Der Begriff der messtechnischen Rückführung beschreibt einen Vorgang, durch den die Anzeige eines Messgerätes oder einer Maßverkörperung in einer oder in mehreren Stufen mit einem „Nationalen Normal“ für die betreffende Messgröße verglichen werden kann. Auf jeder dieser Stufen wird eine Kalibrierung mit einem Normal durchgeführt, dessen messtechnische Qualität bereits durch eine Kalibrierung mit einem höherwertigen Normal bestimmt wurde.

So ist es üblich, mit Bezug auf die Rückführbarkeit eine sogenannte Kalibrierhierarchie aufzustellen. Diese beginnt an der Spitze mit dem nationalen Normal und endet bei dem unternehmensinternen Prüfmittel. Dieses Hierarchieschema zeigt den engen Zusammenhang zwischen der messtechnischen Infrastruktur und dem innerbetrieblichen Kalibriersystem.

Mittels dieser Hierarchie wird erreicht, dass die Einheiten des internationalen Einheitensystems (SI) weltweit einheitlich verfügbar sind. Die Rückführung auf die SI-Einheiten ist so gegeben. Zudem werden die gesetzlichen Forderungen im geschäftlichen Verkehr (Eichgesetz) garantiert.

Kalibrierhierarchie zur Erklärung der messtechnischen Rückführung

Bei der Durchführung einer Messung wirken verschiedene Einflüsse auf den Messprozess, die oft nur teilweise bekannt sind. Daher ist es bei einer Messung unmöglich, mit Sicherheit den „wahren“ Wert der Messgröße zu ermitteln. Die Messunsicherheit bezeichnet also einen Kennwert, der dem Ergebnis einer Messung, etwa bei einer Prüfung oder Kalibrierung, beigeordnet wird.

Das VIM definiert die Messunsicherheit als einen Kennwert, der den Bereich der Werte charakterisiert, die der Messgröße durch die durchgeführte Messung vernünftigerweise zugeschrieben werden können. Diese Definition sagt also aus, dass Messungen keinen exakten Wert liefern können. Messungen sind Einflüssen unterworfen, die man nicht voraussagen kann und welche nicht quantifizierbar sind.

Einige von ihnen sind zufälligen Ursprungs, wie zum Beispiel eine kurzzeitige Temperaturschwankung oder eine Erhöhung der Luftfeuchtigkeit. Auch die Ablesung eines Wertes bringt gewisse Abweichungen vom tatsächlich dargestellten Skalenwert. Messungen, die unter den gleichen Bedingungen wiederholt werden, zeigen auf Grund dieser zufälligen Einflüsse unterschiedliche Ergebnisse.

Es gibt auch Unsicherheiten nicht zufälligen Ursprungs. Diese systematischen Effekte haben ihre Ursache darin, dass sie nicht exakt korrigiert werden können oder nur näherungsweise bekannt sind. Hierzu gehören unter anderem die Nullpunktabweichung eines Messinstrumentes, eine Kalibrierendwertabweichung oder auch die so genannte Umkehrspanne.

Es wird davon ausgegangen, dass jede im Messprozess wirkende physikalische Größe (Messgröße und jede Einflussgröße) durch eine Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion mit Erwartungswert und Standardunsicherheit charakterisiert werden kann.

Die Angabe eines Messergebnisses sieht im Allgemeinen wie folgt aus:

Angabe eines Messergebnisses

Da, wie schon erwähnt, das Ergebnis einer Messung stets durch wirkende Einflüsse verfälscht wird, entspricht das Messergebnis normalerweise nicht dem Wert der Messgröße. Daher kann ein Messergebnis nur als „aus Messungen gewonnener Schätzwert für den wahren Wert einer Messgröße“ (Klein, Martin, Einführung in die DIN-Normen, S. 310) angesehen werden. Ein vollständiges, aussagekräftiges Messergebnis besteht dabei nicht nur aus der Angabe eines einzelnen Zahlenwertes, sondern umfasst die vier Komponenten Messwert, Einheit, Messunsicherheit und Erweiterungsfaktor, die nur zusammen eine zuverlässige Interpretation des gewonnenen Wertes ermöglichen.