Wzorcowanie przyrządów pomiarowych

Wzorcowanie przyrządów pomiarowych- działanie przeprowadzone w określonych warunkach mające na celu ustalenie relacji pomiędzy wartościami wielkości mierzonej wraz z ich niepewnościami pomiaru, a wskazaniami im odpowiadającymi wraz z ich niepewnościami. Pozyskane informacje służą do ustalenia zależności (charakterystyki), pozwalającej na uzyskanie wyniku pomiaru na podstawie wskazania. Celem wzorcowania jest poprawne wyznaczenie charakterystyki, dokładności oraz zapewnienie spójności pomiarowej wyposażenia pomiarowego. Wzorcowanie powinno się odbywać za pomocą wzorców referencyjnych o znanej dokładności, wzorcowanych na referencyjnych standardach krajowych.

Osoba użytkująca przyrząd pomiarowy winna mieć pewność, iż wyposażenie pomiarowe będące przez niego obsługiwane działa prawidłowo i jest właściwe do wykonywania pomiarów. PN-EN ISO 10012:2004 "System zarządzania pomiarami. Wymagania dotyczące procesów pomiarowych i wyposażenia pomiarowego" reguluje szczegółowo zasady postępowania z wyposażeniem pomiarowym.

Zwykle przyrządy pomiarowe przenośne (np. mikrometry, suwmiarki) przekazuje się do centralnego punktu kalibracji. Przyrządy takie jak wskaźniki piecowe czy przepływomierze w urządzeniach produkcyjnych, które nie są zaliczane do normalnych narzędzi pomiarowych, również powinny być poddawane wzorcowaniu.

Przedsiębiorstwo korzystające z wyposażenia pomiarowego, które ma istotny wpływ na otrzymanie prawidłowych wyników powinno być poddane wzorcowaniu przez kompetentne laboratoria wzorcujące. Dokument, który poświadcza wykonanie wzorcowania przez laboratorium wzorcujące jest świadectwo wzorcowania.

TL;DR

Wzorcowanie przyrządów pomiarowych polega na ustaleniu zależności pomiędzy wartościami mierzonej wielkości a wskazaniami przyrządu. Jest to ważne dla zapewnienia dokładności i spójności pomiarów. Przyrządy powinny być wzorcowane za pomocą referencyjnych wzorców o znanej dokładności. Wzorcowanie może być przeprowadzane wewnętrznie w organizacji lub przez zewnętrzne laboratoria wzorcujące. Istnieją określone wymagania i procedury dotyczące wzorcowania. Częstotliwość wzorcowania zależy od wielu czynników, takich jak niepewność pomiaru, ryzyko przekroczenia dopuszczalnego błędu, koszty naprawy przyrządu. Laboratoria wzorcujące muszą posiadać odpowiednie kompetencje i podlegają ocenie przez akredytacyjne instytucje.

Podstawowe cechy wzorcowania

• Błąd pomiaru - różnica pomiędzy wynikiem pomiaru a wartością rzeczywistą wielkości mierzonej.
• Niepewność pomiaru - nieujemny parametr powiązany z wynikiem pomiaru, który charakteryzuje rozrzut wartości przypisanych mezurandowi (wielkościom, które mają być zmierzone).
• Spójność pomiarowa - właściwość wyniku pomiaru lub wzorca jednostki miary polegająca na możliwości odniesienia tej wartości do wzorców narodowych lub międzynarodowych wzorców wyższego rzędu poprzez nieprzerwany łańcuch porównań.

Zgodnie z normą PN-EN 10012:2004 "całe wyposażenie pomiarowe niezbędne do spełnienia wymagań metrologicznych powinno być dostępne i zidentyfikowane w systemie zarządzania pomiarami. Wyposażenie pomiarowe powinno mieć ważny status wzorcowania zanim zostanie potwierdzone. Wyposażenie pomiarowe powinno być używane w środowisku, które jest nadzorowane lub znane w stopniu niezbędnym do zapewnienia wiarygodnych wyników pomiarów. Wyposażenie pomiarowe używane do monitorowania i zapisu wielkości wpływających powinno zostać włączone do systemu zarządzania pomiarami".

Wewnętrzne wzorcowanie przyrządów

Wzorcowanie wewnętrzne - wzorcowanie przyrządów pomiarowych na potrzeby własnej organizacji w odniesieniu do własnych materiałów odniesienia. Organizacja, która przeprowadza wewnętrzne wzorcowania powinna posiadać wiedzę na temat wymaganych przepisów prawnych oraz norm krajowych. Organizacja musi zapewnić, że:

• Wyposażenie własne, które ma służyć wzorcowaniu mieści się w granicach wymaganych dla kalibracji,
• Utrzymuje prawidłowe warunki otoczenia,
• Wzorcowanie odbywa się zgodnie z aktualnymi procedurami oraz instrukcjami,
• Prowadzona jest ewidencja wzorcowanych przyrządów,
• Certyfikaty zewnętrzne są rejestrowane i przechowywane.

Wymagania procesu wzorcowania

• Przyrząd, który podlega wzorcowaniu powinien znajdować się w warunkach odniesienia. Nie wzorcuje się przyrządów w warunkach różnych od warunków odniesienia, ponieważ ze względu na zmieniające się warunki może wystąpić problem wstępnej eksploatacji przyrządu. Jest możliwe przeprowadzenie wzorcowania w zmieniających się warunkach, jednakże badaniom wskazań przyrządów muszą towarzyszyć pomiary wielkości wpływających, okres badań będzie dłuższy, a oceny niedokładności będą mniej pewne.
• Wzorzec i przyrząd powinny być dopasowane, co oznacza że wzorzec przyjmuje wielkość x, przyrząd oddziałuje na wzorzec w dopuszczalnych granicach, a wymiary wzorca są właściwe dla przyrządu.
• Błędy wzorców nie powinny być skorelowane.
• Niedokładność wzorców powinna być pomijalnie mała w odniesieniu do niedokładności przyrządu wzorcowanego. Wzorzec powinien mieć niedokładność 3÷10 razy mniejszą niż dokładność przyrządu wzorcowanego. Nie jest zabronione użycie wzorców o znacznej niedokładności, jednak powinno się wówczas dobrać taką procedurę wzorcowania by przy określonej niedokładności wzorców osiągnąć wymaganą niedokładność wzorcowania. Powinno się użyć więcej wzorców oraz powtórzeń, a także prawidłowo estymować współczynniki charakterystyki.

Częstotliwość wzorcowania

Odstępy pomiędzy wzorcowaniem przyrządu powinny być przeprowadzane zgodnie z ustaloną procedurą oraz programem. W dokumencie ILAC G24:2007 "Wytyczne dotyczące wyznaczania odstępów czasu między wzorcowniami przyrządów pomiarowych" zidentyfikowano i opisano metody wyznaczani okresów między wzorcowniami. W dokumencie wymieniono najważniejsze czynniki wpływające na częstotliwość wzorcowań. Wśród wszystkich wymienionych znalazły się:

• niepewność pomiaru wymagana lub zadeklarowana przez laboratorium,
• ryzyko przekroczenia granicy błędu dopuszczalnego przez przyrząd,
• koszty wymaganych działań korygujących w sytuacji, gdy przyrząd nie powinien być stosowany w długim okresie,
• rodzaj przyrządu oraz instrukcje producenta,
• zakres i intensywność użytkowania,
• porównania poprzednich wzorcowań,
• warunki otoczenia (np. temperatura, wilgotność, ciśnienie),
• częstotliwość sprawdzeń okresowych.

Laboratoria wzorcujące

Ogólne wymagania dotyczące kompetencji laboratoriów badawczych i wzorcujących znajdują się w normie PN-EN ISO/IEC 17025:2005. W listopadzie 2017 ukazało się trzecie wydanie normy nawiązujące do pozostałych serii norm ISO 17000 oraz norm ISO 9001. Laboratoria potwierdzają swoje kompetencje do wykonywania wzorcowań w procesie akredytacji, która jest przeprowadzana przez Polskie Centrum Akredytacji. Podstawą do oceny laboratorium jest wyżej wymieniona norma, w odniesieniu do której laboratorium musi spełnić określone wymagania, jak również dokumenty PCA. Akredytowane laboratoria podlegają cyklicznym ocenom. Ocena ta obejmuje przegląd dokumentacji i ocenę na miejscu (w siedzibie laboratorium wzorcującego) oraz obserwację wzorcowań przeprowadzanych przez personel laboratorium.

Wzorcowanie przyrządów pomiarowych — artykuły polecane

Akredytacja laboratorium — Świadectwo wzorcowania — Przegląd zarządzania — Ocena jakości — Próbkowanie — Jakość dostaw — Analiza kwalifikacyjna — Audyt jakości — Proces kontroli jakości

Bibliografia

• Burszyńska J., Kuna P., Pietruczuk M. (2011), Spójność pomiarowa - cecha wyniku badania laboratoryjnego, Journal of Laboratory Diagnostics, nr 2
• ILAC G24:2007, Wytyczne dotyczące wyznaczania odstępów czasu między wzorcowniami przyrządów pomiarowych
• Komitet EA ds. Laboratoriów, Wyznaczanie niepewności pomiaru przy wzorcowaniu
• Lock D. (red.) (2002), Podręcznik zarządzania jakością, Wydawnictwo Naukowe Wydawnictwo PWN, Warszawa
• Malesa R. (2010), Sposób wykorzystania świadectw wzorcowania do ustalenia okresów między wzorcowniami, Laboratoria, Aparatura, Badania, nr 3
• Piotrowski J., Kostyrko K. (2012), Wzorcowanie aparatury pomiarowej, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa
• PKN-ISO/IEC Guide 99:2010 - VIM 2010
• Puchała A., Czarnecki M. (2012), Wzorcowanie jak forma nadzoru metrologicznego nad wyposażeniem pomiarowym, Mechanizacja i Automatyzacja Górnictwa R. 50, nr 4

Autor: Małgorzata Zygmunt