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Wissen · Messtechnik

Angegebene Messunsicherheit: Ermittlung, Kontrolle und der Einfluss der Tasterstellungen

Auf der Seite zur taktilen Messung steht für jedes Prüfmerkmal eine erweiterte Messunsicherheit. Jede dieser Zahlen stammt aus einer Messung am kalibrierten Werkstück. Sie gilt so lange, wie sie regelmässig nachgemessen wird.

Messtechnik Christian Schärer · 27. August 2026

Ermittelt werden die Werte nach ISO 15530-3: Ein Werkstück mit kalibrierten Merkmalen wird wie ein Kundenteil gemessen, mit demselben Programm, derselben Tastereinmessung und denselben Tasterstellungen. Aus der Abweichung zum Kalibrierwert, der Streuung der Wiederholmessungen und der Unsicherheit der Kalibrierung entsteht die erweiterte Messunsicherheit U bei k = 2.

Damit ist die Zahl an einen Zustand der Maschine gebunden. Ein Taster, der leicht ausser Lage gerät, eine Aufnahme mit Spiel, ein Temperaturgang im Raum: jedes davon verschiebt das Ergebnis, ohne dass das Messsystem das feststellen könnte. Die Kontrolle am kalibrierten Werkstück ist der Weg, auf dem eine solche Verschiebung sichtbar wird, bevor sie in einen Messbericht gelangt.

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Angegebene Messunsicherheit: Ermittlung, Kontrolle und der Einfluss der Tasterstellungen

Messtechnik

Christian Schärer · 27. August 2026

Kernaussage Eine angegebene Messunsicherheit gilt bis zur nächsten Kontrolle. Kontrolliert wird in definierten Intervallen, nach jeder Kollision und bei jeder Auffälligkeit im Messablauf.

Wann die Kontrolle läuft

Definierte Intervalle Nach festem Plan Das kalibrierte Werkstück läuft in festgelegten Abständen, unabhängig von der Auslastung. So entsteht eine Reihe vergleichbarer Werte, in der eine langsame Drift auffällt, solange sie noch klein ist.

Nach einer Kollision Auch bei leichter Berührung Jede Berührung ausserhalb des Messablaufs führt zum Halt. Vor der Freigabe folgen die Tastereinmessung aller betroffenen Stellungen und die Kontrollmessung.

Bei Auffälligkeiten Wenn die Streuung nicht passt Eine ungewohnte Streuung in der Wiederholmessung oder ein Ergebnis, das nicht zur bekannten Fertigung passt, ist Grund genug. Ein Ereignis braucht es dafür nicht.

Im Alltag werden Kontrolle und Kalibrierung oft gleichgesetzt. Fachlich sind das zwei getrennte Vorgänge. Die Annahme- und Bestätigungsprüfung nach ISO 10360 stellt die Kenngrössen des Geräts fest, die Längenmessabweichung E und die Antastabweichung P; ihr Ergebnis steht im Kalibrierschein. Die Kontrolle gehört zum Verfahren selbst. ISO 15530-3 regelt neben der Ermittlung der aufgabenspezifischen Messunsicherheit am kalibrierten Werkstück auch deren erneute Bestätigung und Zwischenprüfung; ausgewertet wird nach GUM (ISO/IEC Guide 98-3). Intervall und Grenzwerte legen wir als Betreiber fest, und geprüft werden genau die Werte aus der Tabelle weiter unten.

Unsere Kontrolle am kalibrierten Werkstück erfasst dieselben Merkmale, die auch am Kundenteil gemessen werden, mit demselben Programm, derselben Tasterkonfiguration und den Raumbedingungen unseres Prüflabors. Ihre Aussage gilt für diese Messaufgabe und für ähnliche Bauteile; auf ein Merkmal mit anderer Geometrie lässt sie sich nicht übertragen. Rückführbar wird das Ergebnis über die Kalibrierung des Werkstücks, die Kontrolle selbst schafft keine Rückführung.

Was eine Kontrollmessung zeigt

Verglichen wird die gemessene Abweichung zum Kalibrierwert mit der angegebenen Unsicherheit. Für den Durchmesser Ø50 mm beträgt U 2.0 µm. Solange die Abweichung innerhalb dieses Bandes bleibt, ist die Angabe gedeckt. Verlässt sie das Band, gilt sie für diesen Prüfprozess nicht mehr, und die Suche nach der Ursache beginnt vor der nächsten Kundenmessung.

Für die Bestätigung genügt eine Kontrollmessung innerhalb des Bandes. Liegt das Ergebnis nahe an der Bandgrenze oder steht ein Verdacht im Raum, messen wir das Werkstück mehrfach. Die Reihe zeigt dann, ob die Werte um den Kalibrierwert streuen oder zu einer Seite hin verschoben sind. Eine einseitige Verschiebung deutet auf eine systematische Ursache: eine Tasterstellung, die nachgeführt werden muss, ein verändertes Aufspannmittel, ein Temperaturgang.

Im Messbericht

Der Konformitätsentscheid wird gegen die Toleranz gefällt, ohne die Messunsicherheit abzuziehen. Ist die Unsicherheit bekannt, führen wir sie am Ende des Protokolls auf. Ob der Kunde die Unsicherheit von der Toleranz abzieht und mit verengten Annahmegrenzen arbeitet, ist seine Entscheidung. Wie belastbar ein Prüfprozess für eine bestimmte Toleranz ist, klärt eine Prüfprozesseignung.

Die Geometrie gibt die Tasterstellungen vor

An vielen Bauteilen kommt der Taster nicht aus einer einzigen Stellung an alle Flächen. Eine Bohrung quer zur Hauptrichtung, eine Fläche in einer Tasche, ein Merkmal auf der Rückseite: der Schwenkkopf muss drehen, damit die Fläche antastbar wird. Diese Stellungen sind eine Vorgabe des Teils.

Jede Stellung wird einzeln eingemessen. Die Einmessung erfasst die Dynamik der verwendeten Taster und referenziert die Stellungen untereinander gegen ein Normal, in der Regel eine präzise Keramikkugel. Jede Stellung bringt dabei ihre eigene Unsicherheit mit. Bei Form- und Lagemerkmalen kommt die Unsicherheit der Bezugsbildung hinzu, denn Bezug und Merkmal werden oft aus verschiedenen Stellungen erfasst. Für die Rechtwinkligkeit steigt U dadurch von 2.0 µm auf 7.5 µm, wenn Bezug und Merkmal drei Stellungen erfordern.

Für die Messstrategie heisst das: Wo die Toleranz eng ist, lohnt der Blick auf die Zugänglichkeit, bevor das Programm entsteht. Eine andere Aufspannung, die ein Merkmal aus einer Stellung erreichbar macht, wirkt stärker als jede Feinarbeit am Ablauf. Wo die Geometrie keine Wahl lässt, gehört die höhere Unsicherheit in die Beurteilung des Merkmals.

Messunsicherheit je Merkmal auf unserer Crysta-Apex S 776

Erweiterte Messunsicherheit U mit dem Erweiterungsfaktor k = 2, ermittelt am kalibrierten Werkstück nach ISO 15530-3 und ausgewertet nach GUM (ISO/IEC Guide 98-3). Das Überdeckungsintervall beträgt damit rund 95 Prozent. Die Anzahl Tasterstellungen ist mit angegeben, weil jede Stellung einzeln eingemessen wird und ihre eigene Unsicherheit in das Ergebnis einträgt. Mit mehreren Stellungen liegt die Unsicherheit deshalb in der Regel höher als mit einer. Alle Werte sind auf 0.5 µm aufgerundet.

Taktiles Koordinatenmessgerät Mitutoyo Crysta-Apex S 776 — Mitutoyo Crysta-Apex S 776 · das Koordinatenmessgerät, auf das sich diese Werte beziehen

Grössenmasse

Nennmass

Tasterstellungen

U (k = 2)

Distanz

25 mm

3.0 µm

Distanz

100 mm

2.0 µm

Distanz

200 mm

3.0 µm

Durchmesser

Ø50 mm

2.0 µm

Durchmesser

Ø100 mm

2.0 µm

Formtoleranzen

Nennmass

Tasterstellungen

U (k = 2)

Geradheit

–

2.5 µm

Ebenheit

–

3.0 µm

Rundheit

–

2.5 µm

Zylinderform

–

2.5 µm

Flächenform

–

9.5 µm

Lauftoleranzen

Nennmass

Tasterstellungen

U (k = 2)

Rundlauf

–

4.5 µm

Ortstoleranzen

Nennmass

Tasterstellungen

U (k = 2)

Position

–

5.0 µm

Position

–

5.0 µm

Konzentrizität

–

2.5 µm

Koaxialität

–

5.5 µm

Symmetrie

–

6.0 µm

Richtungstoleranzen

Nennmass

Tasterstellungen

U (k = 2)

Parallelität

–

2.0 µm

Parallelität

–

2.5 µm

Parallelität

–

2.5 µm

Rechtwinkligkeit

–

2.0 µm

Rechtwinkligkeit

–

5.0 µm

Rechtwinkligkeit

–

7.5 µm

Neigung

–

4.0 µm

Angegeben in Mikrometer. Das Messprotokoll führt dieselben Werte in Millimeter, 2.5 µm erscheinen dort als 0.002 5 mm. Verlangt eine Messaufgabe eine eigene Unsicherheitsbetrachtung, rechnen wir sie für diese Aufgabe und weisen das Ergebnis im Protokoll separat aus. Alle Messungen laufen im temperierten Messraum bei Referenztemperatur nach ISO 1. Wie der Raum ausgelegt und überwacht ist, steht auf der Seite Prüflabor und Umgebungsbedingungen.

Dieselbe Tabelle steht bei der Maschine auf der Seite zur taktilen Messung. Kommt ein weiteres Messmittel dazu, erhält es dort seinen eigenen Block mit den Werten aus seiner eigenen Ermittlung. Wir halten die Untersuchung der Messunsicherheit für wertvoll und führen sie überall dort durch, wo sie dem Kunden einen Nutzen bringt.

Für die Praxis

Beim Vergleich von Angaben aus verschiedenen Prüflaboren immer die Anzahl Tasterstellungen mitlesen. Ein Wert für eine Stellung und ein Wert für drei Stellungen beschreiben nicht denselben Prüfprozess.

Nach jeder Kollision die Tastereinmessung aller betroffenen Stellungen wiederholen, auch wenn die Berührung nur eine Stellung traf.

Bei engen Lagetoleranzen die Zugänglichkeit früh klären. Die Anzahl Stellungen ist eine Eigenschaft von Bauteil und Aufspannung; das Programm bildet sie nur ab.

Die Kontrollergebnisse aufbewahren. Erst die Reihe über die Zeit macht eine Drift sichtbar, und sie ist der Nachweis, dass die angegebene Unsicherheit trägt.

Wer eine Messunsicherheit angibt, übernimmt damit eine Aussage über den eigenen Prüfprozess. Die Kontrolle am kalibrierten Werkstück ist die Arbeit, die diese Aussage hält.

Messtechnik Messunsicherheit nach ISO 15530-3 Beitrag lesen → Messtechnik Kalibrierung eines Koordinatenmessgeräts Beitrag lesen →

Christian Schärer

Inhaber und Geschäftsleiter · Spezifikation, Zeichnungsprüfung und Prüfentscheide · Normenausschuss Swissmem NK1

Zuletzt fachlich geprüft 27. August 2026 · veröffentlicht 27. August 2026