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Jonas Meier
Physiklaborant 2. Lehrjahr
thyssenkrupp Presta AG
Am Ende des ersten Lehrjahres durfte ich mehrere Wochen im Messraum verbringen. In dieser Zeit habe ich vieles über das Messen gelernt. Einerseits die Vielfalt der Messgeräte und deren Verwendung, andererseits was beim Messen zu beachten ist.
Die Messung ist der Vergleich zwischen der Messgrösse eines Messobjekt mit einer festgelegten Grösse. Es gilt: Wer misst, misst Mist! Durch unvermeidbare Messabweichungen wird das Messergebnis immer vom wahren Wert abweichen. Damit man aber näherungsweise an den wahren Wert herankommt, ist es wichtig, dass man die Faktoren, die die Messung beeinflussen, kennt.
Um dies selbst zu erkennen, bekam ich die spannende Aufgabe, anhand eines Versuchs den Einfluss der Messkraft bei verschiedenen Messobjekten und unterschiedlicher Geometrie der Tastspitzen des Messgerätes zu analysieren. Zur Erklärung: Die Messkraft ist die Kraft, mit der man auf das Messobjekt drückt, während man misst. z.B. das Messen mit einem Mess-schieber.
Für den Versuch brauchte ich eine Messuhr, eine Schale, verschiedene Materialien, Tastspitzen, Endmasse und Gewichte.
Bevor ich mit den einzelnen Messungen begann, machte ich einen Abgleich der Messuhr. Das heisst, ich nullte die Messuhr auf eine bekannte Grösse. Dafür eignen sich Endmasse, denn ihre Höhe liegt sehr genau beim angegebenen Wert. Danach stellte ich ein Material unter die Tastspitze und notierte die Abweichung, die die Messuhr anzeigte. Diese Abweichung ist mein „Fehler“, den ich später bei den Messungen abziehen muss. Jetzt konnte ich mit den Messungen beginnen. Ich stellte ein Gewicht in die, auf der Messuhr montierten, Schale. Die Tastspitze drückt jetzt mit einer grösseren Kraft auf das Messobjekt und presst es somit fester zusammen. Es gibt also einen Höhenunterschied wenn ich ein Gewicht in die Schale lege. Diesen Höhenunterschied notierte ich.
Danach erhöhte ich das Gewicht nochmals und nochmals. Die Messwerte schrieb ich in eine Tabelle. Anschliessend führte ich den gleichen Ablauf mit den restlichen Materialien durch. Als ich mit allen fertig war, tauschte ich die Tastspitze mit einer völlig anderen aus und machte den Versuch ein zweites mal.
Jetzt habe ich Messungen mit verschiedenen Materialien, unterschiedlichen Gewichten und Tastspitzen mit unterschiedlicher Geometrie. Aus den Messwerten erstellte ich von Hand Diagramme auf Millimeterpapier, aus denen man die Höhe des Messobjekts in Abhängigkeit von der simulierten Messkraft herauslesen kann. Die Geraden, die beim einzeichnen entstanden, zeichnete ich bis zum Nullpunkt der Y-Achse weiter, damit ich die Höhe bei „Messkraft 0“ ablesen konnte. Das ist die wahre Höhe. Damit ich wusste, wie genau ich gemessen und gezeichnet habe, mass ich die Höhe der Messobjekte noch mit einem Projektor optisch aus. Beide Werte lagen sehr nahe beisammen.
Aus diesem Versuch konnte ich folgende Erkenntnis ziehen:
Die Messkraft hat generell einen grossen Einfluss auf das Messergebnis.
Je fester das Material, je grösser die Tastfläche des Messgerätes und je kleiner die Messkraft, desto genauer ist das Messergebnis.
An den eingezeichneten Geraden im Diagramm erkennt man auf einen Blick, wie gross der Einfluss der Messkraft beim entsprechenden Material ist. Je kleiner die Steigung, desto besser das Ergebnis.
Das tolle an diesem kleinen Versuch ist, dass man den Einfluss der Messkraft, den man sonst nicht von Auge sieht, sehr einfach veranschaulichen kann.
Wir, die thyssenkrupp Presta AG, stellen Lenksysteme für die Automobilindustrie her. Da es sich dabei um Sicherheitsteile, sowie Serienteile handelt, ist es wichtig, dass man sich auf die Masse der Bauteile verlassen kann. So wird gewährleistet, dass zum Schluss die einzelnen Teile zu einem funktionierenden System zusammengebaut werden können.
Versuchsaufbau
Versuchsaufbau mit der Messuhr und den verschiedenen Materialien.
Auswertung
Aus den ermittelten Messwerten zeichnete ich die Graphen auf Millimeterpapier.