Co to znaczy kalibracja?

Co to znaczy kalibracja? To podstawowe pytanie, na które każdy użytkownik urządzeń pomiarowych powinien znać odpowiedź. Kalibracja to czynność serwisowa mająca na celu ustawienie parametrów urządzenia w taki sposób, aby jego praca była jak najwydajniejsza i uzyskać największą możliwą dokładność pomiaru. Proces kalibracji jest kluczowy dla przyrządów pomiarowych, takich jak alkomaty, multimetry cyfrowe czy oscyloskopy, zapewniając precyzyjne odczyty.

W tym artykule przyjrzymy się bliżej istocie kalibracji, dlaczego jest ona niezbędna dla zachowania wysokiej jakości pomiarów, a także wyjaśnimy różnice między kalibracją a weryfikacją. Omówimy także optymalną częstotliwość kalibrowania urządzeń pomiarowych dla zapewnienia niezawodności odczytów.

Jaki jest koszt kalibracji alkomatu?

Czym jest proces kalibracji?

Kalibracja (ang. calibration, wzorcowanie) to proces ustalania relacji między wartościami wskazywanymi przez badane urządzenie pomiarowe a wartościami wielkości fizycznych realizowanymi przez wzorzec. Odbywa się w dwóch krokach:

1. Ustalenie zależności pomiędzy odwzorowywanymi przez wzorzec pomiarowy wartościami wielkości wraz z ich niepewnościami pomiaru a odpowiadającymi im wskazaniami wraz z ich niepewnościami.

2. Wykorzystanie tej informacji do ustalenia zależności pozwalającej uzyskać wynik pomiaru na podstawie wskazania.

Świadectwo wzorcowania jest kluczowe w procesie kalibracji, ponieważ potwierdza dokładność i zgodność przyrządów pomiarowych, a także jest niezbędne do regularnego monitorowania i weryfikacji ich ważności oraz niezawodności.

Definicja kalibracji przyrządu pomiarowego

Kalibracja polega na porównaniu zmierzonej wartości z prawidłową wartością w danych warunkach, udokumentowaniu odchylenia, obliczeniu niepewności pomiaru i utworzeniu certyfikatu. Celem kalibracji jest prawidłowe wyznaczenie charakterystyki, dokładności i spójności pomiarowej badanego urządzenia pomiarowego. Proces ten wymaga wykwalifikowanego personelu, który zapewnia dokładność kalibracji zgodnie z określonymi warunkami i akredytacją laboratorium.

Urządzenia pomiarowe - podstawowe pojęcia związane z kalibracją.

• Wzorzec: Wzorzec musi być co najmniej 5 razy dokładniejszy niż kalibrowane urządzenie pomiarowe.

• Odchylenia: Odchylenia wyników pomiarów są zapisywane w protokole kalibracji, który jest dołączany do urządzenia pomiarowego. Ważne, że podczas kalibracji rejestrowane są tylko odchylenia, bez ingerencji w urządzenie w celu zminimalizowania odchyleń. Wartość odczytana jest kluczowa w procesie kalibracji, ponieważ musi być dokładnie zapisana i wprowadzona do programu kalibracyjnego.

• Niepewność pomiaru: Ryzyko uzyskania błędnego wyniku w pomiarze, charakteryzujące rozrzut wartości, które można przypisać wielkości mierzonej. Jest sumą niepewności wnoszonych przez wzorce i przyrządy pomiarowe.

Kalibracja pozwala ocenić i udokumentować zdolność pomiarową instrumentów, zapewniając wiarygodność i spójność pomiarów.

Dlaczego warto kalibrować każdy przyrząd pomiarowy?

Regularnie kalibrowane przyrządy to dokładniejsze wyniki pomiarów

Kalibracja zapewnia, że przyrządy pomiarowe dostarczają dokładnych i wiarygodnych wyników. Niedokładne pomiary mogą prowadzić do błędnych odczytów, zagrożeń bezpieczeństwa lub błędnych wniosków z badań. Regularna kalibracja przyrządów pomiarowych jest niezbędna w procesach kontroli jakości, takich jak produkcja i testowanie, gdzie precyzyjne pomiary mają kluczowe znaczenie dla spełnienia specyfikacji produktu i norm prawnych.

Kalibracja zapewnia identyfikowalność, co oznacza, że wyniki pomiarów można powiązać z międzynarodowymi standardami. Ta identyfikowalność ma kluczowe znaczenie dla utrzymania spójności i wiarygodności pomiarów. W badaniach naukowych kalibracja gwarantuje, że dane zebrane podczas eksperymentów są dokładne oraz mogą być porównywane i replikowane przez innych badaczy.

Redukcja błędów pomiarowych

Najwyższa dokładność może nie mieć znaczenia dla osoby prywatnej, jednakże w zastosowaniach przemysłowych właśnie ten czynnik może decydować o różnicy między odrzutami a najwyższą jakością. Stąd konieczność kalibracji urządzeń pomiarowych, która służy dopasowaniu urządzenia pomiarowego do normy krajowej – sprawdzeniu, czy uzyskiwane wartości są prawidłowe.

Identyfikowalność, oprócz spełnienia wymagań audytu, może być również wymagana w celu zapewnienia jakości, optymalizacji wykorzystania zasobów i zmniejszenia zużycia energii. Przykładem przydatności regularnego przeprowadzania kalibracji jest sprawdzanie hydraulicznych przetworników siły ściskającej, które mierzą siły zacisku maszyn przemysłowych. W tym przypadku kalibracja przyczynia się do zapewnienia bezpiecznych warunków pracy.

Innym przykładem jest oprzyrządowanie do sprawdzania sił nacisku szczypiec spawalniczych, które są monitorowane przez wbudowane przetworniki siły. Regularna kalibracja zapewnia jakość punktów zgrzewania i zmniejsza zużycie elektrod. W przypadku przetworników siły stosowanych do monitorowania precyzyjnych etapów produkcji, takich jak wciskanie wyświetlaczy telefonów, kalibracja może zapobiec zniszczeniu drogich materiałów z powodu niezauważonych błędów.

Różnice między kalibracją a weryfikacją

Obszar regulacyjny i organizacyjny

Rozróżnienie między kalibracją a weryfikacją jest bardziej rozróżnieniem regulacyjnym i organizacyjnym niż technicznym. Weryfikacja to "urzędowa certyfikacja lub urzędowe badanie przyrządów pomiarowych w celu zapewnienia wiarygodności pomiaru przeprowadzanego przez organy weryfikujące". Z drugiej strony, kalibrację można przeprowadzić na dowolnym przyrządzie pomiarowym.

Prawo nakłada obowiązek weryfikacji na niektóre przyrządy pomiarowe, takie jak wodomierze, wagi handlowe, pompy paliwowe, urządzenia radarowe i przyrządy pomiarowe do gazów wydechowych samochodów. Weryfikacja stanowi zatem wymagane przepisami krajowymi badanie tych przyrządów pomiarowych.

Manometry natomiast muszą być poddane weryfikacji tylko wtedy, gdy od ich niezawodności (np. dokładności określonego pomiaru) zależy ludzkie zdrowie i bezpieczeństwo lub pomiar wymiarów w swobodnym przepływie towarów.

Aspekty techniczne

Pod względem technicznym zarówno kalibracja, jak i weryfikacja polegają na porównaniu zmierzonej wartości z prawidłową wartością w danych warunkach, udokumentowaniu odchylenia, obliczeniu niepewności pomiaru i utworzeniu certyfikatu.

Aby przyrząd mógł zostać zweryfikowany, musi spełnić wymagania dotyczące dopuszczalnych limitów błędów pomiarowych oraz inne wymagania zdefiniowane w odpowiednich dyrektywach Unii Europejskiej. Następnie przeprowadza się testy metrologiczne w celu sprawdzenia zgodności uzyskanych wyników w badaniu spójności.

Zarówno w przypadku kalibracji, jak i weryfikacji, wzorzec musi być co najmniej 5 razy dokładniejszy niż kalibrowane lub weryfikowane urządzenie pomiarowe. Odchylenia wyników pomiarów są rejestrowane w protokole, który jest dołączany do przyrządu. Ważne, że podczas obu procesów rejestrowane są tylko odchylenia, bez ingerencji w urządzenie w celu zminimalizowania odchyleń.

Częstotliwość kalibracji urządzeń pomiarowych

Należy pamiętać, że regularna kalibracja jest kluczowa dla dokładności pomiarów. Często wybierany interwał kalibracji wynosi 12 miesięcy. Jednak w rzeczywistości częstotliwość kalibracji powinna być oparta na ryzyku i specyficzna dla każdego przyrządu pomiarowego indywidualnie zdefiniowanego. Kalibracja powinna zawsze obejmować cały zakres roboczy czujnika, dlatego zwykle ustawiane są dwa punkty kalibracji - najniższy punkt pracy czujnika i górny. Ponieważ nie można założyć, że linia pomiarowa czujnika jest liniowa w obrębie tych dwóch punktów, należy dodać co najmniej trzeci punkt kalibracji, idealnie zlokalizowany w środku obszaru roboczego.

Standardowe cykle kalibracji

W przypadku urządzeń pomiarowych wykorzystywanych w celach handlowych przepisy zwykle określają wymagany interwał kalibracji. W innych przypadkach interwał kalibracji można określić na podstawie wskazań producenta lub dostawcy urządzenia, a także na podstawie doświadczeń z poprzednich kalibracji i ewentualnych zmian w warunkach pracy.

Zasadniczo, zaleca się przeprowadzanie kalibracji przynajmniej raz w roku, nawet jeśli urządzenie jest rzadko używane lub pracuje w warunkach stabilnych. W przypadku urządzeń wykorzystywanych w trudnych warunkach lub w warunkach zmieniających się dynamicznie kalibracja powinna być przeprowadzana częściej.

Faktory wpływające na częstotliwość

Ustalenie planu kalibracji dla poszczególnych urządzeń wymaga często konsultacji z producentem przepływomierza i firmą dysponującą kwalifikacjami do wykonywania kalibracji oraz doświadczeniem w danej branży, ponieważ są oni najlepiej wykwalifikowani do udzielania rad w sprawie częstotliwości prowadzenia kalibracji w typowych instalacjach.

Częstotliwość kalibracji zależy od poziomu krytyczności przepływomierza, określonej dla niego wartości MDB (Maximum Drift Between Calibrations), ale także od rodzaju mierzonego medium, ciągłości procesu (użycie w trybie ciągłym lub przerywanym), konieczności przeprowadzania operacji czyszczenia (CIP), wagi procesu oraz łatwości, z jaką można uzyskać do niego dostęp i zdemontować go na potrzeby kalibracji.

W nowych zakładach częstotliwość kalibracji określa się zazwyczaj na podstawie oczekiwanych parametrów pracy, wskazówek udzielanych przez producenta przepływomierza oraz wykwalifikowany zespół zajmujący się kalibracją. Z kolei w działającym już zakładzie częstotliwość kalibracji można określić na podstawie faktycznych danych historycznych i wyników wcześniejszych, udokumentowanych kalibracji, które zapewniają największą wydajność w przypadku stosowanych przepływomierzy i procesów.

Wiele firm zastanawia się, czy kalibracja urządzeń pomiarowych jest procesem jednorazowym. Nie jest, jednak aby w pełni odpowiedzieć, co ile należy wykonywać wzorcowanie przyrządów pomiarowych, trzeba dokładnie przeanalizować kilka czynników. Częstotliwość kalibracji zależy między innymi od samego rodzaju urządzenia, jego zastosowania, intensywności użytkowania oraz środowiska, w którym jest eksploatowane. Zazwyczaj producenci sprzętów podają zalecane okresy wzorcowania, ale mogą one również być określone przez normy zakładowe, wymogi regulacyjne lub procedury wewnętrzne organizacji.

W przypadku sprzętów wykorzystywanych w branżach obciążonych dużym ryzykiem, gdzie popełnienie błędu może mieć ogromne, negatywne skutki, kalibracja przyrządu pomiarowego może być wymagana nawet co rok lub częściej. Sprzęty narażone na ciężkie warunki eksploatacyjne lub bardzo intensywne użytkowanie mogą wymagać częstszego sprawdzenia, a zatem wzorcowania. Dla tych rzadziej używanych urządzeń lub pracujących w stabilnych warunkach, okresy między wzorcowaniami mogą być dłuższe.

Ważne jest, aby śledzić historię działania i dokładności każdego sprzętu, co może pomóc w ustaleniu optymalnej częstotliwości badań. Zaleca się również przeprowadzanie kalibracji po każdej naprawie lub regulacji urządzenia, co zapewnia, że ewentualne zmiany nie wpłyną negatywnie na jego dokładność. Ostatecznie, regularne wzorcowanie przyrządów pomiarowych jest kluczowe dla zapewnienia zgodności z obowiązującymi standardami.

Wnioski

Podsumowując, kalibracja jest bezwzględnie konieczna w celu zapewnienia prawidłowych wyników pomiarów, jak również w celu zmniejszenia kosztów poprzez zminimalizowanie przestojów maszyn i instalacji. Biorąc pod uwagę wspomniane wymogi bezpieczeństwa, regularna kalibracja i monitorowanie urządzeń testujących – a tym samym przyrządów do pomiaru długości – ma kluczowe znaczenie.

Kalibracja polega na porównaniu zmierzonej wartości z prawidłową wartością w danych warunkach, udokumentowaniu odchylenia, obliczeniu niepewności pomiaru i utworzeniu certyfikatu. Rosnące wymagania jakościowe i surowe przepisy prowadzą do coraz większych wymagań w produkcji. Oznacza to, że zadania pomiarowe istotne dla jakości muszą być monitorowane, dokumentowane i wykonywane przy użyciu odpowiedniego sprzętu testowego.

Wymaga to nie tylko wielu wspólnych norm, takich jak seria ISO 9000, ale także norm branżowych, takich jak IATF 16949 lub wytyczne GMP UE. Z tego powodu wszystkie przyrządy pomiarowe używane do zadań związanych z jakością muszą być skalibrowane. Jest to konieczne, ponieważ nawet najmniejsze błędy pomiarowe mogą mieć drastyczny wpływ na bezpieczeństwo procesów produkcyjnych lub na jakość produktów.

Kalibracja może być przeprowadzona przez zewnętrzne laboratorium (np. dostawcę usług kalibracji) lub wewnętrzny organ we własnej firmie. Rozróżnienie między kalibracją a weryfikacją jest bardziej rozróżnieniem regulacyjnym i organizacyjnym niż technicznym. Weryfikacja to "urzędowa certyfikacja lub urzędowe badanie przyrządów pomiarowych w celu zapewnienia wiarygodności pomiaru przeprowadzanego przez organy weryfikujące". Z drugiej strony kalibrację można przeprowadzić na dowolnym przyrządzie pomiarowym.

W przypadku identyfikowalnej kalibracji obiekt kalibracyjny może powrócić do normy krajowej lub międzynarodowej poprzez nieprzerwaną serię kalibracji. Akredytacja jest formalnym uznaniem kompetencji laboratorium wzorcującego do przeprowadzania określonych kalibracji zgodnie z określonymi normami. Często wybierany interwał kalibracji wynosi 12 miesięcy, jednak w rzeczywistości powinien być on oparty na ryzyku i specyficzny dla każdego przyrządu pomiarowego indywidualnie zdefiniowanego.

Kalibracja powinna zawsze obejmować cały zakres roboczy czujnika, dlatego zwykle ustawiane są dwa punkty kalibracji – najniższy punkt pracy czujnika i górny. Ponieważ nie można założyć, że linia pomiarowa czujnika jest liniowa w obrębie tych dwóch punktów, należy dodać co najmniej trzeci punkt kalibracji, idealnie zlokalizowany w środku obszaru roboczego.

FAQs

1. Czym jest kalibracja alkomatu? Kalibracja to procedura serwisowa, która polega na ustawieniu parametrów urządzenia tak, aby zapewnić jego optymalną wydajność. Termin ten odnosi się do różnych urządzeń elektronicznych i mechanicznych. W przypadku urządzeń mierniczych kalibracja jest przeprowadzana w celu osiągnięcia maksymalnej dokładności pomiarów.

2. Jak przeprowadzić kalibrację? Kalibrację można przeprowadzić za pomocą licznika/komputera rowerowego lub poprzez aplikację mobilną. Proces ten wymaga odłączenia się od pedałów i ustawienia ramienia w pozycji pionowej w dół tak, aby nie były na niego wywierane żadne zewnętrzne siły.

3. Kto jest odpowiedzialny za wykonanie kalibracji? Kalibrację zazwyczaj wykonuje producent urządzenia, który następnie wydaje odpowiednie certyfikaty. Proces ten polega na porównaniu wyników uzyskanych przez urządzenie, takie jak alkomat, z wartościami wzorcowymi i ustaleniu ewentualnych różnic.

4. Co oznacza kalibracja systemu? Kalibracja systemu to proces porównywania zmierzonej wartości z wartością prawidłową w określonych warunkach, dokumentowania wszelkich odchyleń, obliczania niepewności pomiarów oraz tworzenia certyfikatu kalibracyjnego.