Messgerät

Es gibt eine Vielzahl von Messgeräten, die allermeisten geben Aufschluss über physikalische Größen. Meistens führen sie eine zu messende Dimension auf eine bekannte physikalische Einheit (Einheit) zurück. In einzelnen Fällen ist der Begriff Sensor, also der Teil der die Messung durchführt, mit dem Messgerät gleichgesetzt. Bei der Suche nach einem Messgerät oder einer Messmethode sollte deshalb auch unter diesem Verweis gesucht werden. Eine Beschreibung zum Messen inklusive der Messfehler gibt es unter Messtechnik, die in Verbindung mit Steuerungs- und Regelungstechnik Grundlage moderner Automatisierungstechnik ist.

Hier soll ein kurzer Überblick über die Messgeräte und die Größe, die sie messen, helfen:

Nicht elektrische Größen

Grundlegende Messgeräte

ohne die Grundlegenden Messgeräte zur Bestimmung der Zeit und zur Messung von Längen können keine andern Messgeräte hergestellt bzw. benutzt werden. Andere Größen werden abgeleitet oder aber die Messgeräte werden durch Anwendung dieser Grössen bestimmt.

Zeitmessung

Chronometer misst die Zeit (mechan. Kurzschwinger oder Quarzuhr)

Chronograph misst nicht nur die Zeit sondern zeichnet einen Zeitverlauf auf (oft mit einer anderen Größe gemeinsam)

Atomuhr misst die Zeit aufgrund der bekannten Konstanz atomarer Schwingungszustände. Sie sind die genauesten Verfügbaren Uhren.

Stoppuhr mechanisch oder elektrisch / elektronisch

Kurzzeitwecker mechanisch od. elektrisch mit akustischem, optischem Wecksignal oder/und Schaltmöglichkeit

Sonnenuhren sind historisch, Anwendung nur noch in Einzelbereichen

Sanduhren sind historisch, Anwendung nur noch in Einzelbereichen

Wasseruhren sind historisch (zur Zeitmessung - nicht Durchfluss!)

Zeitkerzen sind historisch, Anwendung nur noch in Einzelbereichen

Blumenuhren sind sehr ungenaue Vorrichtungen zur Zeitmessung, jedoch sehr hübsch anzuschauen. Verwendung als Schaustücke, zu Lehrzwecken

Längenmessung

Mikrometer oder Messschraube, Genauigkeit bis 0,001 mm
Messuhr, Genauigkeit bis 0,01 mm, digital anzeigend bis 0,001 mm
Messschieber (Schieblehre), Genauigkeit bis 0,05 mm
Das Knopfmaß ist ein kleiner, einfacher Messschieber. Es ist Beispiel für die Entwicklung der Längenmessung - hier vor allem der Messschieber. Historisch war die Entwicklung solcher Instrumente ein wichtiger Schritt. Heute jedoch ist das Knopfmass nur in Bereichen einzusetzen die geringe Genauigkeitsanforderungen haben. Grund ist der fehlende Nonius ...	Knopfmass
Lineal, Metallmaßstab, Messlineal Genauigkeit bis 0,3 mm
Meterstab Genauigkeit bis zu 1,0 mm (ugs. Zollstock)
Fadenzähler misst Strichbreiten und Linienabstände beim Druck
Seilzuglängengeber (Genauigkeit je nach Aufbau, bis 0,01 mm möglich)
Messlatte typisch 3 oder 5 m Länge; bei dm/cm Teilung (Zielung mit Theodolit) ca. 5 cm Genauigkeit
Messrad zum Abfahren einer Messstrecke (Genauigkeit nach Aufbau)
Elektronische Distanzmesser messen Strecken von einigen Dezimetern bis viele Kilometer sehr genau
Laserentfernungsmesser
Ultraschallentfernungsmesser
Differential-Laserinterferometer

Winkelmessung

Achtung! Die Winkelmessung dient natürlich auch zur Positionsbestimmung. Deshalb hier nur die ürsprünglichen Geräte, die anderen unter Position / Standortbestimmung

Messlot zum Fällen des Lots

Die Zwölfknotenschnur ist ein Messgerät für den rechten Winkel (90°). Es beruht auf den Grundsätzen die Pythagoras beschrieben hat. Sie wird zu einem Dreieck mit den Kantenlängen von 3 : 4 : 5 gespannt. Die Knoten sind dabei äquidistant in die Gesamtseillänge geknüpft...

Die Groma ist ein Peilgerät. Auf einem Stab ist ein Achsenkreuz angebracht. An jedem Ende der Achsen ist ein Messlot angebracht. Nach Ausrichtung des Instruments können nun Peilungen durchgeführt werden (historisch).

Theodolit

Winkelmesser

Schmiege, hauptsächlich zur Übertragung von Winkeln

Position / Standortbestimmung / Winkel und 3D-Messungen

Jakobstab historisch, Astronavigation und zur Bestimmung der Höhe eines Objekts

Astrolabium historisch, Astronavigation

Sextant, ein Gerät zur Navigation.Sextanten messen Winkel zwischen zwei Objekten

Nivelliergeräte zur Höhenmessung

GPS Satellitennavigation, direkte Anzeige der Position (Satelliten gestützt)

Theodolite messen Winkel und geometrische Beziehungen im Raum

Tachymeter messen Winkel und Entfernungen.

Messbildkameras sind Präzisionskameras für Photogrammetrie

Messprojektoren ermöglichen berührungsloses Messen

Planimeter messen die Fläche z.B. auf einer Zeichnung

Masse / Gewicht (Kraft) / Dichtebestimmung

Während früher Waagen vor allem druch den geschickten Aufbau der Mechanischen Elemente (Hebel und Gewichte oder/und Federn bestimmt wurden. Ist heute die Wägetechnik durch die Elektronik(Dehnmessstreifen geprägt). Die Kunst den idealen Grundkörper für diese Dehnmesssteifen zu finden bleibt jedoch der Mechanik erhalten.

Waagen messen die Gewichtskraft oder Masse von Körpern
Dehnungsmessstreifen (DMS) werden verwendet für elektronische Plattformwaagen (mit Ringtorsionswägezelle) (z.B. für Fahrzeugwaagen) oder für Wägezellen, die sich für elektronische Auslesung eignen.
Balkenwaage vergleicht das Gewicht zwischen zwei Bezugsgrößen	Datei:Balkenwaage.JPG Balkenwaage
Neigungswaage (historische Briefwaagen)
Zählwaagen messen die Anzahl von Objekten auf der Basis von Vergleichsobjekten
Federwaagen messen die Gewichtskraft, oder aber auch andere Kräfte
Pyknometer messen das spezifische Gewicht oder die Dichte

Härtebestimmung

Eine definierte Krafteinwirkung führt zu einer bleibenden Verformung des Testkörpers oder einem Eindringen einer Prüfgeometrie in den Testkörper.

Poldihammer dient zur Messung der Härte harter Werkstoffe mittels Schlaghärteprüfung

Rockwell-Messgerät

Geschwindigkeit

Die Geschwindigkeit ist ein Faktor aus Weg und Zeit ...

Tachometer zeigt im Fahrzeug die Fahrtgeschwindigkeit an (und spart bei richtiger Verwendung Punkte in Flensburg)

Tachograph zeichnet die Geschwindigkeit auch auf

Radargerät misst die Geschwindigkeit über den Dopplereffekt der von einem Radarsender erzeugten und vom Fahrzeug reflektierten Radarwellen

Beschleunigung

ist die Geschwindidkeitsänderung pro Zeiteinheit

Beschleunigungsmessgeräte messen die Krafteinwirkung auf einen Probekörper

Messungen an Flüssigkeiten und Gasen

Durchflussmesser messen den Massenstrom oder den Volumenstrom

Magnetisch Induktive Durchflussmesser (MIDs) arbeiten ohne bewegliche Teile. Sie errechnen den Durchfluss eines elektrisch leitfähigen Mediums anhand der durch Induktion durch ein von außen angelegtes Magnetfeld resultierenden elektrischen Spannung.

Wasserzähler gibt es in unterschiedlichen Bauarten als Flügelrad-, Woltmann- oder Verbundwasserzähler. Sie dienen zur Bestimmung der durchflossenen Flüssigkeitsmenge (Volumen), können aber durch Differenzierung eines Abtastsignals auch zur Durchflussmessung verwendet werden.

Druckmessgeräte, ugs. Manometer, messen den Druck

Aräometer messen die Dichte einer Flüssigkeit ...

Rheometer messen Eigenschaften von fließenden Flüssigkeiten

Viskosimeter messen die Viskosität von Flüssigkeiten

Füllstandsmessungen zur Angabe des Flüssigkeitspegels

Verfahren zur Füllstandmessung Radarsensoren,Ultraschallsensoren, Kapazitive Sensoren,Konduktrometrie,Schwimmerschalter nur ein oder zwei Schaltpunkte und Thermografie

Echolot zur Bestimmung der Wassertiefe oder dem auffinden von schallaktiven Objekten im Wasser(seltener in Luftfahrt) s.a.Barcheck-Verfahren zur Kalibrierung eines Echolots

Tensiometer messen der Oberflächenspannung einer Flüssigkeit

Manometer sind Druckmesser für Gase und Flüssigkeiten

Messungen an Feststoffen

Alle Messgeräte zur Längenbestimmung und der Dichte, des Gewichts und Härtemessgeräte sowie Röntgengeräte können ebenfalls bei Feststoffen eingesetzt werden.

Grindometer messen Korngrößen

Lysimeter messen bodenbiologische, -physikalische Daten ...

Umweltsensorik

Temperatur

Thermometer in verschieden Ausführungen
Thermographie ist ein junges Gebiet der Temperaturmessung. Sie gibt über eine Farbanzeige oder eine Hell-Dunkel Darstellung eine Information über Temperatur von Flächen. Das Bild zeigt eine typische Darstellung. Es wurde von einem Kaffeeautomaten gemacht. Gut erkennbar auch die thermische Spiegelung... mehr Info unter Thermographie	Thermografisches Bild
Ohne eigentliches Messgerät sondern direkte Anzeige:Thermochromatische Farben zeigen einen Farbumschlag bei einer bestimmten Temperatur. Seeger-Kegel sind Formkörper die ihre Festigkeit und dadurch ihre Kontur bei einer bestimmten Temperatur ändern. Die Schmelzpunktbestimmung kann natürlich auch im umgekehrten Sinn verwendet werden.

Meteorologische Instrumente

Diese Geräte werden in einer sehr alten Wissenschaft der Meteorologie verwendet. Sie werden natürlich aber auch in anderen technischen Bereichen eingesetzt !

Barometer messen den Druck von Luft und auch die Höhe. Über die Anzeige des Luftdrucks auch zur Vorhersage des Wetters verwendet.

Thermometer messen die Temperatur

Hygrometer messen die Luftfeuchtigkeit

Anemometer messen die Windgeschwindigkeit.

Netradiometer (auch Netto Radiometer) zur Messung der Globalstrahlung (Meteorologie Gesamtstrahlungbilanz)

Pyranometer Globalstrahlungsensor (Meteorologie)

Albedometer Strahlungsbilanzsensor (Meteorologie)

Messung der Lichtmenge / Helligkeit / Farbtemperatur

Luxmeter messen den Lichteinfall (die Beleuchtungsstärke) in die Messzelle (häufig eine Silizium-Fotodiode). Bei einigen Geräten dient die Messzelle auch gleichzeitig zur Energieversorgung, so dass diese Geräte ohne zusätzliche Energiequelle funktionieren.	Luxmeter mit externer Messzelle
Colormeter sind Farbmessgeräte die Farbwerte von Oberflächen messen.
PV-Messgeräte sind Multimess-Geräte für Solaranlagen. Gemessen wird meist Lichtintensität, Temperatur und berechnet wird der vorraussichtliche Energieertrag.

Schallpegelmessung

Wird in den meisten Fällen zum Schutz am Arbeitsplatz verwendet. In manchmal dient sie auch zur Verbesserung von technischen Geräten (Schwingungsreduzierung) oder zur Untersuchung (Dämpfung ...).

Schallpegelmessgerät

Kombinierte Geräte

Thermo- Hygrograph z.B. bei Museen

Multifunktions-Umweltmessgerät - Messung von Größen aus der Umwelttechnik, z.B. Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Beleuchtungsstärke und Schallpegel. Diese Geräte sind mittlerweile für wenig Geld zu haben. Ihre Messgenauigkeit ist jedoch nicht mit hochwertigen Geräten zu vergleichen. Einsatz oft im Schulbereich oder für Home-Anwendungen

Messen elektrischer Größen

Die Beschreibung der Elektrischen Einheiten finden sich unter Elektrische Größen

Spezielle Geräte für eine Größe

Leistungsmesser messen die elektrische Leistung die ein Gerät aufnimmt oder abgibt (siehe auch Stromzähler)

Spannungsmesser, ugs. Voltmeter, messen die Spannung oder Potentialdifferenz zwischen zwei Punkten.	Wheatstonebrücke-Messgerät
Strommesser, ugs. Amperemeter, messen den Strom oder Ladungsausgleich zwischen zwei Punkten
Ohmmeter messen den elektrischen Widerstand von Festkörpern (!). Dazu wird ein Probestrom durch den Festkörper geleitet.
Durchgangsprüfer sind sehr einfache Formen von Ohmmetern. Die Anzeige besteht in einem optischen oder/und akustischem Signal.
Wheatstonebrücke bestimmt sehr kleine Widerstände durch ein Abgleichsverfahren...
Leitwertmessgeräte messen den elektrischen Widerstand einer Flüssigkeit	Historisches Drehfeldmessgerät
Konduktometer messen die spezifische Leitfähigkeit eines Mediums (z.B. Konzentration von Salzen)
Galvanometer auch Galvanoskop Spezialmessgerät zur Messung sehr kleiner Gleichspannungen und -ströme
Drehfeldmessgeräte zeigen die Feldorientierung einesDrehstromanschlusses an. Vor dem Siegeszug der Elektronik wurden (wie auf dem Bildbeispiel ca. 1960) Messgeräte mit kleinen Motoren verwendet. Heute geschieht die Auswertung mit elektronischen Bauteilen und die Anzeige mit LED-Anzeigen oder LCD-Displays.
Messgeräte zur Kabelfehlerortung, die auf dem Prinzip der Reflexion von Impulsen bei Fehlerstellen (Kabelbruch) beruhen.

Magnetfeld

Der Kompass zeigt zu den Magnetpolen der Erde sofern er nicht abgelenkt wird ...

HALL-Messgeräte messen das Magnetfeld eines stromdurchflossenen Leiters (siehe Hall-Effekt). Sie werden zur Stommessung und Netzanalyse verwendet.

Leckstrom-Messgeräte messen sehr kleine Ströme die über Schutzleiter oder Schirmungen fliessen.

SQUID Superconducting QUantum Interference Device. Zur Messung sehr kleiner Magnetfelder. Verwendung bei der Magnetoenzephalographie MEG. Das ist eine Messung der magnetischen Aktivität des Gehirns.

Teslameter messen die magnetische Feldstärke

Universelle Messgeräte für verschiedene elektrische Größen

Diese Geräte sind nicht für einen speziellen Anwendungsfall entwickelt

Oszilloskop mit zeitlicher Darstellung und Graph

Multimeter nicht für hochgenaue Messungen geeignet, aber sehr verbreitet.

#Analogmultimeter Spannungmessung ohne eigene Stromquelle

#Digitalmultimeter oft mit Schnittstelle zu PC-Messwerterfassung

RCL-Messgerät zur Bestimmung von Widerstand,Kapazität und Induktivität

Messen von Radioaktivität und Strahlung

Spektrometer ermitteln die Absorption einer bestimmten Wellenlänge einer Strahlung

Dosimeter messen die Wirkung einer Strahlung (zeitliches Integral)

Geiger-Müller-Zählrohre messen den Einfall radioaktiver Strahlung

Szintillationszähler messen den Einfall von γ-Strahlung

Röntgen-Geräte messen den Strahlungsdurchgang durch ein Objekt

Analytische Messgeräte

Chromatographen trennen Stoffgemische bzw. ermitteln relative Wanderungsgeschwindigkeiten von Substanzen in den gewählten Medien

Gaschromatographen

Säulenchromatographen

Dünnschichtchromatographie

Refraktometer zur Bestimmung der Brechzahl eines Mediums

Ultra-Zentrifugen (Analytische) messen die Dichtezusammensetzung

Kalorimeter dienen der Heizwertbestimmung

Massenspektrometer bestimmen die in einem Substanzgemisch vorhandenen Molekulargewichte

Polarimeter Bestimmen die Drehung der Lichtebene bei opt. aktiven Stoffen

Spektrometer messen allgemein die Intensitätsverteilung verschiedener Wellenlängen, Spezialfall: ermitteln die Absorption einer bestimmten Wellenlänge einer Strahlung

Industrielle Messtechnik / Produktionsmesstechnik / Gewerbliche Messtechnik

Diese Geräte werden in den meisten Fällen zur Herstellung eines Produktes verwendet oder dienen der Qualitätsicherung der Produkte bzw. der Abrechnung von Leistungen.

Drehmoment Messgeräte messen das Drehmoment am Angriffspunkt

Schichtdickenmessgeräte bestimmen die Mächtigkeit einer Schicht auf einem Träger

Norm-Messgeräte

Norm-Messgeräte - sind Messgeräte die eine Reihe von in einer Norm festgelegten Messungen durchführen. Diese werden meist auch protokolliert um eine Nachweisführung bei Gutachten zu ermöglichen.

Die Bezeichnung der Messgeräte geschieht nach der Norm.

Beispiel: VDE113 (EN60204) mit 10A - Schutzleiterprüfung, Hochspannungsprüfung, Widerstandmessung und Grenzbereicherkennung, Isolationsprüfung

Wichtige Norm-Messgeräte:

VDE100 Allgemein Test für Elektrogeräte

VDE113 (EN60204) Test für die elektrische Ausrüstung von Maschinen

Erdungstestgerät Funktionsfähigkeit der Fundament-Erder

Steckdosentester Normgerechter Anschluß (kleiner Teilbereich von VDE100)

Normale

Normale sind genaue Messgeräte, die zur Kalibrierung anderer Messeräte dienen.

Normale 2. Ordnung sind noch genauere Messgeräte, die zur Kalibrierung anderer Normale dienen.

Prüfstände sind Anlagen zur Fehlerkontrolle zur Qualitätssicherung oder Eichung von Messgeräten (z.B. für Wasserzähler)

Eichpflichtige Messgeräte

Messgeräte, deren Messergebnis zur Berechnung von gewerblichen Leistungen verwendet werden (z.B. Waagen im Handel, Wasserzähler), müssen eichgesetzliche Auflagen erfüllen. Das heißt, ihre Bauart muss von der PTB zugelassen und die Geräte müssen geeicht sein, wobei eine Eichung nach einer bestimmten Zeit durch staatlich anerkannte Prüfstellen mit einem von der Eichbehörde zugelassenen Normal aufgefrischt werden muss. Das Eichgesetz definiert Eichfehlergrenzen, die für verschiedene Lastbereiche nicht überschritten werden dürfen.

Beispiele: Waagen, Wasserzähler, Gaszähler, Stromzähler, Wärmezähler, Heizungsverdunster, Kraftstoffzähler

Medizinische Messgeräte / Messgeräte in der Medizin

für Messgeräte in der Medizin gelten besondere Regeln. Sie müssen die Vorschriften der MedGV, der Medizin-Geräte-Verordnung einhalten. Dies gilt aber nur für Messgeräte die a) als Medizinische Geräte eingestuft und b) in der anerkannten Medizin verwendet werden. Der Bereich der alternativen Medizin bleibt davon unberührt. So fallen das Tesla-Meter, ein Biofeld-Messgerät oder die Körperfettwaage nicht unter die Bestimmungen.

Blutzucker Messgerät - Ist ein wichtiges Gerät für Diabeteskranke

Blutdruck-Messgerät damit wird zumeist das unblutige Messen des Blutdrucks nach Riva Roggi beschrieben. Neben diesem Bekannten (mit der Manschette zum Aufpumpen und dem Zeiger/Digitalanzeige, gibt es noch klinische Verfahren, bei denen der Blutdruck in einem Blutgefäß meist in einer Vene gemessen wird.

Körperfettwaage gibt neben dem Gewicht auch den Anteil von Körperfett an.

EKG-Geräte sind medizinische Geräte zur Anzeige und Aufzeichnung der Summe der elektrischen Aktivitäten aller Herzmuskelfasern.

EEG-Geräte sind medizinische Geräte zur Anzeige und Aufzeichnung der von außen messbaren elektrischen Aktivitäten des Gehirns

Siehe auch...(Ergänzendes zum Thema Messgeräte)

Ausgleichungsrechnung, Fehlerrechnung, Fehlerfortpflanzung, Eichung, Kalibrierung, Messtechnik, Standardabweichung, Messgenauigkeit, Messunsicherheit, Sensoren, Effektivwert, Echteffektivwert, Alte Maße und Gewichte, Geschichte von Maßen und Gewichten,... oder einfach Physik

Literatur zum Thema Messgeräte

Titel:	Autor:	Verlag:	Jahr:
Taschenbuch der Meßtechnik	H.R. Tränkler	Oldenbourg, München	1992
Taschenbuch der Meßtechnik	Jörg Hoffmann	Fachbuchverlag, Leipzig	2004

Web-Links zum Thema Messgeräte

Bitte an die Beschränkung der Anzahl denken !

• [1] Web Link zum PTB (Thema Eichpflichtige Messgeräte)

• [2] Historische Messgeräte