopie bietet ein zerstörungsfreies, bildgebendes Verfahren, das hochfrequenten Ultraschall verwendet, um Bilder aus dem Inneren eines Objekts zu erzeugen.
- Perthometer auch Tastschnittgerät zur Charakterisierung der Rauheit von Oberflächen
- Grindometer zum Messen der Körnigkeit einer Paste oder von Lacken
- Nephelometer oder Turbidimeter zur Messung der Suspension von kleinen Partikeln in einer Flüssigkeit oder einem Gaskolloid
- Tribometer zur Bestimmung der Reibung bei Lagerwerkstoffen u. a.
- Duktilometer Zugfestigkeitsuntersuchungen
- Universalprüfmaschine für Untersuchung mechanischer Eigenschaften wie Elastizitätsmodul, Streckgrenze, Zugfestigkeit, Bruchdehnung oder maximale Druckkraft
- Ein Vulkameter um die Vulkanisation von Kautschuk-/Gummi-Mischungen zu messen
Messung von Materialeigenschaften
- Tribometer
- Rheometer
- Zugversuch
Härteprüfung
Bei der Härtemessung führt eine definierte Krafteinwirkung zu einer bleibenden Verformung des Testkörpers oder einem Eindringen einer Prüfgeometrie in den Testkörper. Die Messgeräte werden nach dem angewandten Verfahren bezeichnet. Beispiel: Brinell-Messgerät.
- Der Poldihammer dient zur Messung der Härte harter Werkstoffe mittels Schlaghärteprüfung
- Härteprüfung nach Johan August Brinell: Eine Kugel wird in die Probe eingedrückt. Der Durchmesser des Kugeleindrucks ist das Maß für den Brinellhärtewert HB.
- Härteprüfung nach Rockwell: Eine Kugel oder ein Diamantkegel wird in die Probe eingedrückt. Die bleibende Eindringtiefe wird gemessen und aus diesem Wert die Rockwellhärte HRx abgeleitet (x steht für C (englisch cone ‚Kegel‘), wenn mit Diamantkegel geprüft und für B (englisch ball ‚Kugel‘), wenn mit Diamantkugel geprüft wird).
- Härteprüfung nach Vickers: Die Spitze einer vierseitigen Pyramide wird in die Probe eingedrückt. Die Diagonalen des bleibenden Eindrucks werden gemessen, aus deren Länge lässt sich der Vickershärtewert HV errechnen.
Die verschiedenen Verfahren sind je nach Art und Härte des zu prüfenden Werkstoffs unterschiedlich gut geeignet.
Normmessgeräte
Norm-Messgeräte – sind Messgeräte die eine Reihe von in einer Norm festgelegten Messungen durchführen. Diese werden meist auch protokolliert um eine Nachweisführung bei Gutachten zu ermöglichen.
Die Bezeichnung der Messgeräte geschieht nach der Norm.
Beispiel: VDE113 (EN60204) mit 10 A – Schutzleiterprüfung, Hochspannungsprüfung, Widerstandsmessung und Grenzbereicherkennung, Isolationsprüfung
Wichtige Norm-Messgeräte:
- VDE 0100-600 für Elektroinstallationen (Erstprüfung nach Errichtung Haus und Industrie)
- VDE 01113-1 EN 60204-1 für die elektrische Ausrüstung von Maschinen
- Erdungstestgerät Funktionsfähigkeit der Fundament-Erder
- Steckdosentester Normgerechter Anschluss (kleiner Teilbereich von VDE100)
- Nachlaufwegmessgerät Bei hydraulischen Pressen um den zurückgelegten Weg nach einem Not-Stopp zu bestimmen.
Daten- und Kommunikationstechnik
Diese Norm-Messgeräte untersuchen die korrekte Ausführung der Kabelanschlüsse (Verbindung zwischen Stecker und Kabel) und/oder die Physik der Datentechnik, also Pegel des Signals und Störungen. Im industriellen Bereich werden diese Geräte vor allem für Feldbusse oder Ethernet verwendet. Neben den Testern, also Geräten, die die Physik untersuchen, gibt es noch Protokoll-Analyse-Geräte, die den Dateninhalt untersuchen. Die Aufzählung gibt nur exemplarisch einige typische Geräte wieder.
Lokale Busse
- IEC-625-Bus (IEEE-488)
Feldbusse
- Feldbus (Übersicht)
- Profibus Tester: Pegelhöhe, Datendurchsatz, Umlaufzeit, Terminierung, Slave-Liste
- CAN-Bus Tester: Error-Frames, Datendurchsatz,
- AS-Interface-Bus Tester: Pegelhöhe, Slave-Liste, Slave-Nr. zuweisen
Ethernet
Ethernet ist aufgrund seiner Verbreitung das System, für das es die größte Anzahl von Analyseprogrammen gibt. Hier eine kleine Auswahl ohne Wertung …
- Ethernet-Cabel-Check-Tester: Thin Ethernet (RG98U), Thick Ethernet (yellow cable), RJ45
- MRTG Analyse: Multi Router Traffic Grapher Darstellung Netzwerkverkehr unter anderem
- Ethereal oder WireShark Analyse: Verwendete Datenkanäle eines Netzwerks, Daten, Protokolle
- nmap Analyse: Netzwerk-Scanner mit vielen Funktionen
Normale
Normale sind Maßverkörperungen, Messgeräte, Referenzmaterialien oder Messeinrichtungen, die den Zweck haben, eine Einheit oder einen oder mehrere Größenwerte festzulegen, zu verkörpern, zu bewahren oder zu reproduzieren, um diese an andere Messgeräte durch Vergleich weiterzugeben. Routinemäßig eingesetzte Normale heißen Gebrauchsnormale. Bezugsnormale werden dagegen nur zur gelegentlichen Kalibrierung der Gebrauchsnormale eingesetzt, ggf. auch über weitere dazwischenliegende Normale, die dann Normale höherer (zweiter, dritter) Ordnung heißen. Dadurch wird die Belastung der höherwertigen Normale minimiert. Auch die Bezugsnormale werden über eine weitere Kalibrierhierarchie auf ein Primärnormal, das den höchsten metrologischen Anforderungen entspricht, zurückgeführt. Dabei handelt es sich in der Regel um ein von einem nationalen metrologischen Institut unterhaltenes nationales Normal oder um ein internationales Normal. Innerhalb der Kalibrierhierarchie nimmt die Genauigkeit der Normale nach oben hin stetig zu.
Prüfstände dienen zur Fehlerkontrolle zur Qualitätssicherung oder Eichung von Messgeräten (beispielsweise für Wasserzähler).
Eichpflichtige Messgeräte
Messgeräte, deren Messergebnis zur Berechnung von gewerblichen Leistungen verwendet wird (beispielsweise Waagen im Handel, Wasserzähler), müssen eichgesetzliche Auflagen erfüllen. Das heißt, ihre Bauart muss von der Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) zugelassen und die Geräte müssen geeicht sein, wobei eine Eichung nach einer bestimmten Zeit durch staatlich anerkannte Prüfstellen mit einem von der Eichbehörde zugelassenen Normal aufgefrischt werden muss. Das Eichgesetz definiert Eichfehlergrenzen, die für verschiedene Lastbereiche nicht überschritten werden dürfen.
Beispiele: Waagen, Wasserzähler, Gaszähler, Stromzähler, Wärmezähler, , Durchflussmesser
Beispiel für ein ausnahmsweise erlaubtes nicht eichpflichtiges Messgerät: Heizkostenverteiler
Rechtliche Aspekte
Messgeräte in gesetzlich geregelten Anwendungen fielen in der EU unter die Richtlinie 2004/22/EG über Messgeräte (Europäische Messgeräterichtlinie (MID)), deren Umsetzung in nationales Recht bis zum 20. Oktober 2006 stattfinden musste. Diese wurde durch die Richtlinie 2014/32/EU (Messgeräterichtlinie) aufgehoben.
Bei Waagen wird unterschieden zwischen selbsttätige Waagen (z. B. Gleiswaagen oder automatische Verpackungslinien) und nichtselbsttätige Waagen. Die nichtselbsttätigen Waagen fallen unter die Richtlinie 2014/31/EU über nichtselbsttätige Waagen. Selbsttätige Waagen fallen weiterhin unter die Messgeräterichtlinie.
Die Europäische Messgeräterichtlinie regelt nicht die Eichpflicht und die Anforderungen nach dem Inverkehrbringen bzw. der Inbetriebnahme. Das bleibt nationalem Recht vorbehalten. Allerdings müssen sich die Mitgliedstaaten vor der Kommission und den anderen Mitgliedstaaten rechtfertigen, wenn sie es nicht regeln. MID-konforme Messgeräte müssen vor der ersten Inbetriebnahme nicht mehr geeicht werden. Sie müssen die Europäischen Konformitätskennzeichnung (CE) sowie die zusätzlichen Metrologie-Kennzeichnung (M) und den letzten beiden Ziffern des Jahres, in dem die Kennzeichnung angebracht wurde aufweisen.
In Deutschland werden diese Richtlinien durch das Mess- und Eichgesetz sowie die Mess- und Eichverordnung umgesetzt. In Österreich durch das österreichische Maß- und Eichgesetz.
Eigensichere Messgeräte
Das Messprinzip von eigensicheren oder explosionsgeschützten Messgeräten ist den o. g. gleich, jedoch müssen diese Geräte besonderen Ansprüchen für ihren Einsatzfall genügen, die sie z. B. im untertägigen Bergbau oder der (chemischen) Industrie finden. Richtlinien wie die 94/9/EG bzw. ATEX bestimmen die Anforderungen, die hinsichtlich elektrischer, mechanischer und auch werkstofftechnischer Vorgaben geprüft werden. Zugelassene Prüfstellen erteilen bei erfolgreicher Zulassung ein Zertifikat, welches Grundvoraussetzung für die Inbetriebnahme von Messgeräten in den besonderen explosionsgefährdeten Bereichen ist.
Medizinische Messgeräte
Für Messgeräte in der Medizin gelten besondere Regeln. Sie müssen die Vorschriften der MedGV, der Medizin-Geräte-Verordnung einhalten. Dies gilt aber nur für Messgeräte die a) als Medizinische Geräte eingestuft und b) in der anerkannten Medizin verwendet werden. Der Bereich der alternativen Medizin bleibt davon unberührt. So fallen das Teslameter, ein Biofeld-Messgerät oder die Körperfettwaage nicht unter die Bestimmungen.
- Aktometer zum Erfassen der Bewegungsaktivität
- Ergometer misst die körperliche Arbeit bzw. Leistung
- Blutdruckmessgerät damit wurde historisch häufig das von Riva-Rocci mit entwickelte Sphygmomanometer verbunden, bei der man manuell mit Manschette den systolischen Blutdruck bestimmen konnte. Heutzutage wird jedoch meist nicht mehr manuell mit Quecksilbersäule, sondern oszillometrisch mit digitaler Anzeige gemessen. Neben diesen unblutigen Messverfahren gibt es noch klinische Verfahren, bei denen der Blutdruck in einem Blutgefäß direkt über einen Druckwandler gemessen wird. Siehe Blutdruckmessung.
- Blutzucker-Messgerät – Ist ein wichtiges Gerät für Diabeteskranke. Mit ihm wird der aktuelle Wert des *Glucose-Spiegels im Blut bestimmt. Neben der klassischen Methode, bei der ein Tropfen Blut benötigt wird, gibt es auch neuere Ansätze von Messgeräten die eine unblutigte Messung ermöglichen.
- EKG-Geräte sind medizinische Geräte zur Anzeige und Aufzeichnung der Summe der elektrischen Aktivitäten aller Herzmuskelfasern.
- EEG-Geräte sind medizinische Geräte zur Anzeige und Aufzeichnung der von außen messbaren elektrischen Aktivitäten des Gehirns
- Fieberthermometer zum Messen der (menschlichen) Körpertemperatur
- Kapnometer, Kapnographen um den Kohlenstoffdioxidgehalt der Ausatemluft eines Patienten zu messen und zu überwachen.
- Körperfettwaage gibt neben dem Körpergewicht auch den Anteil von Körperfett an.
- Skoliometer messen Neigungswinkel der Rückenoberfläche zur Horizontalen.
- Spirometer zur Überprüfung der Lungenfunktion.
Technische Hilfsmittel für Messungen in der Medizin
Technische Hilfsmittel für Messungen in der Medizin sind eigentlich keine Messgeräte, werden aber für Messungen verwendet:
- Mikroskop, vor allem Lichtmikroskope z. B. für Zählung/Erkennung von Bakterien …
- medizinische Kameras (teilweise auch mit Infrarot- oder UV-Licht)
- Ultraschallgeräte zur Diagnostik (Schwangerschaft …)
- Röntgen-Geräte zur Diagnostik (innere Organe, Knochenbrüche, Osteoporose …)
- Parallelometer zur Messung von Disparallelitäten bei der Herstellung von Zahnersatz
Anmerkungen
- Auf die Einteilung nach dem technischen Prinzip, nach dem das Messgerät anzeigt, wird im Artikel Anzeige (Technik) eingegangen; hier ist nur angeführt, welche Größe gemessen wird.
- In einzelnen Fällen wird der Begriff Sensor oder Geber (der die Messung durchführende Teil) mit dem Messgerät gleichgesetzt. Bei der Auswahl eines Geräts oder einer Methode ist eventuell auch unter diesem Verweis zu suchen.
- Out of Specification (OOS) bedeutet, dass ein Messwert außerhalb des kalibrierten Bereichs des Messgerätes liegt.
Siehe auch
- Metrologie
Literatur
- H. R. Tränkler: Taschenbuch der Meßtechnik. Oldenbourg, München 1992.
- Jörg Hoffmann: Taschenbuch der Messtechnik. Fachbuchverlag, Leipzig 2004.
- Wolfgang Schmusch: Elektronische Meßtechnik. Vogel Buchverlag, Würzburg 1991.
- Jörg Hoffman: Handbuch der Messtechnik. Hanser, München 2005.
Weblinks
- Literatur von und über Messgerät im Katalog der Deutschen Nationalbibliothek
- Freunde alter Wetterinstrumente
Quellen
- Norm DIN 1319-1, Januar 1995: Grundlagen der Messtechnik – Teil 1: Grundbegriffe.
- Norm DIN 1319-2, Oktober 2005: Grundlagen der Messtechnik – Teil 2: Begriffe für Messmittel.
- Th. Fösel, K.-H. Altemeyer, H. Heinrich, P. Lotz: Möglichkeiten und Grenzen der Ventilationsüberwachung bei Narkosen von Säuglingen und Kleinkindern. In: Der Anaesthesist. Band 33, Heft 1, Januar 1984, S. 31–38, hier: S. 33–34.
- DIN ISO 10012-1
Autor: www.NiNa.Az
Veröffentlichungsdatum:
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Messinstrument ist eine Weiterleitung auf diesen Artikel Zum allgemeinen Begriff siehe Messinstrument Empirie Messgerate auch Messinstrumente genannt dienen zur Bestimmung geometrischer oder physikalischer Grossen Meistens fuhren sie im Rahmen einer Messung mittels einer Skalen oder Ziffernanzeige auf eine quantitative Aussage uber die zu messende Grosse Diese Aussage der Messwert wird als Produkt von Zahlenwert und Einheit angegeben Die prinzipiell zugrunde liegenden Messmethoden werden unter Messtechnik angegeben Allgemeine Merkmale der Messgerate gemass DIN 1319 1 werden unter Messmittel aufgefuhrt Statt einer ablesbaren Anzeige kann ein Messgerat auch ein Signal vorzugsweise ein elektrisches Signal ausgeben oder es kann Daten speichern elektronisch oder auf Papier z B als Messschreiber oder Registrierapparat Eine Messeinrichtung ist in den Grundlagen der Messtechnik in DIN 1319 als Gesamtheit aller Messgerate und zusatzlicher Einrichtungen zur Erzielung eines Messergebnisses definiert und besteht im einfachsten Fall aus einem einzigen Messgerat Messgerate zur Ausfuhrung von Messungen zahlen allgemein zur Gruppe der Messmittel Werden diese zur Prufung eingesetzt werden sie gemass DIN 1319 2 auch als Prufmittel bezeichnet Das Messgerat kann fehlerhaft arbeiten bzw der Messwert kann Messabweichungen enthalten diese sind herauszurechnen bzw in ihrer Grosse abzuschatzen Besonders genaue Messgerate konnen zur Kalibrierung Justierung oder Eichung anderer Messgerate dienen siehe auch Messmitteluberwachung Fur ermittelte Werte kann eine Messunsicherheit angegeben werden Siehe auch Liste von Messgeraten und Liste physikalischer GrossenMessung nichtelektrischer GrossenGrundlegende Messgerate Ohne die grundlegenden Messgerate zur Bestimmung der Zeit und zur Messung von Langen sowie dem simplen Zahlen konnen keine anderen Messgerate hergestellt bzw benutzt werden Andere Grossen auch Basisgrossen werden abgeleitet oder aber die Messgerate werden durch Anwendung dieser Grossen bestimmt Zeitmessung Hauptartikel Zeitmessung Wanduhr mit Pendelwerk Die Zeit wird mit verschiedenen Uhren gemessen Sonnenuhren sind historisch Anwendung heute nur als Dekoration oder fur Lehrzwecke Sanduhren sind historisch Anwendung nur noch in Einzelbereichen Wasseruhren sind historisch zur Zeitmessung nicht Durchfluss Blumenuhren sind sehr ungenaue Vorrichtungen zur Zeitmessung jedoch sehr hubsch anzuschauen Verwendung als Schaustucke zu Lehrzwecken Feueruhren waren kultische Zeitmesser die eine aromatische Masse verbrannten Kerzenuhren und Ollampenuhren sind historisch Anwendung nur in Einzelbereichen Pendeluhr misst die Zeit uber die Schwingungsdauer eines Pendels Raderuhren nutzen die Bewegung bzw Schwingung mechanischer Teile Passageninstrument misst die Durchgangszeit von Sternen kombiniert mit Chronograf Chronometer misst die Zeit mechan Kurzschwinger oder Quarzuhr Chronograf misst die Zeit mechan bzw Quarz und zeichnet oder druckt den Zeitverlauf auf oft mit einer anderen Grosse gemeinsam z B Sterndurchgange Funkuhr empfangt das genaue Zeitsignal einer Atomuhr per Funksignal Stoppuhr mechanisch oder elektrisch elektronisch Kurzzeitwecker mechanisch oder elektrisch mit akustischem optischem Wecksignal oder und Schaltmoglichkeit Quarzuhr misst die Zeit mit einem durch Schwingquarz gesteuerten Oszillator Intervallzahler misst Frequenzen und Zeitintervalle auf Basis eines Oszillators Atomuhr misst die Zeit aufgrund der hohen Konstanz von atomaren Schwingungen Mit Wasserstoffmasern die genauesten derzeit verfugbaren Uhren Langenmessung Nivellierlatte Entfernung 15 7 m Abschnitt zwischen oberer und unterer Linie 100 Knopfmass erster Messschieber Metallmassstab Zoll MillimeterEinfaches Messrad Prinzipiell unterscheiden wir zwei einfache Formen der Messmittel zur Langenmessung das Strichmass welches das Mass durch den Abstand zwischen zwei Strichen verkorpert und das Endmass das Urmeter etwa bei dem das durch den Abstand zweier Flachen geschieht Messschraube veraltet umgangssprachlich Mikrometer Auflosung bis 0 01 mm Messuhr mit Zeiger oder mit Ziffern anzeigend bis 0 001 mm Messschieber umgangssprachlich auch Schiebe oder Schublehre Auflosung bis 0 02 mm das Knopfmass kleiner einfacher Messschieber Beispiel fur die Entwicklung der Langenmessung historisch ein wichtiger Schritt heute nur bei geringer Genauigkeitsanforderung da kein Nonius Fadenzahler misst Strichbreiten und Linienabstande beim Druck Kluppe in der Forstwirtschaft zur Ermittlung von Stammdurchmessern Lineal Metallmassstab Messlineal Auflosung bis mm Gliedermassstab umgangssprachlich Zollstock oder Meterstab Auflosung bis zu 1 0 mm Messrad zum raschen Abfahren einer Messstrecke rel Messabweichung je nach Aufbau bis 1 siehe auch Hodometer und Zyklometer Messtechnik Massband fur Vermessungen bis 50 m maximal 100 m Messabweichung 1 bis 3 cm Optische Distanzmessung mit Nivellierlatte 3 bis 5 m lang und Fadennetz bei dm cm Teilung Zielung mit Theodolit etwa 5 cm Auflosung Basismessung mit temperaturbestandigem Invardraht und Triangulierung bis etwa 1970 die Basis der Landesvermessung Messabweichung einige 0 1 mm pro Kilometer Elektronische Distanzmesser EDM Distanzer hochprazise Streckenmessung von einigen Dezimetern bis zu vielen Kilometern mit Laserlicht Infrarot oder Mikrowellen Messabweichung terrestrisch bis etwa 10 7 1 mm auf 10 km Satellite Laser Ranging SLR Laser Laufzeitmessung von Bodenstationen zu Satelliten Messabweichung bis 10 9 Wegsensoren wie beispielsweise Laserentfernungsmesser Laserinterferometer Ultraschallentfernungsmesser Seilzuglangengeber Auflosung je nach Aufbau bis 0 01 mm moglich Glasmassstab Kapazitiver Sensor Laser surface velocimeter dienen zur Langenmessung an kontinuierlich erzeugten Gutern und Bahnwaren Siehe auch Daumensprung und Sichtweite Zahlen StuckzahlerStuckzahler Innenansicht Zahlen ist das elementarste Messprinzip Auch bei der Zeit oder Langenmessung wird oft schlicht gezahlt Mit der Durchdringung der Messtechnik durch digitale Methoden hat das Messprinzip enorm an Bedeutung gewonnen Zahlen im messtechnischen Sinne ist das Bestimmen der Anzahl siehe auch Stuckmenge Zahlwerke messen die Anzahl von Objekten oder Ereignissen bei befristeter Zahlung bestimmen sie deren Haufigkeit Handzahler fur Einzelereignisse dezimal mit Ubertragen auf mehrere Ziffernrollen oder Ziffernrader Umdrehungszahler mit zusatzlicher mechanischer oder optischer Erfassung einer Achsenmarkierung Raderwerke in vielen mechanischen Messgeraten zur Auswertung der Anzahl der Umdrehungen fur andere Messdaten beispielsweise bei den integrierend aufsummierend arbeitenden Energiezahlern Wasserzahlern Kilometerzahlern Auch die fruhesten Rechenmaschinen waren reine Zahlgerate Geigerzahler zur Bestimmung radioaktiver Zerfallsereignisse Elektronische Zahler siehe im Abschnitt Zahler im Artikel Digitale Messtechnik Zahlwaagen fur die Ersatz der Tatigkeit des Zahlens durch Wagung bei gleichzeitig vorliegenden gleichen Objekten mit bekanntem StuckgewichtWeitere Messgerate elementarer Grossen Flacheninhaltsmessung Messgerate der Flacheninhaltsmessung Planimetrierung Planimeter eine mechanische Apparatur zur Ermittlung ebener Flachen in Landkarten oder Zeichnungen Pantograph ein Massstabsumsetzer der mittels Ubertragung auf eine Rasterung der Flachenmessung dienen kann Volumenmessung Die Bestimmung sowohl des Hohlvolumens als auch des Volumens fester Korper von Flussigkeiten oder Gasen wird historisch durch Hohlkorper oder skalierte Messgefasse realisiert meist aber uber Volumenberechnung Messzylinder zur Messung anhand der Verdrangung aus Glas oder Kunststoff oder anderem mit Mensur oder ohne Volumeter fur Korper die nicht mit Flussigkeit in Verbindung kommen sollen etwa bei Gaszahlern oder Volumenmessgeraten in Beatmungssystemen Kapillare durch folgendes Wiegen oder Ablesen einer Skale indirekt etwa beim Thermometer zur Bestimmung der Temperatur aus dem Volumen Scheffel ein Beispiel fur ein historisches Volumen Mass Ubersicht in Geschichte von Massen und Gewichten Pipette um Mengen aus einem Gefass in ein anderes zu dosieren Messbecher Teeloffel und Essloffel als Masse in der Kuche Messheber ein meist aus Glas bestehendes Messgerat um eine Menge Flussigkeit aus einem Gefass zu entnehmen Probennahme Kubizierapparat Messglocken fur die Bestimmung von Gasen und Flussigkeiten Durchflussmesser dynamische Volumenmessung siehe weiter untenOrtsbestimmung Winkel und Richtungsmessung Hauptartikel Winkelmessung Richtungsmessung und Ortsbestimmung Theodolit um 1820 zur TriangulierungSekundentheodolit DKM2 A Geodasie Alle Gerate fur die Winkelmessung im Gelande sind auch unterschiedlich gut fur die Standortbestimmung geeignet Hierzu werden Landkarten oder Koordinaten benotigt Durch Winkelmessung und Strahlensatz lassen sich Hohe oder Hohendifferenz von Objekten berechnen Astrolabium historisch Astronavigation Als Ni2 Astrolab fur moderne Astrometrie Autokollimator zur prazisen Messung kleiner Winkel Chorobates Nivelliergerat historisch Beispiel Bau von Aquadukten Dioptra fur Peilungen historisch GPS Satellitennavigation direkte Anzeige der 3D Position Gnomon Schattenstab historisch zur Bestimmung der geographischen Breite eines Ortes Groma Peilungen historisch Achsenkreuz auf Stab an jedem Achsende ein Messlot Heliotrop historisch ein Sonnenspiegel fur Vermessungspunkte Heliometer bis 19 Jahrhundert prazise Durchmesser u Winkelmessung in der Astronomie Koordinatenmessgerat 3D messen mittels Antastung Optik Manuell wie CNC Jakobstab historisch Astronavigation und zur Bestimmung der Hohe eines Objekts Kompass zur Bestimmung von magnetisch Nord Navigation Kreiselkompass zur Bestimmung von geografisch Nord bzw Sud Schiffsnavigation Laserkreisel misst verschleissfrei Drehbewegungen Lot zum Feststellen der Vertikalen Messarm fur die Geometrie von Bauteilen Messbildkameras Prazisionskameras fur die Photogrammetrie Nivelliergerate zur geometrischen Hohenmessung Planimeter zur Messung von Flachen auf Zeichnungen Planen usw Radioteleskop zur Vermessung astronomischer Radioquellen Quasare und VLBI Schlauchwaage physikalisches Nivelliergerat Prinzip der kommunizierenden Gefasse Schmiege hauptsachlich zur Ubertragung von Winkeln auf Werkstucke Setzwaage historischer Vorlaufer der Wasserwaage Anwendung w o Ablesung an Libelle Sextant fur Winkelmessung zwischen zwei Landmarken Terrestrische und Astro Navigation Streifenprojektions Sensoren fur beruhrungslose Formerfassung Theodolite zur Messung von Winkeln und geometrischer Beziehungen im Raum Tachymeter fur Winkel und Entfernungsmessung Wasserwaage zum horizontalen und oder vertikalen Ausrichten Winkelmesser als Werkzeug siehe auch Geodreieck Zenitteleskop und Zenitkamera zur Vermessung von Sternortern und LotrichtungMasse Gewichtskraft Dichte usw Die Gewichtsmessung ist ein Fachgebiet der Massenmesstechnik Wahrend fruher Waagen vor allem durch den geschickten Aufbau der mechanischen Elemente wie Hebel Gewichtsstucke oder und Federn bestimmt wurden ist die Wagetechnik heute durch die Elektronik gepragt BalkenwaageWaagen dienen der Bestimmung der Masse von Korpern Balkenwaagen vergleichen die Masse eines Probekorpers mit kalibrierten Gewichtsstucken Neigungswaage historische Briefwaagen Federwaagen bestimmen die Masse eines Probekorpers aus seiner Gewichtskraft Ein Pyknometer mit typisch individuell kalibriertem Volumen ist ein Massgefass zur Bestimmung von spezifischem Gewicht oder Dichte einer Flussigkeit oder und eines Festkorpers durch mehrmaliges Abwiegen Refraktometer messen den Brechungsindex vor allem von Flussigkeiten und daruber wiederum Grossen wie Mostgewicht Salinitat allgemein Stoffkonzentrationen Laktodensimeter messen die Dichte von Milch Trubungsmessgerate bestimmen den Anteil von Feststoffen in Flussigkeiten Gassammelrohre oder Dasymeter erlauben Masse und Volumen einer Gas Probe zu bestimmen Temperatur Thermografie Kaffeeautomat und thermische Spiegelung Die Temperaturmessung wird in einem extra Artikel ausfuhrlicher behandelt diese Aufzahlung gilt nur als Uberblick Thermometrie ist die Wissenschaft von der Temperaturmessung Messung durch Thermometer in verschiedenen Ausfuhrungen Fruhe Thermometer Abschatzung durch Alchemisten Sieden von Wasser oder Wachs schmilzt Galileo Thermometer Schwerkraft Dichte benannt nach Galileo Galilei Ausdehnungsthermometer Flussigkeit oder Metallstab direkte Ablesung an Skale Zimmer und Aussenthermometer Schleuderthermometer Stabthermometer Bimetallthermometer Ausnutzung der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten zweier Metalle Thermochromatische Farben Farbanderung bei bestimmter Temperatur Segerkegel Formkorper die ihre Festigkeit und Kontur bei bestimmter Temperatur andern Schmelzpunktbestimmung auch im umgekehrten Sinn verwendbar Moderne Thermometer Widerstandsthermometer Anderung des elektrischen Widerstands z B mit Platin Messwiderstand oder Siliziumtransistor Thermoelemente siehe auch Thermoelektrizitat Strahlungsthermometer Pyrometer Bolometer messen die Einwirkung von Warme Strahlung auf einen Probekorper Ramanthermometer basierend auf der Raman Spektroskopie Thermografie beruhrungslose Flachen Temperaturmessung mit Infrarotstrahlung Warmebild in Hell Dunkel Darstellung oder in Farben siehe Bild Messung elektromagnetischer GrossenElektrische Grossen Digitales Oszilloskop eines der universellsten Messgerate fur elektrische GrossenSpannungsmessgerat umgangssprachlich Voltmeter fur die elektrische Spannung oder Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten Oszilloskop zur Darstellung des zeitlichen Verlaufs einer elektrischen Spannung als Graph Elektrofeldmeter fur die elektrische Feldstarke Strommessgerat umgangssprachlich Amperemeter fur die elektrische Stromstarke Galvanometer Spezialmessgerate bei kleinsten Gleichstromen Leistungsmesser fur die elektrische Leistung die ein Gerat aufnimmt oder abgibt siehe Wirkleistungsmessung Blindleistungsmessung Energiezahler umgangssprachlich Stromzahler fur die elektrische Arbeit Widerstandsmessgerat umgangssprachlich Ohmmeter fur den elektrischen Widerstand Wheatstonesche Messbrucke fur den ohmschen Widerstand mittels einer Vergleichsmethode alternativ fur eine kleine Widerstandsanderung mittels einer Ausschlagsmethode Wechselspannungsbrucke fur den Wechselstromwiderstand Leitfahigkeitsmessgerat fur die elektrische Leitfahigkeit eines flussigen Mediums beispielsweise fur die Konzentration von Salzen Frequenzmesser fur die Frequenz einer Wechselspannung Kabelfehlerortungs Messgerat fur die Entfernung zwischen Mess und Fehlerstelle Multimeter fur mehrere MessgrossenMagnetfeld Magnetfeld MessgeratDer Kompass zeigt zu den Magnetpolen der Erde und misst damit die Himmelsrichtung Hall Sonden messen Magnetfeld oder Stromstarken Protonenmagnetometer messen nur die absolute Magnetfeldstarke Forster Sonden dienen zur vektoriellen Bestimmung des Magnetfeldes Fluxmeter messen den magnetischen Fluss Verwendung oft in Verbindung mit einer Helmholtz Spule SQUID Superconducting Quantum Interference Device Zur Messung sehr kleiner Magnetfelder Verwendung bei der Magnetoenzephalographie MEG Das ist eine Messung der magnetischen Aktivitat des Gehirns Magnetometer umgangssprachlich Teslameter oder Gaussmeter messen die magnetische Feldstarke in Tesla bzw Gauss Faraday Waagen messen die Wirkung eines definierten Magnetfelds auf einen Probekorper Radioaktivitat und Strahlung Hauptartikel Strahlungsdetektor und Teilchendetektor Geiger Muller ZahlerSpektrometer ermitteln die Absorption einer bestimmten Wellenlange einer Strahlung aber auch Emissions Reflexions und Fotoleitungsspektren Dosimeter messen die Strahlendosis als zeitliches Integral der Dosisleistung Geiger Muller Zahlrohre messen den Einfall ionisierender Strahlung Szintillationszahler messen je nach Aufbau von Alpha Beta Gamma oder Neutronenstrahlung Rontgen Gerate messen den Strahlungsdurchgang durch ein ObjektAbgeleitete MessgerateAbgeleitete Messgerate sind aus den ursprunglichen Messgeraten entstanden Geschwindigkeit Die Geschwindigkeit ist der Quotient aus Weg und Zeit Der Tachometer zeigt im Fahrzeug die Fahrtgeschwindigkeit an Der Tachograph zeichnet die Geschwindigkeit auch auf Das Log misst die Geschwindigkeit bei Wasserfahrzeugen Der Fahrtmesser misst die Geschwindigkeit bei Luftfahrzeugen Das Variometer gibt die Steig oder Sinkgeschwindigkeit bei Luftfahrzeugen an Radargerat misst die Geschwindigkeit uber den Dopplereffekt der von einem Radarsender erzeugten und vom Fahrzeug reflektierten Radarwellen Lidar Lidar steht fur light detection and ranging und ist eine dem Radar radiowave detection and ranging verwandte Methode zur Fernmessung atmospharischer Parameter Ein Laser surface velocimeter misst die Vorschubgeschwindigkeit eines Produktstrangs in der Industrie Drehzahl Drehzahlmessgerat mechanisches oder elektronisches Messgerat haufigste Anwendung im Kfz Bereich und Luftfahrzeugen gibt eine Aussage uber die Umdrehungsfrequenz eines Aggregats Motor Bei bekannter Ubersetzung konnen auch die Geschwindigkeit und unter Einbeziehung der Zeit der Weg daruber ermittelt werden Gyrometer historisch mechanischer Aufbau zur Drehzahlbestimmung Hall Sensor zur Drehzahlbestimmung mittels Hall EffektBeschleunigung Die Beschleunigung ist die Geschwindigkeitsanderung pro Zeitspanne Beschleunigungssensoren messen meist die Krafteinwirkung auf einen Probekorper im beschleunigten System K mb Zuruckgelegter Weg Entfernungsmesser nach einer Vielzahl von Messprinzipien beispielsweise Hodometer Kilometerzahler Helldunkelgeolokator zum Verfolgen der Flugstrecken sehr kleiner Vogel Leistung Leistungsmesser messen nach mechanischen oder elektrischen Prinzipien Messungen an Flussigkeiten und Gasen Durchflussmesser mit FlugelradDurchflussmesser messen den Massenstrom oder den Volumenstrom Ein Magnetisch induktiver Durchflussmesser MID arbeitet ohne bewegliche Teile Er errechnet den Durchfluss eines elektrisch leitfahigen Mediums anhand der durch Induktion durch ein von aussen angelegtes Magnetfeld resultierenden elektrischen Spannung Coriolis Massendurchflussmesser nutzen die Corioliskraft um den Durchfluss zu ermitteln Hitzdrahtanemometer messen die Abkuhlung eines beheizten Drahtes und errechnen daraus den Durchfluss Wasserzahler gibt es in unterschiedlichen Bauarten als Flugelrad Woltmann oder Verbundwasserzahler Sie dienen der Zahlung sind daher nur auf ein Mengenmass kalibriert wie zum Beispiel in Liter konnen aber durch Differenzierung eines Abtastsignals auch zur Durchflussmessung verwendet werden Laser Doppler Anemometer zur beruhrungsfreien Messung der Stromungsgeschwindigkeit von Gasen oder Flussigkeiten Druckmessgerate umgangssprachlich Manometer messen den Druck von Gasen und Flussigkeiten Vakuummeter sind Messgerate zur Bestimmung des Gasdrucks in einem Vakuum Araometer messen die Dichte einer Flussigkeit siehe auch Mostwaage Wein Laktodensimeter Milch Bierspindel Bier Rheometer messen das Fliess und Verformungsverhalten von Materie Viskosimeter messen die Viskositat von Flussigkeiten Pegelmessgerat misst die Machtigkeit einer Flussigkeit in einem Behalter oder einem Gewasser auch Fullstandmessung gangige Verfahren Radarsensor Ultraschallsensor Kapazitiver Sensor Konduktometrie Schwimmerschalter nur ein oder zwei Schaltpunkte und Thermografie Echolot zur Bestimmung der Wassertiefe oder dem Auffinden von schallaktiven Objekten im Wasser seltener in Luftfahrt s a Barcheck Verfahren zur Kalibrierung eines Echolots Tensiometer messen die Oberflachenspannung einer Flussigkeit Potetometer messen den Wasserverbrauch einer Pflanze pH Meter messen den pH Wert Saure Lauge einer Flussigkeit Transmissometer in der Umwelttechnik Bestimmen des Staubgehalts Menge eines Gases in Abluft Trubungsmessgerate Nephelometer bestimmen den Anteil von partikularen Feststoffen in einer Flussigkeit Explosimeter messen eine gasformige Atmosphare um eine Explosionsgefahr zundfahiges Gasgemisch zu erkennen Messungen an Feststoffen Alle Messgerate zur Langenbestimmung und der Dichte des Gewichts und Hartemessgerate sowie Rontgengerate konnen ebenfalls bei Feststoffen eingesetzt werden Grindometer messen Korngrossen Lysimeter messen bodenbiologische physikalische Daten Tensiometer messen kontinuierlich die Bodenfeuchte Feuchteabsolutbestimmer messen die Materialfeuchte in Feststoffen SRT Pendel messen die Griffigkeit von Fahrbahnoberflachen Farinographen dienen zur rheologischen Untersuchung von Weizenmehlen Meteorologische Instrumente Die folgenden Messgerate werden in der Meteorologie und naturlich aber auch in anderen technischen Bereichen eingesetzt Barometer messen den Druck von Luft und auch die Hohe Altimeter Uber die Anzeige des Luftdrucks auch zur Vorhersage des Wetters verwendet Thermometer messen die Temperatur Hygrometer messen die Luftfeuchtigkeit siehe auch Coulometrischer Feuchtesensor Anemometer messen die Windgeschwindigkeit Lysimeter messen die Versickerungs Verdunstungs Verhaltnis Evapotranspiration Netradiometer auch Netto Radiometer zur Messung der Globalstrahlung Meteorologie Gesamtstrahlungbilanz Pyranometer Globalstrahlungsensor Meteorologie Albedometer Strahlungsbilanzsensor Meteorologie Windsack zeigt die Windrichtung und eine Naherung fur die Windstarke an Windrichtungsgeber auch der Wetterhahn zeigt die Windrichtung an Cyanometer gibt die Farbintensitat der blauen Himmelsfarbe an als Mass fur die Menge an Wasser welches sich in der Atmosphare befindet Transmissometer misst die Sichtweite Pyrheliometer misst die Energie der Sonnenstrahlen Evaporimeter misst die Verdunstung Evaporation Ceilometer misst die Wolkenbedeckung und Hohe Ombrometer misst die Niederschlagsmenge Sonnenscheinautograph Heliograph misst die Sonnenscheindauer Messung der lichttechnischen Grossen und Farbeigenschaften Analoges LuxmeterPhotometrie ist der Uberbegriff fur die Messung der lichttechnischen Grossen sowie hieraus abgeleiteter Messverfahren z B Messung der Licht Absorption in der Biologie Chemie Medizin Luxmeter messen die Beleuchtungsstarke der die Messzelle ausgesetzt ist Densitometer sind Farbmessgerate die Farbtonwerte von Oberflachen messen PV Messgerate sind Multimess Gerate fur Solaranlagen Gemessen werden Abnahme relevante Werte wie Isolationswerte im DC System Widerstandswerte und meist auch Lichtintensitat und Temperatur einige Gerate berechnen den voraussichtlichen Energieertrag Meist werden mehrere Messgerate in einem Set als PV Messsystem verwendet Schall und Schallpegelmessung Schallpegelmesser analog Schallpegelmessgerate messen in den meisten Fallen den Schalldruckpegel Zu diesem Zweck enthalten sie ein prazises Mikrofon eine hochgenaue Verstarkerschaltung und eine logarithmische Anzeige Der Schalldruckpegel wird aus allen Richtungen gleich gut empfangen weshalb Position und Orientierung des Gerats keine Rolle spielen Die Messgerate werden in den meisten Fallen zur Bestimmung von Larmbelastungen am Arbeitsplatz und im Strassenverkehr verwendet Ein weiterer Einsatzzweck ist die Bestimmung von Schwingungen und Laufgerauschen an technischen Geraten und der Untersuchung von Gegenmassnahmen auf ihre Wirksamkeit Schallpegelmessgerate mussen vom Anwender regelmassig kalibriert werden um die Funktion zu uberprufen und um geanderte atmospharische Bedingungen wie Temperatur Luftfeuchte und Luftdruck zu kompensieren Peakmeter geben den Spitzenwert einer Ton Aufzeichnung an und dienen zur Aussteuerung der Tonaufnahme Schalldruck und Spannung Speckle Muster Interferometrie ESPI Schwingungsanalyse und Formerfassung LasermikrofonKombinierte Gerate Thermohygrograph beispielsweise bei Museen Multifunktions Umweltmessgerat Messung von Grossen aus der Umwelttechnik beispielsweise Temperatur Luftfeuchtigkeit Beleuchtungsstarke und Schallpegel Diese Gerate sind mittlerweile fur wenig Geld zu haben Ihre Messgenauigkeit ist jedoch nicht mit hochwertigen Geraten zu vergleichen Einsatz oft im Schulbereich oder fur Heim Anwendungen Universelle Messgerate fur verschiedene elektrische Grossen Digital Multimeter Diese Gerate sind nicht fur einen speziellen Anwendungsfall entwickelt Multimeter Universalmessgerate fur Spannung mit entsprechender Prufspitze auch fur Hochspannungsmessung Strom Widerstand teilweise auch Isolationswiderstand und Durchgangsprufung Diodentest Verstarkungsfaktor von PNP NPN Transistoren Anzeige des zeitlichen Verlaufs einer elektrischen Grosse Multis mit graphischer Anzeige Min Max Mittelwertanzeige Kondensatorkapazitat Temperatur mit entsprechenden Geber Logiktester Pegel einstellbar Vorgabe einer Spannung Pegel Strom senke auch zeitliche Verlaufe einer der Grossen vorgebbar Wobei erst die Digitaltechnik alle Messungen und Prufungen in ein Gerat vereint hat Industriemultimeter sind in einem bestimmten Zeitraum eichpflichtig Analogmultimeter Spannungs Strom und Widerstandsmessung mit einem Zeigermessgerat Digitalmultimeter oft mit Schnittstelle zu PC Messwerterfassung PC Messkarten dienen der Darstellung und digitalen Erfassung physikalischer Grossen Wechselspannungsbrucken zur Bestimmung von Kapazitat oder Induktivitat SMUs kombinieren Multimeter mit Labornetzteil zur Versorgung und Stimulation des Pruflings SMMUs vereinen SMU mit einem Multiplexer der sowohl die Spannungen Strome des Netzteils in den Prufling einspeist als auch die Verbindung zwischen Prufling und Mess System herstellt Messschreiber sind registrierende Messgerate fur Spannung oder durch Spannung darstellbare Grossen die sofort einen Papierbeleg ihrer Ergebnisse erzeugen Qualitat der Messungen Messgerate Hersteller sollen Angaben zu den Fehlergrenzen maximale Betrage der Messgerateabweichung des Anzeigewertes vom richtigen Wert machen Bei elektrischen Messgeraten mit Skalenanzeige z B Analogmultimeter werden diese Grenzen vorzugsweise in v E Prozent vom Endwert angegeben haufig mittels eines Klassenzeichens Damit ist die maximale absolute Messabweichung gemeint sie wird uber den Messbereichsendwert berechnet Ein Messgerat mit einem Messbereichsendwert von z B 100 V und einer Klasse 1 5 kann selbst im gunstigsten Fall bis zu 1 5 100 V 1 5 V in seiner Anzeige vom richtigen Wert abweichen Diese Angabe gilt im gesamten Messbereich unabhangig vom Messwert Zu Messgeraten mit Ziffernanzeige siehe Messgerateabweichung auch Digitalmultimeter Die relative Fehlergrenze eines Messwertes ist definiert als absolute Fehlergrenze geteilt durch den richtigen Wert sie wird umso grosser je kleiner der Messwert ist Bei umschaltbaren Messgeraten soll deshalb immer der Messbereich gewahlt werden mit dem man den grosstmoglichen Ausschlag erhalt Beispiel Bei einem Messwert 19 V mit dem genannten Messgerat erhalt man bei Einhaltung vorgegebener Bedingungen wie Temperatur oder Lage Ergebnis 19 V 1 5 V 19 V 1 8 also relative Fehlergrenze 8 im Messbereich 100 V in einem Messbereich 30 V ergabe sich 2 4 Weitere Messabweichungen etwa verursacht durch Eigenverbrauch oder durch nicht sinusformigen Verlauf bei Wechselgrossen lassen sich mit den genannten Angaben nicht erfassen und mussen getrennt bestimmt werden Analytische MessgerateChromatographen trennen Stoffgemische beziehungsweise ermitteln relative Wanderungsgeschwindigkeiten von Substanzen in den gewahlten Medien Die genaue Bezeichnung beschreibt den Aufbau Gaschromatographen Saulenchromatographen Dunnschichtchromatographen Refraktometer zur Bestimmung des Brechungsindex eines Mediums Ultrazentrifuge Analytische messen die Dichtezusammensetzung Kalorimeter dienen der Heizwertbestimmung Massenspektrometer bestimmen die in einem Substanzgemisch vorhandenen molaren Massen siehe auch Molare Masse Elektronenstrahlmikroanalyse sind verschiedene Messtechniken im Zusammenhang mit Rasterelektronenmikroskopen die Festkorperoberflachen auf ihre elementare oder chemische Zusammensetzung analysieren Polarimeter bestimmen die Drehung der Lichtebene bei opt aktiven Stoffen Spektrometer bezeichnen im Allgemeinen Messgerate die kontinuierliche Werte untersuchen In der Regel wird dies auf die Messung elektromagnetischer Strahlung reduziert Gemessen wird allgemein die Intensitatsverteilung verschiedener Wellenlangen elektromagnetischer Strahlung Spezialfall ermitteln z B die Absorption in einem Festkorper bei bestimmten Wellenlangen einer Strahlung Interferometer allgemein werden fur Untersuchungen der Beugung des Lichts verwendet verschiedene Messanwendungen Dilatometer bestimmen die Langenanderung einer Probe in Abhangigkeit von der Temperatur Siehe auch Quantitative AnalyseIndustrielle Messtechnik Produktionsmesstechnik und gewerbliche MesstechnikFoto einer Universalprufmaschine Diese Gerate werden in den meisten Fallen zur Herstellung eines Produktes verwendet oder dienen beispielsweise in der Werkstoffprufung der Qualitatssicherung der Produkte beziehungsweise der Abrechnung von Leistungen Koordinatenmessmaschine universelles Langenmessgerat in der industriellen Qualitatsprufung Typometer sind Messlineale die fur den Schriftsatz skaliert sind Schichtdickenmessgerat bestimmen die Machtigkeit einer Schicht auf einem Trager Akustische Mikroskopie bietet ein zerstorungsfreies bildgebendes Verfahren das hochfrequenten Ultraschall verwendet um Bilder aus dem Inneren eines Objekts zu erzeugen Perthometer auch Tastschnittgerat zur Charakterisierung der Rauheit von Oberflachen Grindometer zum Messen der Kornigkeit einer Paste oder von Lacken Nephelometer oder Turbidimeter zur Messung der Suspension von kleinen Partikeln in einer Flussigkeit oder einem Gaskolloid Tribometer zur Bestimmung der Reibung bei Lagerwerkstoffen u a Duktilometer Zugfestigkeitsuntersuchungen Universalprufmaschine fur Untersuchung mechanischer Eigenschaften wie Elastizitatsmodul Streckgrenze Zugfestigkeit Bruchdehnung oder maximale Druckkraft Ein Vulkameter um die Vulkanisation von Kautschuk Gummi Mischungen zu messenMessung von Materialeigenschaften Tribometer Rheometer ZugversuchHarteprufung Bei der Hartemessung fuhrt eine definierte Krafteinwirkung zu einer bleibenden Verformung des Testkorpers oder einem Eindringen einer Prufgeometrie in den Testkorper Die Messgerate werden nach dem angewandten Verfahren bezeichnet Beispiel Brinell Messgerat Der Poldihammer dient zur Messung der Harte harter Werkstoffe mittels Schlagharteprufung Harteprufung nach Johan August Brinell Eine Kugel wird in die Probe eingedruckt Der Durchmesser des Kugeleindrucks ist das Mass fur den Brinellhartewert HB Harteprufung nach Rockwell Eine Kugel oder ein Diamantkegel wird in die Probe eingedruckt Die bleibende Eindringtiefe wird gemessen und aus diesem Wert die Rockwellharte HRx abgeleitet x steht fur C englisch cone Kegel wenn mit Diamantkegel gepruft und fur B englisch ball Kugel wenn mit Diamantkugel gepruft wird Harteprufung nach Vickers Die Spitze einer vierseitigen Pyramide wird in die Probe eingedruckt Die Diagonalen des bleibenden Eindrucks werden gemessen aus deren Lange lasst sich der Vickershartewert HV errechnen Die verschiedenen Verfahren sind je nach Art und Harte des zu prufenden Werkstoffs unterschiedlich gut geeignet Normmessgerate Norm Messgerate sind Messgerate die eine Reihe von in einer Norm festgelegten Messungen durchfuhren Diese werden meist auch protokolliert um eine Nachweisfuhrung bei Gutachten zu ermoglichen Die Bezeichnung der Messgerate geschieht nach der Norm Beispiel VDE113 EN60204 mit 10 A Schutzleiterprufung Hochspannungsprufung Widerstandsmessung und Grenzbereicherkennung Isolationsprufung Wichtige Norm Messgerate VDE 0100 600 fur Elektroinstallationen Erstprufung nach Errichtung Haus und Industrie VDE 01113 1 EN 60204 1 fur die elektrische Ausrustung von Maschinen Erdungstestgerat Funktionsfahigkeit der Fundament Erder Steckdosentester Normgerechter Anschluss kleiner Teilbereich von VDE100 Nachlaufwegmessgerat Bei hydraulischen Pressen um den zuruckgelegten Weg nach einem Not Stopp zu bestimmen Daten und Kommunikationstechnik Diese Norm Messgerate untersuchen die korrekte Ausfuhrung der Kabelanschlusse Verbindung zwischen Stecker und Kabel und oder die Physik der Datentechnik also Pegel des Signals und Storungen Im industriellen Bereich werden diese Gerate vor allem fur Feldbusse oder Ethernet verwendet Neben den Testern also Geraten die die Physik untersuchen gibt es noch Protokoll Analyse Gerate die den Dateninhalt untersuchen Die Aufzahlung gibt nur exemplarisch einige typische Gerate wieder Lokale Busse IEC 625 Bus IEEE 488 Feldbusse Feldbus Ubersicht Profibus Tester Pegelhohe Datendurchsatz Umlaufzeit Terminierung Slave Liste CAN Bus Tester Error Frames Datendurchsatz AS Interface Bus Tester Pegelhohe Slave Liste Slave Nr zuweisenEthernet Ethernet ist aufgrund seiner Verbreitung das System fur das es die grosste Anzahl von Analyseprogrammen gibt Hier eine kleine Auswahl ohne Wertung Ethernet Cabel Check Tester Thin Ethernet RG98U Thick Ethernet yellow cable RJ45 MRTG Analyse Multi Router Traffic Grapher Darstellung Netzwerkverkehr unter anderem Ethereal oder WireShark Analyse Verwendete Datenkanale eines Netzwerks Daten Protokolle nmap Analyse Netzwerk Scanner mit vielen FunktionenNormale Normale sind Massverkorperungen Messgerate Referenzmaterialien oder Messeinrichtungen die den Zweck haben eine Einheit oder einen oder mehrere Grossenwerte festzulegen zu verkorpern zu bewahren oder zu reproduzieren um diese an andere Messgerate durch Vergleich weiterzugeben Routinemassig eingesetzte Normale heissen Gebrauchsnormale Bezugsnormale werden dagegen nur zur gelegentlichen Kalibrierung der Gebrauchsnormale eingesetzt ggf auch uber weitere dazwischenliegende Normale die dann Normale hoherer zweiter dritter Ordnung heissen Dadurch wird die Belastung der hoherwertigen Normale minimiert Auch die Bezugsnormale werden uber eine weitere Kalibrierhierarchie auf ein Primarnormal das den hochsten metrologischen Anforderungen entspricht zuruckgefuhrt Dabei handelt es sich in der Regel um ein von einem nationalen metrologischen Institut unterhaltenes nationales Normal oder um ein internationales Normal Innerhalb der Kalibrierhierarchie nimmt die Genauigkeit der Normale nach oben hin stetig zu Prufstande dienen zur Fehlerkontrolle zur Qualitatssicherung oder Eichung von Messgeraten beispielsweise fur Wasserzahler Eichpflichtige Messgerate Messgerate deren Messergebnis zur Berechnung von gewerblichen Leistungen verwendet wird beispielsweise Waagen im Handel Wasserzahler mussen eichgesetzliche Auflagen erfullen Das heisst ihre Bauart muss von der Physikalisch Technische Bundesanstalt PTB zugelassen und die Gerate mussen geeicht sein wobei eine Eichung nach einer bestimmten Zeit durch staatlich anerkannte Prufstellen mit einem von der Eichbehorde zugelassenen Normal aufgefrischt werden muss Das Eichgesetz definiert Eichfehlergrenzen die fur verschiedene Lastbereiche nicht uberschritten werden durfen Beispiele Waagen Wasserzahler Gaszahler Stromzahler Warmezahler Durchflussmesser Beispiel fur ein ausnahmsweise erlaubtes nicht eichpflichtiges Messgerat HeizkostenverteilerRechtliche AspekteMessgerate in gesetzlich geregelten Anwendungen fielen in der EU unter die Richtlinie 2004 22 EG uber Messgerate Europaische Messgeraterichtlinie MID deren Umsetzung in nationales Recht bis zum 20 Oktober 2006 stattfinden musste Diese wurde durch die Richtlinie 2014 32 EU Messgeraterichtlinie aufgehoben Bei Waagen wird unterschieden zwischen selbsttatige Waagen z B Gleiswaagen oder automatische Verpackungslinien und nichtselbsttatige Waagen Die nichtselbsttatigen Waagen fallen unter die Richtlinie 2014 31 EU uber nichtselbsttatige Waagen Selbsttatige Waagen fallen weiterhin unter die Messgeraterichtlinie Wasserzahler mit CE Kennzeichnung und Metrologiezeichen M Die Europaische Messgeraterichtlinie regelt nicht die Eichpflicht und die Anforderungen nach dem Inverkehrbringen bzw der Inbetriebnahme Das bleibt nationalem Recht vorbehalten Allerdings mussen sich die Mitgliedstaaten vor der Kommission und den anderen Mitgliedstaaten rechtfertigen wenn sie es nicht regeln MID konforme Messgerate mussen vor der ersten Inbetriebnahme nicht mehr geeicht werden Sie mussen die Europaischen Konformitatskennzeichnung CE sowie die zusatzlichen Metrologie Kennzeichnung M und den letzten beiden Ziffern des Jahres in dem die Kennzeichnung angebracht wurde aufweisen In Deutschland werden diese Richtlinien durch das Mess und Eichgesetz sowie die Mess und Eichverordnung umgesetzt In Osterreich durch das osterreichische Mass und Eichgesetz Eigensichere MessgerateDas Messprinzip von eigensicheren oder explosionsgeschutzten Messgeraten ist den o g gleich jedoch mussen diese Gerate besonderen Anspruchen fur ihren Einsatzfall genugen die sie z B im untertagigen Bergbau oder der chemischen Industrie finden Richtlinien wie die 94 9 EG bzw ATEX bestimmen die Anforderungen die hinsichtlich elektrischer mechanischer und auch werkstofftechnischer Vorgaben gepruft werden Zugelassene Prufstellen erteilen bei erfolgreicher Zulassung ein Zertifikat welches Grundvoraussetzung fur die Inbetriebnahme von Messgeraten in den besonderen explosionsgefahrdeten Bereichen ist Medizinische MessgerateFur Messgerate in der Medizin gelten besondere Regeln Sie mussen die Vorschriften der MedGV der Medizin Gerate Verordnung einhalten Dies gilt aber nur fur Messgerate die a als Medizinische Gerate eingestuft und b in der anerkannten Medizin verwendet werden Der Bereich der alternativen Medizin bleibt davon unberuhrt So fallen das Teslameter ein Biofeld Messgerat oder die Korperfettwaage nicht unter die Bestimmungen Aktometer zum Erfassen der Bewegungsaktivitat Ergometer misst die korperliche Arbeit bzw Leistung Blutdruckmessgerat damit wurde historisch haufig das von Riva Rocci mit entwickelte Sphygmomanometer verbunden bei der man manuell mit Manschette den systolischen Blutdruck bestimmen konnte Heutzutage wird jedoch meist nicht mehr manuell mit Quecksilbersaule sondern oszillometrisch mit digitaler Anzeige gemessen Neben diesen unblutigen Messverfahren gibt es noch klinische Verfahren bei denen der Blutdruck in einem Blutgefass direkt uber einen Druckwandler gemessen wird Siehe Blutdruckmessung Blutzucker Messgerat Ist ein wichtiges Gerat fur Diabeteskranke Mit ihm wird der aktuelle Wert des Glucose Spiegels im Blut bestimmt Neben der klassischen Methode bei der ein Tropfen Blut benotigt wird gibt es auch neuere Ansatze von Messgeraten die eine unblutigte Messung ermoglichen EKG Gerate sind medizinische Gerate zur Anzeige und Aufzeichnung der Summe der elektrischen Aktivitaten aller Herzmuskelfasern EEG Gerate sind medizinische Gerate zur Anzeige und Aufzeichnung der von aussen messbaren elektrischen Aktivitaten des Gehirns Fieberthermometer zum Messen der menschlichen Korpertemperatur Kapnometer Kapnographen um den Kohlenstoffdioxidgehalt der Ausatemluft eines Patienten zu messen und zu uberwachen Korperfettwaage gibt neben dem Korpergewicht auch den Anteil von Korperfett an Skoliometer messen Neigungswinkel der Ruckenoberflache zur Horizontalen Spirometer zur Uberprufung der Lungenfunktion Technische Hilfsmittel fur Messungen in der Medizin Technische Hilfsmittel fur Messungen in der Medizin sind eigentlich keine Messgerate werden aber fur Messungen verwendet Mikroskop vor allem Lichtmikroskope z B fur Zahlung Erkennung von Bakterien medizinische Kameras teilweise auch mit Infrarot oder UV Licht Ultraschallgerate zur Diagnostik Schwangerschaft Rontgen Gerate zur Diagnostik innere Organe Knochenbruche Osteoporose Parallelometer zur Messung von Disparallelitaten bei der Herstellung von ZahnersatzAnmerkungenAuf die Einteilung nach dem technischen Prinzip nach dem das Messgerat anzeigt wird im Artikel Anzeige Technik eingegangen hier ist nur angefuhrt welche Grosse gemessen wird In einzelnen Fallen wird der Begriff Sensor oder Geber der die Messung durchfuhrende Teil mit dem Messgerat gleichgesetzt Bei der Auswahl eines Gerats oder einer Methode ist eventuell auch unter diesem Verweis zu suchen Out of Specification OOS bedeutet dass ein Messwert ausserhalb des kalibrierten Bereichs des Messgerates liegt Siehe auchMetrologieLiteraturH R Trankler Taschenbuch der Messtechnik Oldenbourg Munchen 1992 Jorg Hoffmann Taschenbuch der Messtechnik Fachbuchverlag Leipzig 2004 Wolfgang Schmusch Elektronische Messtechnik Vogel Buchverlag Wurzburg 1991 Jorg Hoffman Handbuch der Messtechnik Hanser Munchen 2005 WeblinksCommons Messgerate Sammlung von Bildern Videos und Audiodateien Commons Sammlung historischer Messgerate im Pfundsmuseum Kleinsassen Sammlung von Bildern Videos und Audiodateien Wiktionary Messgerat Bedeutungserklarungen Wortherkunft Synonyme Ubersetzungen Literatur von und uber Messgerat im Katalog der Deutschen Nationalbibliothek Freunde alter WetterinstrumenteQuellenNorm DIN 1319 1 Januar 1995 Grundlagen der Messtechnik Teil 1 Grundbegriffe Norm DIN 1319 2 Oktober 2005 Grundlagen der Messtechnik Teil 2 Begriffe fur Messmittel Th Fosel K H Altemeyer H Heinrich P Lotz Moglichkeiten und Grenzen der Ventilationsuberwachung bei Narkosen von Sauglingen und Kleinkindern In Der Anaesthesist Band 33 Heft 1 Januar 1984 S 31 38 hier S 33 34 DIN ISO 10012 1Normdaten Sachbegriff GND 4038825 6 GND Explorer lobid OGND AKS