کالیبراسیون چیست؟

کالیبراسیون چیست ؟ واسنجی یا کالیبراسیون مطابقت با استاندارد را تعیین می‌کند. کالیبراسیون اندازه‌گیری و تعیین صحت وسیله اندازه‌گیری در مطابقت با مرجع تایید شده می‌باشد.

هدف کالیبراسیون

هدف کالیبراسیون ایجاد نظامی مؤثر به منظور کنترل صحت و دقت پارامترهای مترولوژیکی دستگاه‌های آزمون و وسایل اندازه‌گیری و کلیه تجهیزاتی است که عملکرد آنها بر کیفیت فرایند تاثیرگذار می‌باشد. این کار به منظور اطمینان از تطابق اندازه گیری‌های انجام شده با استانداردهای جهانی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تعریف دقیق کالیبراسیون

در استاندارد ملی ایران به شماره ۴۷۲۳ آمده‌است. کالیبراسیون اجازه می‌دهد که میزان تصحیح لازم را نسبت به نشاندهی تعیین کنیم. با کالیبراسیون ممکن است خواص اندازه شناختی دیگری نظیر اثر کمیتهای تاثیر گذار نیز تعیین شود. در واقع کالیبراسیون ویژگیهای کارآمدی دستگاه یا مواد مرجع را بوسیله انجام مقایسات مستقیم مشخص می‌کند.

کدام دستگاهها باید کالیبره شوند هر وسیله‌ای که برای اندازه گیری به کار می‌رود و در روشهای اجرایی به استفاده از آن اشاره شده‌است، نیاز به تعیین صحت و دقت یا کالیبراسیون دارد.

زمان کالیبراسیون

دستگاههای اندازه گیری باید به طور دوره‌ای کالیبره شوند. گذشت زمان، فرسودگی، حوادث غیر قابل پیش بینی، باعث می‌شوند تا قابلیت ردیابی نتایج آنها تا استانداردها زیر سؤال رفته و نیازمند تایید مجدد باشند. برای تجهیزات کالیبره شده گواهی کالیبراسیون صادر شده و ضمیمه دستگاه می‌گردد. کالیبره کردن تمام تجهیزات لازم نیست. برخی از آنها ممکن است صرفا به عنوان نشان دهنده مورد استفاده قرار گیرند.

انواع دیگر تجهیزات ممکن است به عنوان ابزار تشخیصی و آشکارسازی به کار بروند. هر گاه وسیله‌ای برای تعیین قابلیت پذیرش محصول یا عوامل مؤثر در فرایند آزمون مورد استفاده قرار نگیرد کالیبراسیون آن ضرورت ندارد.

تعریف ساده کالیبراسیون

تعربف کالیبراسیون چیست – شما نسبت به ابزار تست الکتریکی خود اطمینان خاطر را دارید . از برند های معروف خریداری می کنید و در نتیجه انتظار دارید دقت آن ها بالا باشد . می دانید که بعضی از افراد ابزار دیجیتالی خود را برای کالیبره شدن به آزمایشگاه های علوم مقیاس ارسال می کنند و در فکر دلیل این کار هستید .

به هر حال ، تمامی آن ها الکتریکی هستند یعنی عمل سنجش نیست که از حالت نرمال خود خارج شده باشد . افرادی که کالیبراسیون را انجام می دهند در واقع چه کار می کنند ؟

علت کالیبراسیون تجهیزات آزمایشگاهی

این نگرانی ها و سوالات همگی طبیعی هستند ، به خصوص از آن جایی که شما نمی توانید از ابزار خود زمانی که کالیبره نیستند استفاده کنید . ولی ، اجازه دهید نگرانی های طبیعی دیگری را نیز بررسی کنیم . به عنوان مثال ، اگر اندازه گیری ابزار شما دقیق نباشد ، یا حتی سطح ایمنی آن کم باشد چه اتفاقی می افتد ؟ اگر با تلورانس های فشرده ای سر و کار دارید و اندازه گیری یکی از عوامل مهم در به کار گیری صحیح فرآیند های گران قیمت یا سیستم های ایمنی باشد ، تکلیف چیست ؟

اگر قصد استفاده از داده های خود برای اهداف نگهداری را دارید و دو دستگاه سنجشی استفاده شده برای اندازه گیری تفاوت زیادی با هم داشتند باشند ، چه نتیجه ای خواهید گرفت ؟

کالیبراسیون چیست ؟

بسیاری از افراد یک بررسی مقایسه ای میدانی از دو دستگاه سنجشی انجام می دهند و اسم آن ها را ” کالیبره شده ” ، اگر قرائت های به دست آمده مشابه باشد ، می گذارند . ولی این کالیبراسیون نیست . کالیبراسیون به سادگی یک بررسی میدانی است . می تواند به شما وجود یک مشکل را نشان دهد، ولی به شما نمی تواند نشان دهد که حق با کدام دستگاه است .

اگر هر دو دستگاه به یک مقدار و در یک جهت از کالیبره بودن به دور باشند ، به شما هیچ چیزی را نشان نخواهد داد و شما کالیبره نبودن دستگاه خود را متوجه نخواهید شد. برای انجام صحیح کالیبراسیون ، بایستی استاندارد کالیبراسیون از ابزار تحت آزمایش ، دقیق تر باشد .

چرا کالیبراسیون؟

اکثر ما دارای یک مایکروویو یا ابزار دیگری که ساعت و دقیقه را نشان دهند ، هستیم . اکثر ما در مکان هایی زندگی می کنیم که سالی حداقل دو بار ساعت را ، به علاوه زمانی که برق قطع می شود ، تغییر می دهند . زمانی که شما زمان آن دستگاه را تنظیم می کنید ، به عنوان ساعت مرجع از چه چیزی استفاده می کنید ؟ آیا از ساعتی استفاده می کنید که ثانیه ها را نشان می دهد ؟ یقینا زمان را در دستگاه مورد نظر زمانی که ساعت مرجع ” بیشتر ” از یک دقیقه است ( به عنوان مثال ثانیه ها صفر است ) تنظیم می کنید . یک آزمایشگاه مقیاس نیز از همین فلسفه پیروی می کند.

آن ها توجه می کنند که ” دقایق کامل ” شما چقدر با دقت با تعداد صحیح ثانیه ها همخوانی دارد. و آن ها این کار را در چندین نقطه بر اساس مقیاس های اندازه گیری انجام می دهند.

استاندارد کالیبراسیون

کالیبراسیون به طور معمول نیاز به استانداردی دارد که حداقل دقت آن به نسبت دستگاه تحت تست ۱۰ برابر بیشتر باشد. در غیر این صورت ، شما در تلرانس های هم پوشاننده کالیبراسیون را انجام می دهید و تلرانس های استاندارد شما یک ابزار ” کالیبره ” یا ” خارج از کالیبره ” یا بر عکس به شما نشان می دهند . نگاهی به نحوه ی عمل آن می اندازیم.

دو ابزار ،  A و B ، صد ولت را در ۱% اندازه گیری می کنند . در ۴۸۰ ولت ، هر دو ابزار تحت تلرانس قرار دارند . هنگامی که ولتاژ ورودی صد ولت است ، ابزار A عدد ۹۹٫۱ و ابزار B ، ۱۰۰٫۹ ولت را نشان می دهد. ولی اگر شما از B به عنوان استاندارد خود استفاده کنید ، A خارج ازتلرانس به نظر خواهد آمد . گرچه ، اگر B دقتی تا ۰٫۱ درصد را داشته باشد ، پس اکثر قرائت های B در صد ولت برابر با ۱۰۰٫۱ ولت است .

حالا اگر شما A را با B مقایسه کنید ، A در تلرانس قرار دارد . شما هم چنین می توانید مشاهده کنید که A در انتهای پایین محدوده ی تلرانس قرار دارد. تغییر دادن A باعث می شود نتایج رو به افزایش باشند و مانع کسب قرائت های اشتباه توسط A می شود چون این دستگاه بین کالیبراسیونها یک نوع جریان ثابت معمولی را تجربه می کند .

 روش کالیبراسیون تجهیزات آزمایشگاهی

روش کالیبراسیون : کالیبراسیون ، در ساده ترین شکل خود، مقایسه یک ابزار با یک استاندارد شناخته شده است. کالیبراسیون صحیح شامل استفاده از یک استاندارد قابل پیگیری NIST ، استانداردی که دارای گواهینامه ای است که نشان می دهد این استاندارد به شکل صحیحی با زنجیره ای از استاندارد ها که به یک استاندارد اصلی ختم می شود که در اختیار موسسه ی ملی استاندارد ها و فناوری قرار دارد، مقایسه شده است.

کالیبراسیون در عمل

در عمل ، کالیبراسیون شامل تصحیح کردن می شود. معمولا زمانی که شما یک ابزار را برای کالیبره شدن می فرستید، شما مهر تاییدی بر تعمیر آن برای برگرداندن ابزار به حالت کالیبره شده ، اگر از ” کالیبره بودن ” دور باشد، می زنید . شما گزارشی دریافت خواهید کرد که نشان می دهد قبلا میزان خارج بودن از کالیبراسیون دستگاه چقدر بوده است ، و این مقدار بعدا چقدر است .

در رابطه با مثال ثانیه ها و دقایق ، شما خطای کالیبراسیونی را پیدا خواهید کرد که باید رفع شود تا دستگاه ” دقیقا صحیح ” حفظ شود ، ولی این خطا به خوبی در تلرانس های مورد نیاز برای اندازه گیری هایی که شما از آخرین کالیبراسیون داشته اید، قرار گرفته است .

اگر گزارش مذکور ، خطا های فاحش کالیبراسیون را نشان دهد ، ممکن است نیاز باشد کاری که با ابزار انجام می دهید را تکرار کنید و اندازه گیری های جدیدی داشته باشید تا زمانی که خطا ها آشکار شوند . شما از آخرین اندازه گیری ها شروع می کنید و به سمت اولین اندازه گیری ها پیش می روید . در یک کار هسته ای که جنبه های ایمنی آن مهم باشد ، بایستی تمامی اندازه گیری های انجام شده را از زمان کالیبراسیون قبلی دوباره انجام دهید .

دلایل بروز مشکلات مربوط به کالیبراسیون

چه چیزی باعث می شود که یک ابزار دیجیتالی ” خارج از کالیبراسیون ” باشد ؟ ابتدا ، بخش های مهم ابزار های آزمایشگاهی ( به عنوان مثال ، مرجع های ولتاژ ، تقسیم کننده های ولتاژ ورودی ، انتقال های جریان ) می توانند به سادگی در طول زمان تغییر پیدا کنند . این تغییر اندک و معمولا اگر یک برنامه زمانی خوب برای انجام کالیبراسیون داشته باشید بی خطر است ، و این تغییر اغلب اوقات چیزی است که کالیبراسیون پیدا و اصلاح می کند .

کالیبراسیون چیست

فرض کنید ، یک جریان سنج از دست شما محکم می افتد . حالا چطور می توانید مطمئن شوید که اندازه گیری این دستگاه به شکل دقیقی خواهد بود ؟ نخواهید دانست . ممکن است دارای خطا های کالیبراسیون شدید باشد . به همین شکل ، در معرض گذاری یک مولتی متر دیجیتال (DMM)  با یک جریان بیش از حد می تواند باعث خارج کردن آن از کالیبراسیون شود .

بعضی از افراد فکر می کنند این امر تاثیر کمی خواهد داشت ، چون ولتاژ های ورودی توسط کلید ها یا توسط فیوز ها محافظت می شوند . ولی این دستگاه های محافظتی ممکن نیست به طور موقت اشتباه کنند .

هم چنین ، یک ورودی ولتاژ به اندازه ی کافی بالا می تواند به طور کامل حفاظت ورودی دستگاه را رد کند . احتمال بروز این قضیه با DMM های با کیفیت بالا بسیار کم است ، که یک دلیل برای این است که آن ها به نسبت دستگاه های وارداتی ارزان تر بیشتر مقرون به صرفه هستند .

تکرار کالیبراسیون

کالیبراسیون چیست – سوال در رابطه با انجام دادن یا ندادن کالیبراسیون نیست ، چون می توانیم به خوبی در این زمینه جواب دهیم . سوال این است که چه زمانی کالیبراسیون انجام شود . یک جواب مناسب برای همه وجود ندارد . تکرار کالیبراسیون را در موارد زیر در نظر بگیرید :

فواصل زمانی کالیبراسیون پیشنهاد شده توسط کارخانه . مشخصات کارخانه ای دستگاه نشان خواهد داد که در چه بازه های زمانی بایستی ابزار آن هاکالیبره شود ، ولی اندازه گیری های مهم ممکن است نیاز به فواصل زمانی متفاوتی داشته باشند .

تکرار کالیبراسیون چیست؟

قبل از یک پروژه ی اندازه گیری مهم . فرض کنید قصد انجام آزمایش هایی را دارید که نیاز به اندازه گیری های بسیار دقیقی دارند . ابزاری که می خواهید برای تست استفاده کنید را در نظر بگیرید . آن ها را برای کالیبره شدن ارسال کنید ، سپس در انباری ” آن ها را قرار دهید ” تا قبل از تست استفاده ای از آن ها نشود .

تکرار کالیبراسیون

بعد از یک پروژه ی مهم اندازه گیری . اگر ابزار کالیبره شده برای تست را برای یک عمل تست ویژه نگه داشته اید ، همان تجهیزات را بعد از تست برای کالیبراسیون دوباره بفرستید . زمانی که نتایج کالیبراسیون برگشت ، متوجه خواهید شد که آیا می توانید تست را کامل و قابل اعتماد در نظر بگیرید یا نه .

مثال

بعد از یک رویداد . اگر ابزار شما ضربه خورده است ، چیزی بیش از حد توانایی آن بر روی آن قرار گرفته یا یک تیزی خاص به آن وارد شده است ، آن را برای کالیبراسیون بفرستید و هم چنین سلامت قطعات را بررسی کنید . طبق نیاز ها . بعضی از کار های اندازه گیری نیاز به کالیبره شدن ، تجهیزات تست تایید شده ، بدون توجه به اندازه ی پروژه ، دارند . به یاد داشته باشید که این نوع پیش نیاز ممکن است به صورت شفاف ذکر نشود ولی به سادگی انتظار برود ، قبل از تست مشخصات را بررسی کنید.

ماهیانه :

هر سه یا شش ماه یک بار . اگر اکثرا اندازه گیری های مهم را انجام می دهید ، یک چرخه ی زمانی کوتاه تر بین کالیبراسیون ها به معنای احتمال کمتر داشتن نتایج تست مشکوک است .

سالیانه :

اگر به صورت ترکیبی اندازه گیری های مهم و غیر مهم را انجام می دهید ، کالیبراسیون به شکل سالیانه تعادل صحیح بین احتیاط و هزینه برقرار می کند .

هر دو سال یک بار :

اگر تنها اندازه گیری های مهم را انجام داده و ابزار سنجشی خود را در معرض رخدادی قرار نمی دهید ، کالیبراسیون در فواصل زمانی طولانی تر می تواند مقرون به صرفه باشد .

هرگز :

اگر کار شما نیاز به بررسی مداوم ولتاژ دارد ، کالیبراسیون عملی بیش از حد لازم به نظر می آید . ولی اگر ابزار شما با مشکل روبرو شد چه کار بایستی کرد ؟ کالیبراسیون به شما اجازه می دهد با اطمینان خاطر و رضایت از ابزار خود استفاده کنید .

توصیه نهایی در کالیبراسیون تجهیزات آزمایشگاهی

کالیبراسیون چیست – کالیبراسیون قضیه ای در رابطه با ” تنظیم صحیح ” ابزار های آزمایشگاهی نیست . بلکه ، این اطمینان را به وجود می آورد که شما می توانید با خیال راحت و ایمنی کامل از ابزار مورد نظر برای کسب نتایج صحیح مورد نیاز خود ، استفاده کنید . یک نوع اطمینان کیفی است . شما ارزش تجهیزات آزمایشگاهی الکتریکی را می دانید ، وگرنه از همان اول از ابزار تست استفاده نمی کردید . فقط همان طور که تجهیزات الکتریکی شما نیاز به تست شدن دارند ، ابزار تست شما نیز همین نیاز را دارند .

اهداف اصلی کالیبراسیون

۱- برای اطمینان از قرائت‌هایی که از دستگاه صورت می‌گیرد.

۲- برای تعیین درستی مقادیر خوانده شده از دستگاه.

۳- برای استقرار قابلیت ردیابی دستگاه به استانداردهای مرجع

هدف نهایی کالیبراسیون چیست

هدف نهایی کالیبراسیون برقراری قابلیت ردیابی عنوان شده‌است. قابلیت ردیابی trace ability مهمترین ویژگی که یک اندازه گیری باید داشته باشد وجود قابلیت ردیابی نتایج آن تا استانداردهای ملی و سپس بین المللی می‌باشد. وقتی سطح اطمینان و عدم قطعیت کلیه اندازه گیری‌ها بیان شود درستی و دقت نتایج اندازه گیری تضمین می‌گردد.

قابلیت ردیابی

قابلیت ردیابی قابلیت ارتباط دادن مقدار یک استاندارد یا نتیجه یک اندازه گیری با مرجع‌های ملی یا بین المللی از طریق زنجیره پیوسته مقایسه‌ها که همگی عدم قطعیتی معین دارند. کالیبراسیون تنها راه برقراری قابلیت ردیابی می‌باشد استقرار قابلیت ردیابی نتایج اندازه گیری در کالیبراسیون بوسیله تعیین نام دستگاه مرجع کالیبراسیون و عدم قطعیت آن محاسبه اعلام عدم قطعیت اندازه گیری برای نتایج کالیبراسیون و نیز بیان شرایط محیطی اثر گذار بر نتیجه اندازه گیری قابلیت ردیابی نتایج کالیبراسیون استقرار می‌یابد.