Genauigkeit
Was bedeuten in der Volumenmessung Toleranz, Richtigkeit, Variationskoeffizient und Präzision?
Grafische Darstellung von Präzision und Richtigkeit
Die Zielscheibe stellt den Volumenbereich um den zentralen Sollwert dar, die weißen Punkte sind die Werte verschiedener Messungen eines definierten Volumens.
Richtigkeit gut: Alle Treffer liegen dicht um das Zentrum, also um den Sollwert.
Präzision gut: Alle Treffer liegen dicht beieinander.
Ergebnis: Diese Fertigung ist durch begleitende Qualitätssicherung hervorragend gesteuert. Geringe systematische Abweichung und enge Streuung der Geräte. Die zulässige Grenze wird nicht ausgeschöpft. Aussortieren ist nicht notwendig.
Richtigkeit gut: Im Mittel liegen die Treffer gleichmäßig um das Zentrum verteilt.
Präzision schlecht: Keine groben Fehler, allerdings sind die Treffer weit verstreut.
Ergebnis: Alle Abweichungen sind "gleich wahrscheinlich". Geräte, die außerhalb der Toleranz liegen, müssen aussortiert werden.
Richtigkeit schlecht: Obwohl alle Treffer dicht beieinander liegen, ist das Ziel (Sollwert) trotzdem verfehlt.
Präzision gut: Alle Treffer liegen dicht beieinander.
Ergebnis: Fehlgesteuerte Fertigung, systematische Abweichung. Geräte, die außerhalb der Toleranz liegen, müssen aussortiert werden.
Richtigkeit schlecht: Die Treffer liegen weit vom Zentrum entfernt.
Präzision schlecht: Die Treffer sind weit verstreut.
Ergebnis: Diese Volumenmessgeräte sind von minderwertiger Qualität.
Berechnungsformeln
Zur Beschreibung der Genauigkeit wird für Volumenmessgeräte aus Glas der Begriff der „Toleranz“ verwendet, während sich für Liquid Handling Geräte die statistischen Begriffe „Richtigkeit [%]“ und „Variationskoeffizient [%]“ etabliert haben.
Toleranz
Die in den entsprechenden Normen angegebene Toleranz (Tol.) gibt die maximale zulässige Abweichung des Gerätes vom Sollwert an.
Richtigkeit
Die Richtigkeit (R) zeigt an, wie nahe der Mittelwert am Sollwert liegt, d.h. die systematische Messabweichung. Die Richtigkeit er- gibt sich als Differenz zwischen Mittelwert (⊽) und Sollwert (VSoll), bezogen auf den Sollwert in %.
Variationskoeffizient
Der Variationskoeffizient (VK) zeigt an, wie nahe die einzelnen Messwerte beieinander liegen, d.h. zufällige Messabweichung. Der Variationskoeffizient ist definiert als Standardabweichung in %, bezogen auf den Mittelwert.
Teilvolumen
(analog VKT %)
In der Regel sind R und VK auf das Nennvolumen (VN) bezogen. Diese Angaben in % müssen für Teilvolumina (VT) umgerechnet werden. Dagegen erfolgt keine Umrechnung für die Teilvolumina, wenn R und VK in Volumeneinheiten (z.B. ml) angegeben sind.
Toleranz aus R und VK
In guter Näherung lässt sich aus Richtigkeit und Variationskoeffizient die Toleranz z. B. für das Nennvolumen (VN) berechnen.
Präzision
Wird die Streuung der einzelnen Messergebnisse um den Mittelwert ⊽ in Volumeneinheiten angegeben, spricht man von der Präzision.