TEMPERATUR UND LUFTFEUCHTIGKEIT IN METROLOGISCHEN LABOREN KONTROLLIERT

Wer ein metrologisches Labor betritt, bemerkt sofort eine Besonderheit: Unabhängig von der Jahreszeit tragen die Techniker stets einen Pullover. Warum? Weil Temperatur und Luftfeuchtigkeit konstant auf 20 °C und 50 % relative Feuchte gehalten werden.

Für Branchenfremde mag das nach übertriebener Sorgfalt aussehen, doch tatsächlich zählt eine stabile Umgebungsbedingung im Labor zu den grundlegenden Voraussetzungen für zuverlässige Messungen.

Die Umgebung wird so zu einem integralen Bestandteil der Messung selbst.


Die Umgebung beeinflusst das Ergebnis

Jedes Material reagiert unterschiedlich auf Temperaturschwankungen.

Stahl beispielsweise hat einen linearen Ausdehnungskoeffizienten von etwa 11,5 µm/(m·°C). Das bedeutet: Ein einen Meter langer Stahlstab dehnt sich pro Grad Celsius Temperaturanstieg um etwa 11,5 Mikrometer aus. Das klingt vernachlässigbar, doch in der Präzisionsmetrologie können wenige Mikrometer den Unterschied zwischen einem konformen und einem außerhalb der Toleranz liegenden Bauteil ausmachen.

Noch deutlicher zeigt sich der Effekt bei Aluminium, dessen Ausdehnungskoeffizient etwa doppelt so hoch ist (23 µm/(m·°C)). Ein 500 mm langes Bauteil kann sich bei einer Temperaturdifferenz von nur 1 °C bereits um über 10 Mikrometer verändern.

Nicht nur das zu messende Werkstück, auch die Messgeräte selbst unterliegen denselben physikalischen Gesetzen.

Ein Messschieber, der direkt nach dem Transport aus einer 30 °C warmen Werkstatt kalibriert würde, könnte geringfügige Maßabweichungen aufweisen, die das Messergebnis beeinflussen. Dasselbe Prinzip gilt – in noch stärkerem Maße – für Mikrometer, Lehrringe, Grenzlehrdorne oder Parallelendmaße, bei denen Genauigkeiten im Bereich weniger Mikrometer angestrebt werden.

Aus diesem Grund lässt man Messgeräte und Bauteile vor jeder Messung akklimatisieren: eine notwendige Phase, um die Auswirkungen von Temperaturschwankungen zu beseitigen.


Was bedeutet Akklimatisierung – und warum ist sie so wichtig?

Ob Messgerät oder mechanisches Bauteil: Der Gegenstand wird nie unmittelbar nach seiner Ankunft im Labor gemessen. Da er von außen kommt, unterscheidet sich seine Temperatur zunächst deutlich von der Labortemperatur. Vor jeder Prüfung wird ihm daher die nötige Zeit gegeben, um das thermische Gleichgewicht mit dem Labor zu erreichen.

Erst wenn Temperatur und Umgebungsbedingungen stabil sind, lassen sich wirklich repräsentative Messungen durchführen.


Warum gilt 20 °C als Referenztemperatur in der Metrologie?

In der dimensionellen Metrologie ist 20 °C der weltweit anerkannte Referenzwert.

Diese Referenz wurde 1947 von der ISO mit der Norm ISO/R 1:1951 festgelegt (R stand für Recommendation, wie die Normen dieser Zeit bezeichnet wurden), die 20 °C als Temperatur für „industrielle Längenmessungen" definierte. Nach mehreren Überarbeitungen und Abgleichen legt die Norm EN ISO 1:2022 (in Deutschland als DIN EN ISO 1:2022 eingeführt) die Standard-Referenztemperatur für geometrische und dimensionelle Messungen weiterhin bei 20 °C fest.

So lässt sich eine heute in einem Labor durchgeführte Messung mit einer morgen in einem anderen Labor durchgeführten Messung vergleichen – mit konsistenten und vergleichbaren Ergebnissen.


Ein unsichtbares Detail, das die Qualität sichert

Wer eine Koordinatenmessmaschine oder ein hochpräzises Messgerät beobachtet, neigt dazu zu glauben, die Zuverlässigkeit hänge ausschließlich von der Technologie ab. Tatsächlich entsteht die Datenqualität aus dem Zusammenspiel vieler Faktoren: Geräte, Personal, Verfahren und Umgebung.

Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Akklimatisierungszeiten sind keine bloßen organisatorischen Details, sondern wesentliche Elemente des metrologischen Prozesses. Genau diese – oft unterschätzte – Sorgfalt im Detail zeichnet ein metrologisches Labor aus, das aus einem einfachen Messwert eine wirklich zuverlässige technische Information macht.