کالیبراسیون باسکول

کالیبراسیون باسکول های ثابت همکف – استاندارد شماره ۳۱۵IDS

کالیبراسیون باسکول – باسکول های ثابت همکف وسایلی برای توزین هستند که به طور ثابت روی یک بنای بتونی محکم ، مستقر شده و برای توزین بارهایی به کار می روند که با حرکت وسایل نقلیه ی چرخ دار روی باسکول و سپس توقف وسیله روی آن عمل توزین انجام می شود.

جهت استفاده صحیح ، مشخصه های مهم آن مانند قابلیت قرائت  (d) و بیشینه ظرفیت (Max) باید معلوم باشند. نشانگر این وسایل ممکن است به صورت دیجیتالی و یا مکانیکی باشد. قبل از هر عمل توزین، نقطه با جرم صفر باید کنترل شود.

۱ هدف و دامنه کاربرد

۱-۱ هدف

هدف از تدوین این سند بیان روش کالیبراسیون باسکول های ثابت همکف است.

۱-۲ دامنه کاربرد

این سند، کالیبراسیون باسکول های ثابت همکف را پوشش می دهد .

۲ مراجع الزامی

استفاده از مراجع زیر برای کاربرد این سند الزامی است :

۱-استاندارد دفاعی ایران ۱۳۸۹:۶۶۶- : واژگان بین المللی اندازه شناسی – مفاهیم پایه و عمومی و اصطلاحات مرتبط.

۳ اصطلاحات و تعاریف کالیبراسیون باسکول

در این سند علاوه بر اصطلاحات و تعاریف تعیین شده در مرجع الزامی (۱) ،اصطلاحات و تعاریف زیر نیز به کار می روند :

۳-۱ وسیله توزین : وسیله ای برای توزین است که با استفاده از کنش گرانش زمین روی یک جسم، جرم آن را تعیین می کند.

۳-۲ صفحه بار: قسمتی از وسیله توزین است که روی بار قرار می گیرد.

۳-۳ بیشینه ظرفیت(Max): بیشینه ظرفیت توزین بدون در نظر گرفتن ظرفیت اضافی پار سنگ است .

۳-۴ کمینه ظرفیت(Min): مقدار باری است که اگر کمتر از آن توسط وسیله توزین اندازه گیری شود، ممکن نتیجه به دست آمده دارای خطای نسبی بیش از حد باشد.

۳-۵ فاصله واقعی مقیاس (d): مقدار باری است که بر حسب یکای جرم بیان می شود و فاصله اختلاف بین مقادیر متناظر با دو علامت متوالی مقیاس در وسایل با نمایشگر آنالوگ نشان می دهد. همچنین در وسایل دیجیتال، اختلاف بین دو مقدار قابل نمایش متوالی را نشان می دهد. به این مفهوم قابلیت قرائت نیز می گویند .

۳-۶ فاصله بررسی کننده مقیاس(e):مقداری است بر حسب یکای جرم که برای تعیین کلاس و بررسی وسیله توزین استفاده می شود.

۳-۷ تعداد فواصل بررسی مقیاس (n): به نسبت بیشینه ظرفیت بر فاصله بررسی کننده، مقیاس گفته می شود که از رابطه n=Max/e به دست می آید. این نسبت در وسایل توزین صنعتی از رابطه n=Max/d به دست می آید.

یاد آوری: تعاریف (۳-۶)و (۳-۷) در مورد وسایل توزینی کاربرد دارد  که در اندازه شناسی قانونی مورد استفاده قرار می گیرد.

۳-۸ کلاس درستی : کلاس درستی یا به طور خلاصه کلاس یک وسیله توزین، مفهومی است که به بر آورده شدن الزامات اندازه شناختی معینی گفته می شود و با بیشینه خطای مجاز ارتباط پیدا می کند .

۳-۹ بیشینه خطای مجاز: بیشینه انحراف مجاز وسیله توزین است که در هنگام مقایسه با دستگاه مرجع استخراج می شود . این مقدار توسط استاندارد وسیله ، کاربر یا سازنده وسیله تعیین می شود .

۴ نمادها ، یکا ها و اختصارات کالیبراسیون باسکول

در این سند یکا ها بر اساس سیستم متریک مورد استفاده قرار گرفته و نمادها ی زیر به کار می روند :

نمادها، یکا ها و اختصارات

d	میلی گرم	فاصله واقعی مقیاس
E	میلی گرم	بیشینه خطای مجاز دستگاه مرجع
e	میلی گرم	فاصله تصدیق مقیاس
I	گرم	مقدار نمایش وسیله توزین در بار مورد نظر
I0	گرم	مقدار نشان دهی وسیله توزین در حالت بی باری
Imax	گرم	مقدار نمایش وسیله توزین در یک نقطه روی صفحه بار که مقدار آن، بیشتراز نقاط دیگر است.
Ii	گرم	مقدار نمایش وسیله توزین در نقطه مرکزی صفحه بار
IL	گرم	مقدار نمایش وسیله توزین در نقطه مرکزی صفحه بار
k	–	ضریب پوششی
ΔL	–	تغییر در متغیر مشاهده شده در جرم اندازه گیری شده M
Lecc	گرم	مقدار جرم وزنه جهت اجرای آزمون بارگذاری خارج از مرکز
Δm	گرم	اختلاف مقدار خوانده شده و مقدار مرجع متناظر با آن
Δmecc	گرم	اثر بار گذاری خارج از مرکز
ΔmB	گرم	اثر نیروی شناوری
ΔmD	گرم	اثر رانش وزنه مرجع از کالیبراسیون قبلی
Δmd	گرم	اثر تفکیک پذیری وسیله توزین
ΔmH	گرم	اثر خطای پسماند در بار مورد نظر
ΔmL	گرم	اثر عدم تساوی در بار مورد آزمون
(Δms(m	گرم	اثر تکرار در بار مورد آزمون
Δmz	گرم	اثر عدم تساوی در جرم صفر
ms	گرم	مقدار مرجع متناظر با مقدار خوانده شده
mx	گرم	مقدار خوانده شده
(S(m	گرم	انحراف استاندار در بار آزمون شده
U	میلی گرم	عدم قطعیت اندازه گیری گسترده دستگاه تحت کالیبراسیون
uc	گرم	عدم قطعیت گسترده وزنه مرجع
V eff	–	تعداد درجات آزادی موثر
Vi	–	تعداد درجات آزادی

۵ طبقه بندی

در این سند ،کاربرد ندارد.

۶ الزامات عمومی

۶-۱ کلیات

این بند در این سند ،کاربرد ندارد.

۶-۲ شرایط محیطی

۶-۲-۱ کالیبراسیون باسکول های ثابت همکف ، باید در دمای محیط و رطوبت نسبی کمتر از ۷۰در صد انجام شود .

۶-۲-۲ باید از عدم وجود جریان هوا اطمینان حاصل شده و در صورت لزوم از پوشش برای سیستم باسکول استفاده شود .

۶-۳ تجهیزات و وسایل مورد نیاز

۶-۳-۱ وزنه های مرجع یا وزنه های مورد تایید موسسه استاندارد تحقیقات صنعتی ایران برای باسکول های ثابت همکف باید به عنوان تجهیزات مرجع مورد استفاده قرار گیرند.

یادآوری : برای تعیین وزنه مناسب ، می توان از شکل (۱) استفاده نمود.

۶- ۴ پارامتر های آزمون و کالیبراسیون باسکول

در کالیبراسیون باسکول های ثابت همکف ، پارامتر های زیر به عنوان پارامترهای کالیبراسیون در نظر گرفته می شوند :

۱-درستی مقادیر جرم

۲-تکرار پذیری

۳- بار گذاری خارج از مرکز

۷ روش اجرا

۷-۱ کالیبراسیون

۷-۱-۱   بررسی ظاهری و آماده سازی

۷-۱-۱-۱ باسکول و وزنه های مرجع باید تمیز شوند.

۷-۱-۱-۲ باسکول باید از نظر نقص های مکانیکی، نداشتن گیر و مشابه آن بررسی شود.

۷-۱-۲ بررسی نقطه با جرم صفر

در وضعیت بدون بار، مقدار نشان دهی باسکول باید خوانده و ثبت شود.

۷-۱-۳ انتخاب نقاط

۷-۱-۳-۱ دست کم پنج نقطه با بارهای صفر،۲۰زینه،۴۹۹زینه،۱۹۹۹زینه و Max باید انتخاب شود.

۷-۱-۳-۲ وزنه های مرجع ،به ترتیب از ابتدا تا پایان ، روی صفحه بار باسکول قرار داده شود. سپس این مقادیر به صورت معکوس بر روی صفحه قرار داده شوند.

۷-۱-۳-۳ نتایج نشان دهی باید خوانده و ثبت شوند.

۷-۱-۳-۴ در کالیبراسیون باسکول می توان از بار های جایگزین استفاده کرد مشروط بر اینکه به اندازه Max/2 از وزنه های استاندارد استفاده شوند.

۷-۱-۳-۵ اگر تکرار پذیری وزنه های جایگزین ،۰٫۳d باشد، می توان از وزنه های مرجع به اندازه ۳۵ درصد استفاده کرد.

یادآوری: در فرآیند تکرار پذیری، از خود باسکول به عنوان مقایسه کننده استفاده می شود.

۷-۱-۴ بررسی دقت دستگاه در نقاط اتکا

۷-۱-۴-۱ باری در حدود max/n-1 ( که n تعداد نقاط اتکا است) از وزنه های مرجع به ترتیب روی هر یک از نقاط اتکا گذاشته شود. پس از ایجاد وضعیت تعادل، قرائت انجام شود. اختلاف بین نتایج توزین در نقاط اتکا ثبت شود.

۷-۱-۴-۲ بار غلتانی در حدود Max/n-1 یا کمتر از ۰٫۸max از نوع سنگین ترین و متمرکز ترین به ترتیب از ناحیه ۱تا ۳ رانده شود. سپس این عمل ،در جهت معکوس انجام شود.

۷-۱-۵ آزمون تکرار پذیری

پس از صفرکردن دستگاه، باید بار ۲ /Max  دست کم سه مرتبه روي صفحه بار قرار داده شود و انحراف استاندارد(s(m  ثبت شود.

۷-۲ برآورد عدم قطعیت

۷-۲-۱ مشخص کردن مؤلفه ها

براي محاسبه عدم قطعیت در کالیبراسیون ابتدا باید کمینه مؤلفه هاي آن به شرح زیر تعیین شوند.

۷-۲-۱-۱ اثر وزنه مرجع (Us)، از گواهی نامه کالیبراسیون آن با توزیع نرمال و بی نهایت درجه آزادی یا  از روی پیشینه خطای مجاز آن (±E) ، با توزیع مستطیل و بی نهایت درجه آزادی.

تذکر: اگر از چند وزنه استفاده شده باشد، باید مجموع عدم قطعیت هاي وزنه هاي مورد استفاده به عنوان عدم قطعیت وزنه مرجع در نظر گرفته شود.

۲-۱-۲-۷اثر رانش وزنه مرجع از کالیبراسیون قبلی (ΔmD)، به ترتیب از اطلاعات کاتالوگ سازنده آن و در صورت در دسترس نبودن از مقایسه هاي بین آزمایشگاهی یا از کنترل کیفیت داخلی با توزیع مستطیل و بینهایت درجه آزادي.

در صورت عدم دسترسی کاربر به این مقدار از طریق موارد گفته شده، براي محاسبه عدم قطعیت ناشی از رانش، انحراف استاندارد (پراکندگی) به  دست آمده از خطاهاي مربوط به دوره هاي مختلف کالیبراسیون را محاسبه نموده و با توزیع مستطیل گزارش می نماییم.

یادآوري:

رانش در اولین دوره ي کالیبراسیون صفر در نظر گرفته می شود.

۳-۱-۲-۷اثر عدم تساوي در جرم صفر (Δmz) ، از بررسی نقطه ي صفر قبل از کالیبراسیون رفت و سپس کالیبراسیون برگشت با توزیع مستطیل و بینهایت درجه آزادي.

۴-۱-۲-۷اثر عدم تساوي در بار مورد آزمون (ΔmL) از محاسبه میانگین خطاي وسیله توزین در حالت رفت وبرگشت.

۵-۱-۲-۷اثر خطاي پسماند در بار مورد آزمون (ΔmH)از محاسبه اختلاف خطاي رفت و برگشت در بار موردنظر با توزیع مستطیل و بینهایت درجه آزادي.

۶-۱-۲-۷ اثر تکرار در بار مورد آزمون (m ≥max/2 ) ، از تکرار عملیات و با توزیع نرمال با u=n-1  درجه آزادي از روي انحراف استاندارد محاسبه شده (s(m. انحراف استاندارد باید از رابطه (۱) محاسبه شود:

۷-۱-۲-۷  اثر بارگذاري خارج از مرکز (Δmecc)از اجراي عملیات بارگذاري در نقاط تعیین شده صفحه بار با توزیع مستطیل و بینهایت درجه آزادي از رابطه (۲) محاسبه می شود.

lmax : مقدار نمایش وسیله توزین در یک نقطه روي صفحه بار است که مقدار آن بیشتر از نقاط دیگر است؛ مقدار نمایش وسیله توزین در نقطه مرکزي صفحه بار.

I نیز از رابطه (۳) به دست می آید.

که در آن، I0 ، مقدار نشان دهی وسیله توزین در حالت بی باري است.

۸-۱-۲-۷اثر نیروي شناوري (ΔmB) ، با توزیع مستطیل و بینهایت درجه آزادي. این مقدار، با استفاده از منابع علمی، براي وزنه هاي فولاد آلیاژي زنگ نزن و برنج ۱ppm ، براي وزنه هاي آلیاژ چدنی ۳ppm و براي وزنه هاي آلومینیومی ۳۰ppm در نظر گرفته می شود.

۹-۱-۲-۷ اثر تفکیک پذیري وسیله توزین (Δmd) ، از روي نمایشگر آن با توزیع مستطیل با بینهایت درجه آزادی.

 ۲-۲-۷محاسبه عدم قطعیت استاندارد مرکب

الگوي نتیجه حاصل از کالیبراسیون از رابطه (۴) به دست آید.

چنانچه از بیشینه خطاي مجاز وزنه مرجع استفاده شود، باید به جاي جمله ۱/k Us، جمله E/√۳  محاسبه و اعمال شود.

۷-۲-۳ محاسبه تعداد درجات آزادي مؤثر

تعداد درجات آزادي مؤثر باید با استفاده از روش بیان شده در پیوست (الف) محاسبه شود.

۷-۲-۴ محاسبه عدم قطعیت گسترده

عدم قطعیت گستره با در نظر گرفتن سطح اطمینان و درجه آزادي مؤثر و ضریب پوشش متناظر آن، با استفاده از رابطه (۶) محاسبه می شود.

ضریب پوشش k در سطح اطمینان ۹۵ درصد و درجه آزادي مؤثر محاسبه شده، مطابق جدول (ب-۱ )تعیین شود.

۷-۳-۱ نتایج کالیبراسیون

کلیات

آزمایشگاه کالیبراسیون باید یک گواهینامه کالیبراسیون که داراي شماره شناسایی اختصاصی است، براي دستگاه کالیبره شده صادر نماید.

در گواهینامه کالیبراسیون باید مشخصات دستگاه تحت کالیبراسیون (نام، مدل، نام سازنده، شماره سریال یا کد کالیبراسیون و شماره شناسایی(کدکالیبراسیون))، مشخصات آزمایشگاه کالیبره کننده، تاریخ کالیبراسیون، مشخصات تجهیزات مرجع (نام، مدل، شماره سریال، تاریخ کالیبراسیون و کالیبراسیون بعدي، شماره گواهینامه یا مرجعی که مشخص کننده قابلیت ردیابی به استانداردهاي ملی یا بین المللی باشد) و نتایج کالیبراسیون ذکر شود.

۷-۳-۲ گزارش نتایج کالیبراسیون

عملیات و نتایج محاسبه هاي انجام شده باید در گواهینامه کالیبراسیون، ثبت شود.