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Dieser Artikel befasst sich mit der Skalierung von Mess- und anderen Instrumenten, Grafiken usw.Für eine grundlegendere Behandlung der Messprinzipien siehe den Artikel Messskala
EIN Skalierung ist eine Folge von Bruchstrichen auf einer Lesefläche. Die Verteilung der Balken kann je nach Umständen gleichmäßig oder ungleichmäßig sein. Der Zweck der Skalierung besteht darin, einen Zeiger zu verwenden, um den Wert eines normalerweise Physikers zu bestimmen ehrgeizig Anzeige. Bei technischen Geräten wird die Skalierung in der Regel mit . abgeschlossen Zahlen und ein Einheit, so dass der angezeigte Wert abgelesen werden kann. In anderen Bereichen kann es an verschiedenen Stellen textliche Klarstellungen geben.
Für die Konstruktion von Skalenteilungen mit Strichen gibt es Standardanforderungen.
In der Messtechnik ist die Alternative zur Anzeige mittels Skalierung a Digital Anzeige.
Grundsätze
In dem analog In der Technik sind Skaleneinteilungen von grundlegender Bedeutung für die quantitative Darstellung von Größen. Zum Beispiel kann man anhand der Stellung eines Salbeis sagen, dass ein Wasserkocher „fast voll“ ist, aber um zu sagen, dass er „92% voll“ ist, ist eine Waage unabdingbar. Bei der Messung mit einem analogen Rendering-Messverfahren wird die zu messende Größe fast immer in eine Länge oder einen Winkel umgerechnet. Zusammen mit der Waage kann der Ablesende einen Zahlenwert oder Messwert (= Zahl mal Einheit) ermitteln.
Eine Skalierung ist grundsätzlich stetig, dh stufenlos. Wenn Sie beispielsweise die Körpergröße einer Person messen, kann der gemessene Wert zwischen 1,76 m und 1,77 m liegen. Prinzipiell können beliebig viele Stellen stufenlos abgelesen werden. Ob jedoch weitere Zahlen angegeben werden können, hängt von der Messgenauigkeit ab. In diesem Beispiel sind genauere Werte als bei 0,001 m allein schon wegen der Begrenzung der Ablesung auf ca. 1 mm nicht gerechtfertigt. Siehe auch die Artikel Genauigkeit und Präzision und Signifikante Figur.
Bei den üblichen Bahnhofsuhren mit Minutenzeiger, jedoch ohne Sekundenzeiger, wird die Ganggenauigkeit bereits durch die Sprungbewegung des Minutenzeigers eingeschränkt.
Praktische Umsetzung von Skaleneinteilungen
Skalen haben eine Skalierung, die auf die Ablesbarkeit und die erforderliche bzw. erreichbare Genauigkeit. Zum leichteren Ablesen können die Taststifte unterschiedlich lang und/oder breit sein und nummeriert sein. Normalerweise gibt es auch a also Einheit Biene. Messwerte, die oft stufenlos zwischen den Strichen liegen, können geschätzt werden, um im Rahmen der Messgenauigkeit reelle Zahlen oder Messwerte zu geben. Waagen elektrischer Messgeräte müssen außerdem ein Symbol für die Art des Messgeräts, ein Zeichen für die Genauigkeitsklasse und andere anwendungsrelevante Informationen enthalten. In bestimmten Fällen müssen Messbereich und Anzeigebereich unterschiedlich beschriftet werden, wie im nebenstehenden Beispiel mit Punkten statt Zahlen außerhalb des Messbereichs. Genauigkeitsangaben des Herstellers gelten nur innerhalb des Messbereichs.
Zum Beispiel ein mechanisch verschobener Zeiger (wie bei einem analogen Multimeter), ein Lichtstrahl (wie bei der Spiegelgalvanometer), eine Bar (im Flüssigkeitsthermometer), ein Lichtblick (am Oszilloskop), oder der Noniusverteilung am beweglichen Teil von a Bremssattel.
Anstelle eines beweglichen Markers für einen feststehenden Maßstab kann der Maßstab auch relativ zu einem feststehenden Marker beweglich sein. Die Skala besteht dann beispielsweise aus einem bedruckten Streifen, einer Scheibe oder einer mit Markierungen versehenen transparenten Fläche, die auf ein Milchglas projiziert wird (Projektionsskala z. B. bei älteren Laborwaagen und einigen Röhrenradios).
Viele Geräte wie Funkempfänger, Frequenzgeneratoren, Analogmultimeter verfügen über mehrere Skalierungen, wobei z. B. für jeden Messbereich oder jede Frequenz die richtige Skalierung gewählt werden muss. Sie können mechanisch schaltbar sein (zB mit einer Revolverskala, bei der nur die aktuell gültige Skala sichtbar ist) oder durch eine Leuchte markiert werden.
Skalen können linear, quadratisch, logarithmisch oder anders sein. Logarithmische Skalen werden im Artikel separat besprochen Logarithmische Darstellung. Eine abweichende Skalierung bietet beispielsweise die Möglichkeit, durch ein verlängertes Skalierungsverhältnis interessante Teilbereiche hervorzuheben oder Nichtlinearitäten des zu messenden Systems zu korrigieren. So kannst du Drehspulzähler interessante Teilbereiche werden durch einen angepassten Aufbau des Messsystems gestreckt; die Skalierung wird entsprechend gestreckt.
Richtigkeit
Die Genauigkeit eines Messgerätes ist definiert als das Maß, in dem der angezeigte Wert dem tatsächlichen Wert entspricht. Die Genauigkeit ist daher eine rein qualitative Größe, denn für eine quantitative Aussage müsste für eine höhere Genauigkeit ein hoher Wert angegeben werden, was nicht üblich ist. Für eine quantitative Aussage sind die vereinbarten bzw. zulässigen Fehlermargen geeignet. Hochgenaue Instrumente haben kleinere Fehlermargen. Bei elektrischen Messgeräten mit Skala werden diese Fehlergrenzen mit a . gemessen Klassennote angegeben. Bei einem Gerät der Klasse 1.5 beträgt die Fehlerquote im ungünstigsten Fall 1,5 % des Messbereichsendwertes. Dieser Spielraum gilt sowohl für positive als auch für negative Messwerte.
Die Abweichung durch unvermeidbare Ableseungenauigkeiten ist in den Fehlergrenzen enthalten und muss daher deutlich kleiner als diese Fehlerspannen sein. Um Ablesefehler auf ein unvermeidbares Minimum zu beschränken, ist insbesondere eine Ablesung senkrecht zur Skala sowie ein dünner Zeiger erforderlich. Die Begrenzung der Ungenauigkeit wird durch mehrere Maßnahmen unterstützt:
- Bei einer Spiegelskala (siehe Bild) befindet sich hinter der Skala ein Spiegel; man liest senkrecht, wenn sich der Zeiger genau über seinem Spiegelbild befindet.
- Durch einen 'Messerzeiger', dessen Ende in einer vertikalen Ebene liegt; man liest senkrecht, wenn das Zeigerende möglichst dünn erscheint.
- An einer Bremssattel hilft dem Nonius beim vertikalen Lesen.
- Dank einer zusätzlichen Schiebeskala mit feinerer Auflösung.