ما هي المعايرة؟
تقارن المعايرة الكهربائية الأجهزة التي تقيس أو تولّد كميات كهربائية — مثل الجهد والتيار والمقاومة والسعة والتردد — بمرجع ذي إمكانية تتبع موثقة. وتُستخدم أجهزة المعايرة متعددة الوظائف والمقاومات القياسية كمرجع.
لماذا يُجرى؟
الهدف هو أن تكون جميع القرارات المعتمدة على القياس الكهربائي موثوقة. فاختبارات السلامة الكهربائية وقياسات مراقبة الجودة ومراقبة الطاقة تعتمد مباشرة على دقة هذه الأجهزة.
على أي أجهزة؟
- أجهزة القياس المتعددة الرقمية والتناظرية
- أجهزة قياس التيار بالملقط
- مزودات الطاقة ومصادر التيار
- أجهزة الذبذبة
- أجهزة قياس مقاومة العزل (megger)
- أجهزة قياس مقاومة التأريض
- محللات الطاقة ومحللات الاستهلاك
- أجهزة المعايرة ومحاكيات العمليات
- مؤشرات وأجهزة إرسال درجة الحرارة (المدخل الكهربائي)
الكميات المقاسة
- الجهد المستمر والمتردد
- التيار المستمر والمتردد
- المقاومة (نطاقات القيم المنخفضة والمرتفعة)
- السعة والحث
- تكرار
- اعتماد التردد في قياسات التيار المتردد
- تأثير التداخل والتحميل
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
- IEC 61010-1 (سلامة أجهزة القياس)
- EURAMET cg-15 (معايرة أجهزة القياس المتعددة)
- سلسلة IEC 61557 (أجهزة اختبار التمديدات)
- JCGM 100 (GUM — عدم اليقين)
الطريقة وإمكانية التتبع
- آيزو/آي إي سي 17025
- IEC 61010-1 (سلامة أجهزة القياس)
- EURAMET cg-15 (معايرة أجهزة القياس المتعددة)
- سلسلة IEC 61557 (أجهزة اختبار التمديدات)
- JCGM 100 (GUM — عدم اليقين)
عملية المعايرة
- 1استلام الجهاز والفحص الأوليتُفحص صلاحية الجهاز للعمل وحالة الموصّلات والمجسّات. وتُسجَّل نسخة البرنامج الثابت وحالة المعايرة الداخلية إن وُجدت.
- 2زمن الإحماءيُشغَّل الجهاز طوال المدة التي يحددها الصانع حتى يستقر حراريًا. والقياس دون إحماء لا يعكس الأداء الحقيقي للجهاز.
- 3تحضير المصدر المرجعييُشغَّل معاير متعدد الوظائف أو معيار مرجعي ذو تتبّع موثَّق ويُتحقق من استقراره.
- 4اختيار الوظيفة والمدىتُحدَّد نقاط القياس لكل وظيفة من وظائف الجهاز (الجهد المستمر/المتردد، التيار، المقاومة، التردد) وللمديات المستخدمة.
- 5أخذ القياساتعند كل نقطة تُطبَّق القيمة المرجعية وتُسجَّل قراءة الجهاز؛ وتُراعى تأثيرات الكابل والجهد الحراري والتحميل.
- 6حساب الانحرافيُحسب الفرق بين القراءة والمرجع بالقيمة المطلقة وكنسبة مئوية من القراءة.
- 7ميزانية عدم اليقينتُدمَج عدم يقين المعاير المرجعي وانجرافه والاستبانة والضوضاء وقابلية التكرار. وفي المجال الكهربائي يكون انجراف المرجع غالبًا أكبر المساهمات.
- 8إصدار الشهادةتُعرض النتائج حسب الوظيفة والنقطة؛ 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 جهاز المعايرة المرجعي
- استقرار (انجراف) المرجع منذ معايرته — وهو غالبًا أكبر بند في هذا المجال
- دقة تحليل الجهاز والضجيج
- الجهود الكهروحرارية (في قياسات الجهد المستمر المنخفض)
- مقاومة الكابل وتأثيرات التوصيل
- معامل درجة الحرارة
- التكرارية
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
- الوظائف والنطاقات المعايرة
- القيمة المرجعية والقراءة والانحراف لكل نقطة
- الانحراف مُعبَّرًا عنه كنسبة مئوية من القراءة
- زمن الإحماء
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
هل يجب معايرة جميع الوظائف؟
لا يلزم ذلك. يكفي معايرة الوظائف والنطاقات التي تستخدمها فقط، مما يقلل التكلفة. إلا أن الشهادة لا تغطي سوى الوظائف المعايرة؛ ولا يُعد القياس الذي يُجرى بوظيفة خارج هذا النطاق قابلاً للتتبع.
كم سنة من السجل التاريخي يجب أن يكون لدى جهازي؟
تُظهر نتائج المعايرة المتتالية اتجاه انجراف الجهاز وهي الطريقة الوحيدة لتحديد فترة معايرة واقعية. لذا ينبغي الاحتفاظ بالشهادات القديمة ومقارنتها بالنتيجة الجديدة.
هل تصحح المعايرة جهازي؟
لا تصحح. فالمعايرة تقيس الانحراف وتبلغ عنه؛ أما الضبط فهو عملية منفصلة يجب طلبها. وعند إجراء الضبط، تُبلَّغ النتائج قبل الضبط وبعده بشكل منفصل — مما يتيح لك معرفة مقدار انجراف الجهاز خلال فترة معايرته.
هل تكفي المعايرة الداخلية الخاصة بالجهاز؟
لا تكفي. فالمعايرة الداخلية هي ضبط يجريه الجهاز وفق مرجعه الداخلي الخاص ولا توفر إمكانية تتبع للعالم الخارجي. كما ينجرف المرجع الداخلي نفسه مع الوقت؛ ولا يحل محل معايرة خارجية قابلة للتتبع.