Was ist Kalibrierung? Einfach erklärt

Kurz erklärt

Kalibrieren heißt: Ein Messgerät wird mit einem genaueren Vergleichsgerät verglichen, und die Abweichung wird samt Messunsicherheit dokumentiert. Das Ergebnis steht im Kalibrierschein. Kalibrieren verändert nichts am Gerät. Es beantwortet nur die Frage: Wie weit darf ich dieser Anzeige trauen?

Warum ist das wichtig?

Jedes Messgerät zeigt ein bisschen falsch an. Ein Thermometer, das 20,0 °C anzeigt, misst vielleicht 20,3 °C. Solange niemand nachsieht, fällt das nicht auf. In der Fertigung entscheidet so ein Unterschied darüber, ob ein Teil in Ordnung ist, in einem Labor darüber, ob ein Prüfergebnis stimmt.

Ohne Kalibrierung ist jede Messung eine Behauptung. Mit Kalibrierung wird sie ein Nachweis: Dieses Gerät weicht um so viel ab, mit dieser Unsicherheit, geprüft an diesem Tag gegen dieses Normal. Darauf bauen Qualitätsmanagementsysteme, Produkthaftung und Akkreditierung auf.

Im Detail

Die drei Zutaten

Eine Kalibrierung braucht immer drei Dinge:

Den Prüfling. Das Gerät, das kalibriert wird. Im Laborjargon oft „Kalibriergegenstand“ oder „DUT“ (device under test).
Das Normal. Ein Gerät oder eine Maßverkörperung, deren Wert genauer bekannt ist als der des Prüflings. Ein Referenzmultimeter, ein Endmaß, ein Gewichtstück. Das Normal muss selbst kalibriert und rückgeführt sein.
Ein Verfahren. Eine Beschreibung, an welchen Punkten gemessen wird, unter welchen Bedingungen und wie das Ergebnis bewertet wird.

Fehlt eines davon, ist das Ergebnis nicht belastbar. Ein Vergleich mit einem beliebigen zweiten Multimeter aus der Schublade sagt nichts, weil niemand weiß, wie gut das zweite Gerät ist.

Was dabei herauskommt

Das Ergebnis einer Kalibrierung ist eine Tabelle: Sollwert, Istwert, Abweichung und Messunsicherheit je Messpunkt. Beispiel für ein Multimeter im Spannungsbereich:

Sollwert	Anzeige des Prüflings	Abweichung	Messunsicherheit (k = 2)
1,0000 V	1,0003 V	+0,0003 V	0,0002 V
10,000 V	10,004 V	+0,004 V	0,002 V
100,00 V	100,05 V	+0,05 V	0,02 V

Die Messunsicherheit gehört zu jeder Zeile. Sie sagt, wie genau das Labor selbst messen konnte. Ohne sie ist die Abweichung nur eine Zahl ohne Gewicht. Was die Unsicherheit bedeutet, erklärt der Artikel Messunsicherheit verstehen.

Erst im zweiten Schritt wird bewertet: Liegt die Abweichung innerhalb der Toleranz, die der Hersteller oder der Betrieb festgelegt hat? Das ist die Konformitätsaussage. Sie ist nicht Teil der Kalibrierung selbst, sondern eine Entscheidung auf Basis des Ergebnisses.

Wo kalibriert wird

Im eigenen Haus. Der Betrieb hat eigene Normale und kalibriert seine Prüfmittel selbst. Üblich für einfache Messmittel in großer Stückzahl, etwa Messschieber oder Drehmomentschlüssel.
Beim externen Dienstleister. Ein Kalibrierlabor übernimmt die Arbeit und liefert den Schein. Üblich für Referenzgeräte, Normale und alles, wofür eigene Normale zu teuer wären.
Beim Hersteller. Viele Gerätehersteller kalibrieren ihre eigenen Produkte, oft kombiniert mit Wartung und Justierung.

Welcher Weg der richtige ist, hängt von Stückzahl, Genauigkeitsanforderung und Kosten ab. Der Artikel Externer Dienstleister oder eigenes Labor? geht darauf ein.

Werkskalibrierung oder akkreditiert?

Ein Kalibrierschein ist nicht gleich Kalibrierschein. Eine Werkskalibrierung (oft „ISO-Kalibrierung“ genannt, ein Handelsbegriff, keine Norm) bestätigt, dass nach einem dokumentierten Verfahren mit rückgeführten Normalen gemessen wurde. Eine akkreditierte Kalibrierung kommt von einem Labor, dessen Kompetenz eine Akkreditierungsstelle wie die DAkkS geprüft hat. In vielen Betrieben reicht für Prüfmittel in der Fertigung die Werkskalibrierung, sofern keine Kunden- oder Branchenvorgabe anderes verlangt. Für Normale und für Nachweise gegenüber Behörden oder Kunden ist oft die akkreditierte gefordert. Mehr dazu unter Werkskalibrierung oder akkreditierte Kalibrierung?.

Praxisbeispiel

Ein Elektriker im Instandhaltungsteam prüft Schutzleiterwiderstände mit einem Installationstester. Das Gerät wird jährlich beim Hersteller kalibriert. Der Schein zeigt bei 1,00 Ω Sollwert eine Anzeige von 1,02 Ω, Messunsicherheit 0,01 Ω. Die Herstellertoleranz liegt bei ± 0,05 Ω.

Was der Elektriker daraus mitnimmt: Das Gerät zeigt etwas zu viel an, aber deutlich innerhalb der Toleranz. Er kann damit weiter prüfen. Zeigt der nächste Schein 1,06 Ω, ist das Gerät außerhalb der Toleranz, und die Prüfungen des letzten Jahres müssen bewertet werden. Dafür gibt es die Rückwirkungsanalyse.

So unterstützt calServer

Jede Kalibrierung am Gerät. Datum, Prüfer, Verfahren, Kalibrierstelle (intern oder extern), Art der Kalibrierung und Ergebnis stehen an jeder Kalibrierung. Die gesamte Historie eines Geräts ist in einer Liste sichtbar.
Messwerte statt nur Schein. Je Messpunkt werden Sollwert, Istwert, Toleranz und Messunsicherheit erfasst und bewertet. Der Kalibrierschein entsteht aus genau dieser Tabelle, nicht aus einer zweiten Abschrift.
Normale verknüpft. Zu jeder Kalibrierung ist hinterlegt, welche Normale eingesetzt wurden, mit ihrem Kalibrierstand am Kalibriertag. Beim Start eines Prüfablaufs prüft calServer, ob die Normale am Kalibriertag gültig sind; wer ein abgelaufenes Normal trotzdem nutzt, muss das begründen.
Umgebungsbedingungen am Datensatz. Temperatur, Luftfeuchte und Luftdruck während der Kalibrierung werden mit erfasst und stehen für den Schein bereit.
Externe Scheine dazu. Scheine von Dienstleistern werden als PDF oder DCC eingelesen, dem Gerät zugeordnet und nach Prüfung als Kalibrierung übernommen.

Messwerttabelle in calServer: je Messpunkt Sollwert, Istwert, Messunsicherheit und Bewertung

Kalibrierung und Messwerte ab Basis, das Einlesen externer Scheine ab Professional. Kalibrierung in calServer oder Demo mit eigenen Prüfmitteln anfragen.

Häufige Fragen

Wie oft muss kalibriert werden? Das legt der Betrieb selbst fest, je nach Gerät, Nutzung und Erfahrung. Wie Sie das Intervall begründen, steht unter Kalibrierintervalle festlegen und anpassen.

Muss jedes Messgerät kalibriert werden? Nein. Kalibriert werden Geräte, deren Messergebnis eine Entscheidung beeinflusst: Freigabe eines Produkts, Nachweis gegenüber einem Kunden, Sicherheit. Ein Zollstock im Lager braucht keinen Kalibrierschein, wenn seine Messwerte nirgends in eine Entscheidung eingehen.

Was kostet eine Kalibrierung? Das hängt vom Aufwand ab, nicht vom Gerätewert: Zahl der Messpunkte, Messgröße, geforderte Unsicherheit und ob akkreditiert kalibriert wird. Ein Messschieber ist schnell erledigt, ein Multifunktionskalibrator braucht viele Stunden.

Ist Kalibrierung dasselbe wie Eichung? Nein. Eichung ist eine gesetzlich geregelte Prüfung für bestimmte Geräte. Die Unterschiede erklärt der Artikel Kalibrieren, Justieren, Eichen, Prüfen.