ما هي المعايرة؟
تقارن المعايرة البُعدية أجهزة قياس الطول بكتل قياس أو معايير مرجعية ذات إمكانية تتبع موثقة. وفي القياس البُعدي، تُعد درجة الحرارة عاملاً حاسمًا مثل القياس نفسه.
لماذا يُجرى؟
الهدف هو قياس تفاوتات التصنيع بشكل صحيح. ويؤدي أي انحراف في جهاز القياس إما إلى رفض قطعة سليمة أو قبول قطعة غير سليمة؛ وكلاهما مكلف.
على أي أجهزة؟
- الفرجار (تناظري، رقمي، عمق)
- الميكرومترات (خارجي، داخلي، عمق)
- ساعات المقارنة ومقاييس الارتفاع
- كتل القياس ومقاييس المرور/عدم المرور
- مقاييس الارتفاع
- آلات قياس الإحداثيات (CMM)
- أشرطة القياس والمساطر الفولاذية
الكميات المقاسة
- خطأ الإشارة: عند نقاط مختارة عبر نطاق القياس
- التكرارية
- استواء أسطح القياس وتوازيها
- تآكل الفكين وفحص الصفر في الفرجار
- قوة القياس في الميكرومتر
- خطأ الخطية
دورية المعايرة
لا تحدد أي مواصفة فترة المعايرة، ولا توجد قاعدة عامة من نوع «مرة في السنة». وتُحدَّد الفترة بالنظر معًا إلى توصية الصانع، وتواتر الاستخدام وظروفه، وحرجية القياس، واتجاه الانجراف في نتائج المعايرات السابقة، وأي اشتراط تشريعي. ويصف ILAC-G24 / OIML D10 طرائق ذلك. والنهج السليم هو البدء بفترة معقولة ثم إطالتها أو تقصيرها في ضوء النتائج التالية: تُطال لجهاز مستقر وتُقصَّر لجهاز منجرف.
الطريقة وإمكانية التتبع
- آيزو/آي إي سي 17025
- ISO 3650 (كتل القياس)
- ISO 13385-1 (الفرجار)
- ISO 3611 (الميكرومترات)
- ISO 463 (ساعات المقارنة)
- ISO 1 (درجة الحرارة المرجعية: 20 درجة مئوية)
- JCGM 100 (GUM — عدم اليقين)
الطريقة وإمكانية التتبع
- آيزو/آي إي سي 17025
- ISO 3650 (كتل القياس)
- ISO 13385-1 (الفرجار)
- ISO 3611 (الميكرومترات)
- ISO 463 (ساعات المقارنة)
- ISO 1 (درجة الحرارة المرجعية: 20 درجة مئوية)
- JCGM 100 (GUM — عدم اليقين)
عملية المعايرة
- 1استلام الجهاز والفحص الأوليتُفحص الحالة المادية للجهاز من حيث التآكل والضرر. وفي أجهزة القياس البُعدي يُفحص كذلك نظافة أسطح القياس.
- 2التكييف مع الظروف المحيطةيُوازَن الجهاز عند درجة حرارة المختبر. ففي القياس البُعدي يتحول فرق الحرارة مباشرةً إلى خطأ قياس عبر التمدد الحراري للمادة.
- 3تحضير المعايير المرجعيةتُهيَّأ الأثقال أو كتل القياس أو جهاز اختبار الأثقال الميتة أو محوّل مرجعي ذو تتبّع موثَّق.
- 4التحميل المسبق وفحص الصفرفي معايرات القوة والعزم والوزن يُحمَّل الجهاز حتى الحمل الكامل ويُفرَّغ عدة مرات، ثم تُفحص نقطة الصفر.
- 5القراءات عند نقاط القياستُؤخذ القراءات في الاتجاهين التصاعدي والتنازلي عند نقاط تمثل مدى القياس؛ وبذلك يُحدَّد التخلّف (الهستيرة).
- 6قياسات قابلية التكرارتُقاس النقطة نفسها تكرارًا؛ وفي معايرة الوزن يُجرى أيضًا فحص اللامركزية (وضع الحمل خارج المركز).
- 7تطبيق التصحيحاتتُؤخذ في الحسبان تصحيحات تسارع الجاذبية ودفع الهواء ودرجة الحرارة؛ وإهمالها يُحدث انحرافًا كبيرًا في القياسات الدقيقة.
- 8عدم اليقين والشهادةتُبنى ميزانية عدم اليقين وتُدوَّن النتائج في الشهادة؛ وعند الطلب يُضاف بيان مطابقة بقاعدة قرار.
عدم يقين القياس
تُعطى كل نتيجة معايرة مقترنةً بعدم يقين القياس؛ والنتيجة بلا عدم يقين ناقصة. وتُبنى ميزانية عدم اليقين وفق نهج GUM (JCGM 100): تُدمج عدم يقين المرجع وقابلية التكرار والاستبانة وتأثيرات البيئة واستقرار الجهاز. وتذكر الشهادة عدم اليقين الموسّعة مع عامل التغطية (غالبًا k = 2) ومستوى الثقة التقريبي. وأدنى عدم يقين يمكن للمختبر إعلانه محدود بقدرة القياس والمعايرة (CMC) ضمن نطاق الاعتماد؛ ولا يجوز إعلان أفضل منه.
- عدم اليقين في معايرة كتلة القياس وانجرافها
- فرق درجة الحرارة وفرق معاملات التمدد الحراري للمواد
- دقة تحليل الجهاز
- قوة القياس والتشوه المرن
- خطأ استواء أسطح القياس
- التكرارية وتأثير المشغل
محتوى الشهادة
- بيانات المختبر ورقم الشهادة
- العميل وتعريف الجهاز المُعاير: الماركة والطراز والرقم التسلسلي
- تاريخ المعايرة وتاريخ إصدار الشهادة
- طريقة المعايرة المطبَّقة أو مرجع الإجراء
- المعايير المرجعية المستخدمة وبيانات التتبّع
- الظروف المحيطة أثناء المعايرة (الحرارة والرطوبة، والضغط عند اللزوم)
- نقاط القياس والقيم المرجعية وقراءات الجهاز
- الانحرافات المحسوبة
- عدم اليقين الموسّعة للقياس وعامل التغطية
- الأفراد الذين نفّذوا المعايرة واعتمدوها
- درجة حرارة البيئة أثناء المعايرة
- نقاط القياس وقيم كتل القياس المستخدمة
- حالة أسطح القياس وأي تآكل ملاحظ
- نتيجة فحص الصفر للفرجار/الميكرومتر
بيان المطابقة والحدود
شهادة المعايرة ليست شهادة مطابقة. فالمعايرة تقيس انحراف الجهاز وتُبلِّغ عنه؛ ولا تصحّح الانحراف ولا تقول إن الجهاز «صحيح». ولتقرير صلاحية الجهاز للاستخدام لا بد من تحديد تفاوت مسموح (معيار قبول)، ويحدّده المستخدم لا المختبر. وإذا طُلب بيان مطابقة، فإن ISO/IEC 17025 البند 7.8.6 يوجب الاتفاق مسبقًا على قاعدة قرار تحدد كيفية إدخال عدم اليقين في القرار؛ فبيان المطابقة الذي يتجاهل عدم اليقين مضلِّل. كما تُظهر الشهادة الحالة وقت المعايرة: فالاستخدام أو النقل أو الصدمات اللاحقة قد تغيّر حالة الجهاز، والشهادة لا تغطي ذلك. وإذا ورد فيها تاريخ للمعايرة التالية، فهو ليس قرارًا من المختبر بل تذكيرٌ مدوَّن وفق الفترة التي أبلغ بها العميل.
الاعتماد
تُجرى المعايرة وفق ISO/IEC 17025، وهي مواصفة تشترط الكفاءة الفنية للمختبر وحياده وتتبّعه القياسي. ويُمنح الاعتماد بحسب الطريقة ومدى القياس: فأي كمية أو مدى لا يرد في ملحق نطاق الاعتماد غير معتمَد، ولا يجوز إصدار شهادة تحمل علامة الاعتماد لذلك القياس. ويحدد النطاق أيضًا أدنى عدم يقين يمكن للمختبر تقديمه (CMC)، ولا يجوز إعلان أفضل منه. وتمتلك EUROLAB اعتمادًا معترفًا به دوليًا وفق ISO/IEC 17025 من جهات موقِّعة على اتفاقية ILAC؛ ويُؤكَّد كتابةً في مرحلة عرض السعر ما إذا كان جهازكم يمكن معايرته ضمن النطاق المعتمد.
النطاق والصلاحياتعمليات معايرة ذات صلة
الأسئلة الشائعة
لماذا تبلغ درجة الحرارة المرجعية 20 درجة مئوية في القياس البُعدي؟
يحدد معيار ISO 1 درجة 20 مئوية كدرجة حرارة مرجعية للقياس البُعدي. وتتمدد المعادن عند التسخين؛ وكلما ابتعد القياس عن هذه الدرجة، انحرفت النتيجة عن البُعد الحقيقي. وفي القياسات الدقيقة، يُتوقع وصول القطعة والجهاز إلى التوازن عند 20 درجة مئوية، أو يُطبَّق تصحيح لدرجة الحرارة.
هل تشير دقة تحليل الفرجار الرقمي إلى دقته؟
لا تشير. فدقة التحليل هي أصغر خطوة يمكن قراءتها على الشاشة؛ أما الدقة فهي مقدار انحراف الجهاز عن القيمة الحقيقية. وقد يكون انحراف فرجار بدقة تحليل 0.01 مم أكبر من ذلك بكثير. وتُظهر شهادة المعايرة هذا الانحراف.
هل تصحح المعايرة جهازي؟
لا تصحح. فالمعايرة تقيس الانحراف وتبلغ عنه؛ أما تصحيحه فهو عملية منفصلة (الضبط) ويجب طلبها على حدة. وعند إجراء الضبط، فإن الممارسة الصحيحة هي الإبلاغ عن النتائج قبل الضبط وبعده بشكل منفصل.
هل يمكنني معرفة من الشهادة ما إذا كان جهازي يتجاوز التفاوت المسموح؟
تُقدّم الشهادة الانحراف وعدم اليقين؛ أما التفاوت المسموح به فتحدده أنت. وإذا رغبت في بيان مطابقة، يجب عليك تحديد معيار القبول وقاعدة القرار مسبقًا؛ فقرار المطابقة/عدم المطابقة الصادر دون مراعاة عدم اليقين يكون مضللاً.