Abb. 1: Präzision und Genauigkeit

Präzision und Genauigkeit:

Um den Unterschied zwischen Genauigkeit und Präzision zu verstehen, betrachten Sie eine Zielscheibe wie bei einer Dartscheibe (siehe Abb. 1).

Links oben liegen die Schüsse kreuz und quer, und im Vergleich zu rechts unten sind sowohl die Präzision als auch die Genauigkeit gering. Oben rechts sieht man, was man manchmal als "gute Gruppierung" bezeichnet: Alle Schüsse liegen sehr nahe beieinander, aber nicht sehr nahe an der Mitte, dem Zielpunkt, was eine geringe Genauigkeit, aber eine hohe Präzision bedeutet. Unten links liegen alle Schüsse um das Zentrum herum, einige sind nur innerhalb des zweiten Rings verstreut. Dies würde als hohe Genauigkeit, aber niedrige Präzision angesehen werden.

Toleranz:

Der Begriff Toleranz bezieht sich auf die Differenz zwischen dem oberen (maximalen) und dem unteren (minimalen) Grenzwert eines Maßes. Mit anderen Worten: Die Toleranz ist die maximal zulässige Abweichung eines Maßes.

Messunsicherheit:

In den meisten Fällen, in denen nach der Genauigkeit gefragt wird, ist in Wirklichkeit die Messunsicherheit gemeint. Obwohl der Begriff "Messunsicherheit" etwas ungeschickt ist, wird er in vielen Normen, die für das CT-Scannen gelten, verwendet.

Abb. 2: Messunsicherheit und Toleranz

Betrachten wir Abb. 2, so ergab die Messung einen Wert von V1. Die Messunsicherheit ist ein Wert, der angibt, wie hoch die Wahrscheinlichkeit ist, dass der tatsächliche Wert bei einem bestimmten Vertrauensniveau ist.

Auflösung:

Der wichtigste Parameter, den man bei der Auswertung eines CT-Datensatzes kennen muss, ist die kleinste darin enthaltene Information: die Voxelgröße. Sie ist einfach definiert durch die Länge (oder den Durchmesser) des Sichtfelds geteilt durch die Anzahl der in einer Richtung erzeugten Voxel.

Abb. 3: Komponenten des CT-Systems und das Sichtfeld

Die Voxelgröße sagt nichts über das kleinste sichtbare Detail aus. Wenn eine Pore nur so groß wie ein Voxel ist, reicht das nicht aus, um sie zuverlässig zu erkennen. Eine Faustregel besagt, dass mindestens 2 x 2 x 2 Voxel erforderlich sind, um ein einzelnes Merkmal zu erkennen. Für die Zwecke der Metrologie ist das nicht genug, um eine genaue Oberfläche um das Objekt herum zu erzeugen. Der Begriff "Auflösung" wird für den Zweck der jeweiligen Anwendung definiert.

Fehler:

Der Fehler beschreibt die Leistung des CT-Systems und ist die Abweichung von einer bekannten Messung unter bestimmten Bedingungen. Ein System ist so spezifiziert, dass es die maximal zulässige Fehlergrenze (MPE) einhält; es kann mehrere unterschiedliche Spezifikationen für ein System geben. Der Fehler ist nicht dasselbe wie die Messunsicherheit. Sie stellt einen Wert dar, der im Rahmen eines Abnahmeverfahrens oder zur Überwachung des Systems im Betrieb überprüft werden kann. Der Fehler wird unter idealen, vom Hersteller definierten Bedingungen gemessen und häufig als MPE_SD = V μm * (L / D mm) ausgedrückt.

Tauglichkeit:

Ist das Verfahren für eine bestimmte Messaufgabe geeignet? Die Antwort ist schwarz auf weiß: ja oder nein.

Die Frage der Eignung stellt sich in der Regel auch in Situationen wie der oben dargestellten. Der gemessene Wert V1 liegt auch bei Berücksichtigung der Worst-Case-Unsicherheit U genau innerhalb der Toleranz. V2 liegt außerhalb, auch wenn die Best-Case-Unsicherheit angenommen wird. Was passiert aber, wenn der Wert V2 innerhalb der Toleranz liegt, die Unsicherheit aber zum Ausfall des Teils führen könnte? Ein Ansatz besteht darin, die Toleranz zu verschärfen, aber viele gute Teile könnten ausfallen. Die übliche Vorgehensweise in den Normen besteht darin, eine Eignungsstudie durchzuführen. Es gibt mehrere Ansätze, z. B. Gauge R&R, MSA, VDA5, VDI/VDE 2630. Die Studie umfasst in der Regel den gesamten Prozess einschließlich des Bedieners und des zu messenden Objekts.