Kalibracja

Kalibracja - (ang. calibration, wzorcowanie) - działanie, które polega na ustaleniu relacji pomiędzy wartościami wskazywanymi przez badane urządzenie a wartościami wskazywanymi przez wzorzec. Odbywa się w dwóch krokach:

• krok 1 - ustala się zależność pomiędzy odwzorowywanymi przez wzorzec pomiarowy wartościami wielkości wraz z ich niepewnościami pomiaru, a odpowiadającymi im wskazaniami wraz z ich niepewnościami,
• krok 2 - wykorzystuje się tę informację do ustalenia zależności pozwalającej uzyskać wynik pomiaru na podstawie wskazania.

Wzorcowania nie należy mylić z adiustacją układu pomiarowego, często mylnie nazywaną "samowzorcowaniem", ani z weryfikacją wzorcowania (MSTMP, 2015, s.17)

Celem kalibracji (wzorcowania), jak wynika z definicji, jest prawidłowe wyznaczenie charakterystyki, dokładności i spójności pomiarowej badanego urządzenia pomiarowego (Puchała, 2012, s.38)

Efekt wzorcowania

Efektem wzorcowania może być:

• protokół,
• funkcja wzorcowania,
• wykres wzorcowania,
• krzywa wzorcowania,
• tablica wzorcowania (MSTMP, 2015, s.17)

Wyposażenie pomiarowe musi być odpowiednio nadzorowane, jeżeli użytkownik chce mieć pewność, że jest ono właściwe do wykonywania pomiarów. Najlepszym sposobem potwierdzenia metrologicznej jakości przyrządu pomiarowego jest jego wywzorcowanie w odpowiednim, kompetentnym laboratorium. Informacja z jaką częstotliwością należny dokonywać kalibracji urządzenia powinna znajdować się w jego specyfikacji technicznej.

Kalibracja przyrządów pomiarowych wymaga odpowiednich warunków pracy oraz wykwalifikowanego personelu. Laboratorium wzorcujące potwierdza swoje kompetencje w procesie akredytacji, przeprowadzanym przez odpowiednią jednostkę akredytacyjną. Potwierdzeniem wykonania kalibracji jest świadectwo wzorcowania. Świadectwo wzorcowania wystawione przez akredytowane laboratorium wzorcujące stanowi istotny element w procesie potwierdzania właściwości metrologicznych przyrządu pomiarowego. Prawidłowo przeprowadzone wzorcowanie warunkuje uzyskanie rzetelnych wyników w procesach pomiarowych (Puchała, 2012, s.38)

Świadectwo wzorcowania jest wystawiane zawsze, niezależnie od tego, czy wzorcowany przyrząd wskazuje wartości odbiegające od normy czy też nie - służy ono tylko jako informacja dla osoby zlecającej wzorcowanie, jaka jest relacja między wartościami wskazywanymi przez badane urządzenie a wzorcem. Świadectwo wzorcowania może nie zostać wystawione tylko w sytuacji, w której nie jesteśmy w stanie dokonać wzorcowania - urządzenia nie da się włączyć, zawsze wskazuję identyczną wartość, nie działa jedna z wielu funkcji pomiarowych itp.

Akredytowane laboratoria wzorcujące można znaleźć np. na stronie Polskiego Centrum Akredytacji.

Proces kalibracji - przykład

Wzorcowane urządzenie - woltomierz Wzorzec - zadajnik napięcia o wysokiej dokładności

Opis procesu:

1. Za pomocą zadajnika napięcia zadajemy ustaloną wartość napięcia,
2. Z podłączonego do zadajnika woltomierza odczytujemy wskazaną wartość,
3. Działanie powtarzamy dla kilku różnych wartości napięcia,
4. Wyniki spisujemy i porównujemy wartości wzorcowe i odczytane przez woltomierz,
5. Wystawiamy świadectwo wzorcowania, w którym przedstawione są wyniki pomiarów (i inne dodatkowe informacje).

Przykładowa tabela przedstawiająca wyniki wzorcowania dla woltomierza:

Wartość odczytana ze wzorca - zadajnika napięcia	Wartość odczytana z urządzenia wzorcowanego - woltomierza
100.00V	100.10V
200.00V	201.43V
300.00V	307.10V
400.00V	398.00V
500.00V	487.50V

Jeżeli wyniki nie wskazują na odchylenia od przyjętych norm, wzorcowanie uznaje się za zakończone.

Jeżeli natomiast wyniki odbiegają od oczekiwanych wartości, można:

• dopuścić urządzenie do użytku, mimo błędnych wskazań,
• wycofać urządzenie jako niesprawne,
• wykonać adiustację urządzenia, która przywróci dokładność pomiarów.

O wszystkich tych działaniach decyduje osoba zlecająca, a nie wykonująca kalibrację.

Etapy kalibracji

Ustalanie zależności pomiędzy wartościami wielkości a wskazaniami urządzenia

Pierwszym etapem kalibracji jest analiza i porównanie wartości wskazywanych przez badane urządzenie z wartościami wzorcowymi. Wartości wzorcowe są ustalane na podstawie urządzeń o znanym standardzie, które zostały wcześniej skrupulatnie skalibrowane. Porównując wskazania badanego urządzenia z wartościami wzorcowymi, możemy ocenić, czy urządzenie jest dokładne i spójne.

Następnie, w drugim kroku, należy ustalić relację pomiędzy wartościami wskazywanymi przez badane urządzenie a wartościami wzorcowymi. Może to być równanie matematyczne lub tabelaryczna zależność. Istotne jest, aby ta relacja była jak najbardziej precyzyjna, aby uzyskać jak najlepsze wyniki pomiarów.

W ostatnim kroku tego etapu, wykorzystujemy ustaloną relację do przeliczenia wartości wskazywanych przez badane urządzenie na wartości wzorcowe. Dzięki temu możemy skorygować wyniki pomiarów i uzyskać bardziej precyzyjne wartości.

Wykorzystanie informacji o zależności do uzyskania wyników pomiaru

Po ustaleniu zależności pomiędzy wartościami wielkości a wskazaniami urządzenia, przechodzimy do drugiego etapu kalibracji, czyli uzyskania wyników pomiaru.

Najpierw przeprowadzamy pomiary przy użyciu kalibrowanego urządzenia. Ważne jest, aby pamiętać o odpowiednich procedurach pomiarowych i dbać o precyzję oraz powtarzalność pomiarów. Dzięki kalibracji, urządzenie powinno być w stanie dokładnie wskazać wartości pomiarowe.

Następnie, porównujemy wyniki pomiarów z wartościami wzorcowymi. Jeśli wyniki są zgodne z wartościami wzorcowymi, oznacza to, że urządzenie jest dokładne i wiarygodne. W przypadku niezgodności, konieczne jest podjęcie działań korygujących, takich jak na przykład regulacja urządzenia lub naprawa.

Ostatnim krokiem jest weryfikacja dokładności i spójności pomiarowej urządzenia. Weryfikacja polega na sprawdzeniu, czy urządzenie nadal spełnia ustalone kryteria dokładności po kalibracji. Jeśli weryfikacja jest pomyślna, urządzenie może być używane do dalszych pomiarów. W przypadku niepowodzenia, konieczne jest ponowne przeprowadzenie kalibracji.

Wyzwania i znaczenie kalibracji

Koszty i dostępność wzorców

Kalibracja jest procesem niezbędnym do utrzymania dokładności pomiarów. Jednakże, wiąże się ona z pewnymi kosztami. Koszty kalibracji obejmują zarówno samą usługę kalibracji, jak i koszty związane z czasem przestoju urządzeń oraz koszty zakupu lub wynajmu wzorców pomiarowych. Firmy muszą uwzględnić te koszty w swoim budżecie, aby zapewnić ciągłość kalibracji i utrzymanie dokładności pomiarów.

Aby przeprowadzić skuteczną kalibrację, niezbędne jest posiadanie odpowiednich wzorców pomiarowych. Jednakże, nie zawsze jest łatwo dostępne szerokie spektrum wzorców dla różnych rodzajów urządzeń pomiarowych. Firmy muszą upewnić się, że mają dostęp do odpowiednich wzorców pomiarowych, aby przeprowadzić kalibrację zgodnie z wymaganiami.

Ważność świadectwa wzorcowania

Świadectwo wzorcowania jest dokumentem potwierdzającym, że dany instrument został skutecznie skalibrowany i spełnia określone standardy. Jednakże, ważność świadectwa wzorcowania jest ograniczona w czasie. Firmy muszą regularnie potwierdzać ważność swoich świadectw wzorcowania, aby mieć pewność, że ich urządzenia są nadal dokładne i zgodne z wymaganymi standardami.

Aktualność i wiarygodność świadectwa wzorcowania są niezwykle istotne. Aktualne świadectwo wzorcowania daje pewność, że urządzenie jest dokładne i niezbędne do zapewnienia wiarygodnych wyników pomiarów. Firmy powinny regularnie monitorować i sprawdzać swoje świadectwa wzorcowania, aby zapewnić, że są one aktualne i wiarygodne.

Zapewnianie ciągłości i dokładności pomiarów

W celu utrzymania ciągłości i dokładności pomiarów, kalibracja musi być regularnie powtarzana. Dokładność pomiarów może ulegać zmianom z czasem, więc regularna kalibracja pozwala na wykrycie i skorygowanie ewentualnych odchyleń. Regularne powtarzanie kalibracji jest kluczowe dla zapewnienia dokładnych i wiarygodnych wyników pomiarów.

Kalibracja jest niezbędna do zapewnienia wiarygodności wyników pomiarów. Bez kalibracji, wyniki pomiarów mogą być błędne i nieodpowiednie do podejmowania decyzji. Dlatego firmy muszą zapewnić, że ich urządzenia są regularnie kalibrowane, aby mieć pewność, że wyniki pomiarów są dokładne i wiarygodne.

Bezpieczeństwo i jakość produktów

Kalibracja ma bezpośredni wpływ na bezpieczeństwo i jakość produktów. Niedokładne pomiary mogą prowadzić do wadliwych produktów lub niezgodności z wymaganiami bezpieczeństwa. Poprzez regularną kalibrację, firmy mogą zapewnić, że ich urządzenia są dokładne i spełniają wymagania dotyczące jakości i bezpieczeństwa.

Kalibracja jest również istotna dla zapewnienia zgodności z normami i wymaganiami branżowymi. Wiele branż ma określone standardy dotyczące dokładności pomiarów, które muszą być spełnione. Kalibracja pozwala firmom na dostosowanie swoich urządzeń do tych standardów i zapewnienie zgodności z wymaganiami branżowymi.

Wpływ kalibracji na satysfakcję klientów

Skuteczność i dokładność pomiarów są kluczowe dla satysfakcji klientów. Klienci oczekują, że otrzymają produkty i usługi o wysokiej jakości, które są zgodne z ich oczekiwaniami. Poprzez kalibrację, firmy mogą zapewnić, że ich produkty są dokładne i spełniają oczekiwania klientów.

Kalibracja jest nieodłącznym elementem zapewnienia wysokiej jakości usług i produktów. Poprzez regularną kalibrację, firmy mogą monitorować i kontrolować dokładność swoich urządzeń, co przekłada się na wysoką jakość produktów i usług oferowanych klientom.

Znaczenie kalibracji dla systemów zarządzania jakością

Kalibracja jest nieodłącznym elementem systemu zarządzania jakością. W ramach systemu zarządzania jakością, firmy muszą zapewnić, że ich urządzenia są dokładne i spełniają określone standardy. Kalibracja jest niezbędna do monitorowania i utrzymania dokładności pomiarów, co przekłada się na spełnianie wymagań jakościowych.

Kalibracja ma istotny wpływ na spełnianie standardów jakości i uzyskiwanie certyfikacji. Wiele standardów jakości wymaga regularnej kalibracji urządzeń pomiarowych. Poprzez kalibrację, firmy mogą zapewnić, że spełniają te standardy i są gotowe do uzyskania certyfikacji jakości.

Przestrzeganie i utrzymanie odpowiednich procedur kalibracyjnych jest kluczowe dla zapewnienia dokładności, jakości i bezpieczeństwa w pomiarach. Kalibracja jest nieodłącznym elementem skutecznego zarządzania i ma wpływ na różne aspekty działalności firmy, od satysfakcji klientów po spełnianie standardów jakościowych.

Kalibracja — artykuły polecane

Kryteria oceny — Pomiar bezpośredni — Skala ocen — Wartościowanie pracy — Pomiar — Krzywa wzorcowa — Wzorcowanie — Karta kontrolna — Wzorcowanie przyrządów pomiarowych

Bibliografia

• Affek A. (2012), Kalibracja map historycznych z zastosowaniem GIS, Prace Komisji Krajobrazu Kulturowego, Rocznik 2012, numer 16
• Główny Urząd Miar (2015), Międzynarodowy Słownik Terminów Metrologii Prawnej, Wydawnictwa Główny Urząd Miar, Warszawa
• Gurwin J. (2003), Dane wejściowe a kalibracja numerycznego modelu filtracji, Współczesne problemy hydrogeologii, t. 11, cz. 1
• Przestacki D. Mazur P. (2006), Wzorcowanie termometrów bezkontaktowych, Zeszyty Naukowe Politechniki Poznańskiej. Budowa Maszyn i Zarządzanie Produkcją, nr 3
• Puchała A., Czarnecki M. (2012), Wzorcowanie jak forma nadzoru metrologicznego nad wyposażeniem pomiarowym, Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa R. 50, nr 4

Autor: Amanda Opiela