Kalibrieren von Messmitteln - Handwerk
Kalibrieren von Messmitteln - Handwerk
Kalibrieren von Messmitteln - Handwerk
In diesem aiMOOC lernst Du, wie Messmittel im Handwerk kontrolliert, kalibriert, dokumentiert und sicher eingesetzt werden. Der Schwerpunkt liegt auf der praktischen Arbeit in der Ausbildung.
Zielgruppe: Auszubildende in Metall-, Kfz-, Elektro-, SHK-, Bau- und weiteren Handwerksberufen.
Einleitung
Ein Werkstück kann nur so zuverlässig geprüft werden wie das verwendete Messmittel. Schmutz, Verschleiß, Stöße, falsche Lagerung oder Temperaturunterschiede können Messwerte verändern. Deshalb müssen wichtige Messmittel überwacht werden.
Kalibrieren bedeutet: Ein Messmittel wird unter festgelegten Bedingungen mit einem bekannten Normal verglichen. Die Abweichung und die Messunsicherheit werden dokumentiert. Beim Kalibrieren wird das Messmittel nicht verändert.
Lernziele
Nach der Bearbeitung kannst Du:
- Kalibrieren, Justieren, Prüfen und Eichen unterscheiden.
- typische Messmittel und passende Normale zuordnen.
- eine einfache betriebliche Messmittelkontrolle vorbereiten.
- Abweichungen berechnen und bewerten.
- einen Kalibrierschein lesen.
- fehlerhafte Messmittel sperren und richtig kennzeichnen.
Grundbegriffe
| Begriff | Bedeutung im Arbeitsalltag |
|---|---|
| Messmittel | Gerät oder Hilfsmittel zum Ermitteln eines Messwertes |
| Prüfmittel | Mittel zum Feststellen, ob eine Forderung erfüllt ist |
| Normal | Referenz mit bekanntem Wert und bekannter Unsicherheit |
| Kalibrieren | Abweichung durch Vergleich feststellen und dokumentieren |
| Justieren | Messmittel gezielt einstellen oder verändern |
| Eichen | Gesetzlich geregelte Prüfung im gesetzlichen Messwesen |
| Verifizieren | Nachweisen, dass festgelegte Anforderungen erfüllt sind |
Merksatz: Kalibrieren stellt fest. Justieren verändert. Eichen ist gesetzlich geregelt.
Warum Messmittel kalibriert werden
Zuverlässige Messmittel schützen vor Ausschuss, Nacharbeit, Reklamationen und Sicherheitsrisiken. Sie helfen, Zeichnungsmaße, Drehmomente, elektrische Werte, Temperaturen oder Drücke nachvollziehbar zu prüfen.
Besonders wichtig ist die Überwachung, wenn ein Messwert über die Freigabe eines Bauteils, einer Anlage oder einer sicherheitsrelevanten Verbindung entscheidet.
Typische Messmittel im Handwerk
| Bereich | Messmittel | Mögliches Normal |
|---|---|---|
| Metalltechnik | Messschieber, Messschraube, Messuhr | Parallelendmaß, Einstellring |
| Kfz-Technik | Drehmomentschlüssel, Druckprüfer | Drehmomentprüfgerät, Drucknormal |
| Elektrotechnik | Multimeter, Installationstester | elektrischer Kalibrator |
| SHK-Handwerk | Manometer, Thermometer | Druckkalibrator, Referenzthermometer |
| Bauhandwerk | Bandmaß, Laser-Entfernungsmesser | Referenzstrecke, Längennormal |
| Lebensmittelhandwerk | Waage, Einstichthermometer | Prüfgewicht, Referenzthermometer |
Rückführbarkeit
Metrologische Rückführbarkeit bedeutet, dass ein Messergebnis über eine dokumentierte Kette von Kalibrierungen auf anerkannte Einheiten zurückgeführt werden kann. Jedes Glied der Kette besitzt eine angegebene Messunsicherheit.
Vereinfachte Kette:
Betriebsmessmittel → betriebliches Normal → akkreditiertes Kalibrierlabor → nationales Normal → SI-Einheit
Messunsicherheit und Toleranz
Eine Messung liefert keinen vollkommen exakten Wert. Die Messunsicherheit beschreibt den Bereich, in dem der Wert unter den angegebenen Bedingungen erwartet wird.
Beispiel:
Ein 50,000-mm-Endmaß wird mit 50,030 mm angezeigt.
Abweichung = Anzeigewert − Referenzwert
Abweichung = 50,030 mm − 50,000 mm = +0,030 mm
Ob das Messmittel geeignet ist, hängt von der zulässigen Abweichung, der Messunsicherheit und der betrieblichen Entscheidungsregel ab.
Kalibrierung vorbereiten
- Messmittel identifizieren: Inventarnummer, Typ, Messbereich und Auflösung prüfen.
- Status prüfen: Kalibrierfrist, Beschädigungen und Sperrkennzeichnung kontrollieren.
- Reinigen: Messflächen und Normale schonend säubern.
- Temperieren: Messmittel, Normal und Werkstück an die Umgebung anpassen.
- Verfahren festlegen: Messpunkte, Wiederholungen und zulässige Abweichungen bestimmen.
- Normal auswählen: Das Normal muss geeignet und gültig kalibriert sein.
- Dokumentation vorbereiten: Prüfblatt oder digitale Erfassung bereitstellen.
Wichtig: Ein schneller Vergleich ohne rückführbares Normal, festgelegtes Verfahren und dokumentierte Unsicherheit ist meist nur eine Funktions- oder Zwischenprüfung.
Praxisbeispiel Messschieber
- Sichtprüfung durchführen.
- Messflächen reinigen.
- Leichtgängigkeit und Nullstellung prüfen.
- Außenmessung mit mehreren Endmaßen kontrollieren.
- Innenmessschenkel mit geeignetem Normal prüfen.
- Tiefenmaß an einer geeigneten Referenz prüfen.
- Werte wiederholen und dokumentieren.
- Ergebnis bewerten, kennzeichnen oder sperren.
Praxisbeispiel Bügelmessschraube
- Messflächen auf Verschleiß und Beschädigung prüfen.
- Messflächen und Endmaße reinigen.
- Nullpunkt mit gleichmäßiger Messkraft kontrollieren.
- Mehrere Prüfpunkte über den Messbereich wählen.
- Endmaße mit Ratsche oder Friktionskupplung messen.
- Abweichungen dokumentieren.
- Erst nach Abschluss der Kalibrierung gegebenenfalls justieren.
- Nach einer Justierung erneut kalibrieren.
Weitere Praxisbeispiele
Drehmomentschlüssel
Drehmomentschlüssel werden auf einem geeigneten Prüfgerät an mehreren Punkten des Arbeitsbereichs belastet. Für sicherheitskritische Schraubverbindungen darf eine improvisierte Eigenprüfung keine fachgerechte Kalibrierung ersetzen.
Temperaturmessgeräte
Ein Temperaturfühler wird mit einem Referenzthermometer in einem stabilen Temperaturfeld verglichen. Eintauchtiefe, Wartezeit und Wärmeübergang beeinflussen das Ergebnis.
Elektrische Messgeräte
Bei Multimetern müssen passende Funktionen und Messbereiche geprüft werden. Arbeiten an geöffneten Geräten oder netzspannungsführenden Aufbauten dürfen nur von dafür qualifizierten Personen durchgeführt werden.
Messuhren
Messuhren werden mit einem geeigneten Längennormal oder Prüfgerät über den Messbereich verglichen. Umkehrspanne, Wiederholbarkeit und Zeigerlauf sind wichtige Beobachtungen.
Kalibrierintervall festlegen
Es gibt kein einheitliches Intervall für alle Messmittel. Der Betrieb legt die Frist risikobasiert fest.
Wichtige Faktoren sind Einsatzhäufigkeit, Beanspruchung, Umgebungsbedingungen, bisherige Kalibrierergebnisse, Herstellerangaben, Kundenanforderungen und mögliche Folgen eines Messfehlers.
Nach Sturz, Überlastung, Reparatur, auffälligem Messwert oder längerer falscher Lagerung ist eine zusätzliche Prüfung erforderlich.
Kalibrierschein lesen
Ein Kalibrierschein sollte mindestens eindeutig erkennen lassen:
- welches Messmittel kalibriert wurde.
- wann und nach welchem Verfahren kalibriert wurde.
- welche Normale verwendet wurden.
- welche Umgebungsbedingungen galten.
- welche Messwerte und Abweichungen ermittelt wurden.
- welche Messunsicherheit angegeben ist.
- ob eine Konformitätsaussage mit Entscheidungsregel enthalten ist.
- wer die Kalibrierung durchgeführt hat.
Die nächste Kalibrierfrist wird häufig vom Betrieb festgelegt. Sie ist nicht automatisch Bestandteil jedes Kalibrierscheins.
Kennzeichnen und Entscheiden
| Ergebnis | Maßnahme |
|---|---|
| Messmittel geeignet | freigeben, kennzeichnen und weiterverwenden |
| Ergebnis unklar | Verantwortliche Person informieren und Bewertung durchführen |
| Messmittel ungeeignet | sperren, kennzeichnen und aus dem Arbeitsbereich entfernen |
| Justierung oder Reparatur | anschließend erneut kalibrieren |
| Frühere Messungen betroffen | betroffene Werkstücke und Prüfentscheidungen bewerten |
Häufige Fehler
| Fehler | Folge | Gegenmaßnahme |
|---|---|---|
| verschmutzte Messflächen | zu großer Messwert | reinigen |
| unterschiedliche Temperaturen | Längenabweichung | temperieren |
| zu hohe Messkraft | Verformung | Ratsche oder definierte Kraft nutzen |
| schräges Ansetzen | falscher Messwert | Messmittel ausrichten |
| falsches Normal | unbrauchbarer Vergleich | Eignung und Gültigkeit prüfen |
| fehlende Dokumentation | keine Nachvollziehbarkeit | Prüfblatt vollständig ausfüllen |
| Justieren vor der Eingangskalibrierung | ursprüngliche Abweichung geht verloren | zuerst kalibrieren, dann justieren |
Betriebliche Prüfmittelüberwachung
Eine einfache Prüfmittelverwaltung enthält Inventarnummer, Standort, Verantwortlichkeit, Messbereich, Kalibrierstatus, Frist, Ergebnis, Reparaturen und Sperrungen.
Digitale Systeme können Fristen melden. Die fachliche Verantwortung bleibt trotzdem beim Betrieb.
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Werkstatt-Checkliste
- Ist das richtige Messmittel für die Toleranz gewählt?
- Ist das Messmittel sauber und unbeschädigt?
- Ist die Kalibrierfrist gültig?
- Stimmen Messbereich und Auflösung?
- Sind Nullpunkt und Funktion geprüft?
- Wurde richtig angesetzt und abgelesen?
- Ist das Ergebnis dokumentiert?
- Muss das Messmittel gesperrt werden?
Interaktive Aufgaben
Quiz: Teste Dein Wissen
Was geschieht beim Kalibrieren? (Abweichungen werden durch Vergleich festgestellt und dokumentiert) (!Das Messmittel wird immer repariert) (!Das Messmittel wird amtlich geeicht) (!Die Skala wird ohne Vergleich verstellt)
Welcher Vorgang verändert ein Messmittel gezielt? (Justieren) (!Kalibrieren) (!Dokumentieren) (!Kennzeichnen)
Was ist ein Normal? (Eine Referenz mit bekanntem Wert) (!Ein beliebiges Werkstück) (!Ein beschädigtes Messmittel) (!Eine Arbeitsanweisung ohne Messwert)
Was bedeutet metrologische Rückführbarkeit? (Eine dokumentierte Vergleichskette zu anerkannten Einheiten) (!Eine Reparatur durch den Hersteller) (!Eine beliebige Wiederholungsmessung) (!Eine Kennzeichnung ohne Kalibrierschein)
Warum werden Messmittel vor der Kalibrierung gereinigt? (Schmutz kann den Messwert verfälschen) (!Damit die Inventarnummer verschwindet) (!Damit die Messunsicherheit null wird) (!Damit keine Dokumentation nötig ist)
Was ist nach einer Justierung erforderlich? (Eine erneute Kalibrierung) (!Das Entfernen der Kennzeichnung) (!Eine sofortige Eichung aller Werkstücke) (!Das Vergrößern des Messbereichs)
Wann ist eine zusätzliche Prüfung sinnvoll? (Nach einem Sturz oder einer Überlastung) (!Nur beim Kauf eines neuen Werkstücks) (!Nur am Ende der Ausbildung) (!Nur bei trockenem Wetter)
Welche Angabe gehört zu einem Kalibrierergebnis? (Die ermittelte Abweichung) (!Der Verkaufspreis des Werkstücks) (!Die private Anschrift des Bedieners) (!Die Farbe der Werkbank)
Wer legt das betriebliche Kalibrierintervall fest? (Der Betrieb anhand von Risiko und Erfahrung) (!Immer der Auszubildende allein) (!Immer der Hersteller des Werkstücks) (!Immer die Berufsschule)
Was ist bei einem ungeeigneten Messmittel zuerst zu tun? (Es sperren und eindeutig kennzeichnen) (!Es ohne Hinweis weiterverwenden) (!Die Abweichung löschen) (!Die Inventarnummer entfernen)
Memory
| Kalibrieren | Abweichung feststellen und dokumentieren |
| Justieren | Messmittel gezielt einstellen |
| Eichen | Gesetzlich geregelte Kontrolle |
| Normal | Referenz mit bekanntem Wert |
| Rückführbarkeit | Dokumentierte Vergleichskette |
| Messunsicherheit | Bereich möglicher Messwerte |
Drag and Drop
| Ordne die richtigen Begriffe zu. | Arbeitsschritt |
|---|---|
| Identifizieren | Inventarnummer und Gerätedaten feststellen |
| Reinigen | Messflächen und Normal säubern |
| Temperieren | Messmittel und Normal an die Umgebung anpassen |
| Vergleichen | Messwerte an festgelegten Punkten ermitteln |
| Dokumentieren | Abweichungen und Bedingungen festhalten |
| Kennzeichnen | Freigabe oder Sperrung sichtbar machen |
...
Kreuzworträtsel
| Kalibrieren | Wie heißt das Feststellen und Dokumentieren einer Messabweichung? |
| Justieren | Wie heißt das gezielte Einstellen eines Messmittels? |
| Normal | Wie heißt eine Referenz mit bekanntem Wert? |
| Toleranz | Wie heißt der zulässige Bereich einer Größe? |
| Messunsicherheit | Wie heißt der Bereich möglicher Werte eines Messergebnisses? |
| Rückführbarkeit | Wie heißt die dokumentierte Kette zu anerkannten Einheiten? |
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Lückentext
Offene Aufgaben
Leicht
- Messmittel-Fotosafari: Fotografiere fünf Messmittel im Ausbildungsbetrieb und notiere Messgröße, Messbereich und Einsatz.
- Begriffe erklären: Erstelle drei kurze Werkstattkarten zu Kalibrieren, Justieren und Eichen.
- Fehler finden: Untersuche einen Messplatz auf Schmutz, Temperaturprobleme und falsche Lagerung.
- Kennzeichnung gestalten: Entwirf einen gut lesbaren Statusaufkleber für ein Messmittel.
Standard
- Messschieber-Prüfplan: Erstelle einen Prüfplan mit Sichtprüfung, Nullpunkt, Messpunkten und Dokumentation.
- Messreihe auswerten: Führe zehn Wiederholungsmessungen durch und vergleiche Streuung und Mittelwert.
- Kalibrierschein analysieren: Markiere Identifikation, Verfahren, Ergebnisse, Unsicherheit und Rückführbarkeit.
- Interview im Betrieb: Befrage die verantwortliche Person zur Prüfmittelüberwachung und fasse den Ablauf zusammen.
Schwer
- Kalibrierintervall bewerten: Entwickle für drei Messmittel begründete, risikobasierte Intervalle.
- Abweichungsfall bearbeiten: Plane Maßnahmen für ein Messmittel, das außerhalb der zulässigen Abweichung liegt.
- Digitale Prüfmittelverwaltung: Entwirf eine Tabelle mit Fristen, Status, Standort, Ergebnissen und Warnfunktion.
- Lernvideo produzieren: Erstelle ein kurzes Video zur fachgerechten Vorbereitung einer Messmittelkalibrierung.
|
|
Lernkontrolle
- Messentscheidung begründen: Entscheide anhand eines Fallbeispiels, ob ein Messmittel freigegeben, eingeschränkt oder gesperrt werden muss.
- Fehlerkette untersuchen: Erkläre, wie ein verschmutzter Messschieber zu Ausschuss oder Reklamation führen kann.
- Intervall übertragen: Vergleiche ein selten genutztes Büromessmittel mit einem täglich genutzten Werkstattmessmittel und begründe unterschiedliche Fristen.
- Verfahren auswählen: Wähle für Messschieber, Drehmomentschlüssel und Thermometer geeignete Normale und begründe Deine Wahl.
- Kalibrierung und Justierung trennen: Entwickle einen Ablauf, bei dem die ursprüngliche Abweichung erhalten bleibt.
- Rückwirkung bewerten: Beschreibe, wie frühere Werkstücke behandelt werden müssen, wenn ein Prüfmittel nachträglich als ungeeignet erkannt wird.
Lernnachweis
Für den Lernnachweis solltest Du zeigen, dass Du:
- die Fachbegriffe sicher unterscheidest.
- ein Messmittel eindeutig identifizieren kannst.
- ein geeignetes Normal auswählst.
- Umgebungs- und Bedienungseinflüsse erkennst.
- Messwerte und Abweichungen korrekt dokumentierst.
- einen Kalibrierschein in Grundzügen auswertest.
- Freigabe, Sperrung und Folgemaßnahmen begründest.
- Arbeitsschutz und betriebliche Zuständigkeiten beachtest.
OERs zum Thema
- Physikalisch-Technische Bundesanstalt: Hinweise zu Kalibrierungen
- Deutsche Akkreditierungsstelle: Dimensionelle und elektrische Messgrößen
- Wikimedia Commons: Freie Medien zur Kalibrierung
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