Messen und Beurteilen in der Praxis

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Thilo Ackermann
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1 Messen und Beurteilen in der Praxis Dr.sc.nat. Markus Zingg Umwelt-Toxikologie-Information Schaffhausen

2 !? Wer misst misst Mist!? Eine Messung muss zielorientiert durchgeführt werden Eine Messung ist immer eine Momentanerfassung einer Grösse! Eine Messung ist immer so gut wie die zugehörige Dokumentation

3 Zweck einer Messung Eine Messung ist die Bestimmung einer definierten Grösse Grobe Abschätzung Feststellung eines Verlaufes eines Vorgangs Trendanalyse Kontrolle eines Systems Rechtlich: Grenzwerte Überprüfung: Richtwerte

4 Genauigkeit und Präzision. genau ungenau präzis präzis genau ungenau unpräzis unpräzis

5 genau Präzision optimal Richtigkeit optimal Präzision optimal Richtigkeit schlecht Messung optimal Messung korrigierbar Eichung und Kalibrierung gut Eichung gut Kalibrierung schlecht

6 ungenau Richtigkeit akzeptabel Präzision schlecht Richtigkeit schlecht Präzision schlecht als Mittelwert akzeptabel unbrauchbar Streuung der Messanordnung

7 Fehlerquellen bei Messungen Un- oder falsch kalibriertes Messgerät ungeeignetes Gerät Messungen ausserhalb des linearen Bereichs des Gerätes Unsachgemässe Anwendung/Handhabung Unbewusste Handhabungsfehler/falsche Grundeinstellungen Umgebungseinflüsse (Temperatur, usw.)

8 Messunsicherheit Die Messunsicherheit grenzt einen Wertebereich ein, innerhalb dessen der wahre Wert der Messgrösse mit einer festgelegten Sicherheit (z.b. 95%) liegt. wahrer Wert Wertebereich Aussage: Der ermittelte Wert liegt mit 95%-iger Wahrscheinlichkeit in diesem Bereich

9 Die mögliche Aussage einer Grösse hängt von der Messmethode ab (am Beispiel: ph-messung) Fixwert Lackmus ph-papier ph-elektrode sauer/basisch ph +/- 1 ph +/- 0,.1

10 Die Qualität eines Messwertes hängt von der Probenahme ab! Art der Probenahme Probenahmeort (Homogenität des Mediums!) Umgebungsbedingungen bei der Probenahme Temperatur. Wetterlage Belastungssituation Probentransport/Probenlagerung Probenaufarbeitung Mit der Probenahme kann das Resultat beeinflusst werden

11 Eichung - Kalibration Eichung: Gesetzlich vorgeschriebene Prüfung Kalibration: Messprozess mit Standart zur zuverlässig reproduzierbaren Feststellung der Abweichung eines Messgerätes. z.b. Standardlösung

12 Trendanalyse Trendanalyse zeigt den zeitlichen Verlauf eines vorgegebenen Betriebszustands an: Negatives Abdriften wird frühzeitig erkannt. Notwendige Massnahmen können frühzeitig eingeleitet werden. Beschreibt die Stabilität eines Ablaufes (langfristig)

13 Trendanalyse Messwert Überschreitung Messunsicherheit im Grenzbereich Ansteigende Tendenz Streuung Messungen

14 Beurteilung Eine Beurteilung weist immer ein Ziel und Zweck auf Grenzwertüberschreitung Funktionskontrolle, Überwachung Konzentrations-, Inhaltskontrolle Forschung (versch. Interesse)

15 Grenzwert - Richtwert Grenzwert Rechtsverbindlich Basis Gesundheit Übliche Technik Gesetz, Verordnung Bund, Kantone Aktualisierung längerfristig (Vernehmlassung) Richtwert Stand der Technik Basis Techn. Möglichkeit Richtlinie Fachinstitution Aktualisierung kurzfristig

16 Messen und Beurteilen Messbedingungen und daraus abgeleitete Beurteilung muss den Vorgaben entsprechen Messwerte weisen immer eine Ungenauigkeit auf (Messunsicherheit) Grenz- und Richtwerte sind Absolutwerte! Tolerierbarer Bereich: definierter Wert +/- bekannte Unsicherheit

17 Messkurve am Beispiel ph-messung Mess-Signal ph = 7 Messwert = 0 Steilheit ph=9 Puffer für basischen Bereich ph=7 Zellnullpunkt ph=4 Puffer für sauren Bereich ph-wert linearer Messbereich

18 Biologische Messung: Bestimmung der Keimzahl Zwischen Probenahme (Messung) und Resultat wird Zeit benötigt! Probenahme Analysen- resp. Erfassungszeit Zeit Resultat: chemisch Resultat: biologisch Rasche Handlung: möglich Kurzfristige Kontrolle Rasche Handlung: Nicht möglich langfristige Kontrolle

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