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Mechanische Messgrößen

Druckkalibrierung

Kalibrierzertifikat
Momentaufnahme einer Kalibrierung

Was ist Kalibrierung?

Die Druckkalibrierung bestimmt die Differenz zwischen der Anzeige eines Druckmessgeräts und einer Referenz mit dokumentierter Rückführbarkeit. Als Referenz wird ein Kolbenmanometer (Druckwaage) oder eine hochpräzise digitale Referenz verwendet.

Warum wird sie durchgeführt?

Ziel ist es, dass die Messung dort zuverlässig ist, wo der Druck Sicherheit und Prozesskontrolle bestimmt. Die Einstellung von Sicherheitsventilen an Druckbehältern, hydrostatische Prüfungen und Prozesskontrolle beruhen direkt auf dieser Messung.

Für welche Geräte?

  • Analoge und digitale Manometer
  • Druckmessumformer und -sensoren
  • Vakuummessgeräte
  • Druckschalter und Pressostate
  • Differenzdruckmessgeräte
  • Hydrostatische Prüfpumpen und Kalibratoren

Gemessene Größen

  • Anzeigefehler: bei steigendem und fallendem Druck
  • Hysterese: die Differenz zwischen steigender und fallender Richtung am selben Punkt
  • Wiederholbarkeit
  • Nullpunktdrift
  • Linearitätsabweichung
  • Ein- und Ausschaltpunkte von Druckschaltern

Kalibrierintervall

Das Kalibrierintervall ist durch keine Norm festgelegt; eine allgemeine Regel wie "jährlich" gibt es nicht. Es ergibt sich aus der Gesamtschau von Herstellerempfehlung, Nutzungshäufigkeit und -bedingungen, Kritikalität der Messung, Driftverhalten in früheren Kalibrierergebnissen und etwaigen Rechtsvorschriften. ILAC-G24 / OIML D10 beschreiben die Verfahren dazu. Sinnvoll ist, mit einem plausiblen Erstintervall zu beginnen und es anhand der Folgeergebnisse zu verlängern oder zu verkürzen: bei stabilem Gerät verlängern, bei driftendem verkürzen.

Verfahren und Rückführbarkeit

  • ISO/IEC 17025
  • EURAMET cg-17 (Kalibrierung von Druckwaagen)
  • EN 837-1 (Rohrfeder-Manometer)
  • DKD-R 6-1 (Druckmessgeräte)
  • JCGM 100 (GUM — Unsicherheit)

Verfahren und Rückführbarkeit

  • ISO/IEC 17025
  • EURAMET cg-17 (Kalibrierung von Druckwaagen)
  • EN 837-1 (Rohrfeder-Manometer)
  • DKD-R 6-1 (Druckmessgeräte)
  • JCGM 100 (GUM — Unsicherheit)

Kalibrierablauf

  1. 1Geräteannahme und EingangsprüfungDer Gerätezustand wird auf Verschleiß und Beschädigung geprüft. Bei Längenmessmitteln wird zusätzlich die Sauberkeit der Messflächen kontrolliert.
  2. 2Akklimatisierung an die UmgebungsbedingungenDas Gerät wird auf Labortemperatur ausgeglichen. Bei Längenmessungen wird eine Temperaturdifferenz über die Wärmeausdehnung des Werkstoffs unmittelbar zum Messfehler.
  3. 3Vorbereitung der BezugsnormaleRückführbar kalibrierte Gewichte, Endmaße, Druckwaagen oder Referenzaufnehmer werden bereitgestellt.
  4. 4Vorbelastung und NullpunktkontrolleBei Kraft-, Drehmoment- und Wägekalibrierungen wird das Gerät mehrfach bis zur Höchstlast be- und entlastet; anschließend wird der Nullpunkt kontrolliert.
  5. 5Ablesungen an den MesspunktenAn repräsentativen Punkten des Messbereichs wird in aufsteigender und absteigender Richtung abgelesen; so wird die Hysterese bestimmt.
  6. 6WiederholpräzisionsmessungenDerselbe Punkt wird wiederholt gemessen; bei der Wägekalibrierung wird zusätzlich die Exzentrizität (außermittige Last) geprüft.
  7. 7Anwendung der KorrektionenKorrektionen für Fallbeschleunigung, Luftauftrieb und Temperatur werden berücksichtigt; ihr Weglassen führt bei Präzisionsmessungen zu erheblichen Abweichungen.
  8. 8Unsicherheit und KalibrierscheinDas Unsicherheitsbudget wird aufgestellt und die Ergebnisse in den Kalibrierschein eingetragen; auf Wunsch wird eine Konformitätsaussage mit Entscheidungsregel ergänzt.

Messunsicherheit

Jedes Kalibrierergebnis wird mit einer Messunsicherheit angegeben; ein Ergebnis ohne Unsicherheitsangabe ist unvollständig. Die Unsicherheit wird nach dem GUM-Ansatz (JCGM 100) budgetiert: Unsicherheit des Normals, Wiederholpräzision, Auflösung, Umgebungseinflüsse und Gerätestabilität werden kombiniert. Im Kalibrierschein wird die erweiterte Unsicherheit mit Erweiterungsfaktor (meist k = 2) und näherungsweisem Vertrauensniveau angegeben. Die kleinste angebbare Unsicherheit ist durch die akkreditierte Kalibrier- und Messfähigkeit (CMC) begrenzt; eine bessere Unsicherheit darf nicht ausgewiesen werden.

  • Die Kalibrierunsicherheit und Drift des Referenzgeräts
  • Der lokale Wert der Erdbeschleunigung (bei Kolbenmanometersystemen)
  • Der Temperatureffekt und die Wärmeausdehnung des Gewichtsmaterials
  • Die Höhendifferenz-(Säulen-)Korrektur
  • Geräteauflösung und Ablesefehler
  • Hysterese und Wiederholbarkeit

Inhalt des Zertifikats

  • Angaben zum Laboratorium und Kalibrierscheinnummer
  • Kunde und Identifikation des kalibrierten Geräts: Marke, Typ, Seriennummer
  • Kalibrierdatum und Ausstellungsdatum des Kalibrierscheins
  • Angewandtes Kalibrierverfahren bzw. Verweis auf die Verfahrensanweisung
  • Verwendete Bezugsnormale und Angaben zur Rückführbarkeit
  • Umgebungsbedingungen während der Kalibrierung (Temperatur, Feuchte, ggf. Druck)
  • Messpunkte, Referenzwerte und Geräteanzeigen
  • Berechnete Abweichungen
  • Erweiterte Messunsicherheit und Erweiterungsfaktor
  • Ausführendes und freigebendes Personal der Kalibrierung
  • Die Druckeinheit und die Unterscheidung Absolut-/Relativdruck (gauge)
  • Das verwendete Medium: Hydrauliköl, Wasser oder Gas
  • Erdbeschleunigung und angewandte Korrekturen

Konformitätsaussage und Grenzen

Ein Kalibrierschein ist KEINE KONFORMITÄTSBESCHEINIGUNG. Die Kalibrierung misst und dokumentiert die Abweichung des Geräts; sie korrigiert sie nicht und sagt nicht, das Gerät sei "richtig". Für die Entscheidung über die Gebrauchstauglichkeit muss eine Toleranz (Akzeptanzkriterium) festgelegt werden — und diese legt der Anwender fest, nicht das Labor. Wird eine Konformitätsaussage gewünscht, verlangt ISO/IEC 17025 Abschnitt 7.8.6 eine vorab vereinbarte ENTSCHEIDUNGSREGEL, die festlegt, wie die Messunsicherheit in die Entscheidung eingeht; eine Konformitätsaussage ohne Berücksichtigung der Unsicherheit ist irreführend. Der Kalibrierschein zeigt zudem den Zustand ZUM ZEITPUNKT der Kalibrierung: spätere Nutzung, Transport oder Stöße können den Zustand verändern, was der Schein nicht abdeckt. Steht ein nächster Kalibriertermin darauf, ist dies keine Entscheidung des Labors, sondern ein Hinweis gemäß dem vom Kunden genannten Intervall.

Akkreditierung

Die Kalibrierung erfolgt nach ISO/IEC 17025; die Norm fordert technische Kompetenz, Unparteilichkeit und messtechnische Rückführbarkeit des Laboratoriums. Die Akkreditierung gilt je VERFAHREN und MESSBEREICH: Eine Größe oder ein Bereich, der nicht in der Anlage zum Akkreditierungsumfang steht, ist nicht akkreditiert, und für diese Messung darf kein Kalibrierschein mit Akkreditierungssymbol ausgestellt werden. Im Umfang ist zudem die kleinste angebbare Messunsicherheit (CMC) festgelegt; eine bessere darf nicht ausgewiesen werden. EUROLAB verfügt über eine international anerkannte Akkreditierung nach ISO/IEC 17025 von Unterzeichnerstellen der ILAC-Vereinbarung; ob Ihr Gerät im akkreditierten Umfang kalibriert werden kann, wird im Angebotsstadium schriftlich bestätigt.

Geltungsbereich und Befugnisse

Zugehörige Kalibrierungen

Häufige Fragen

Was ist der Unterschied zwischen Absolutdruck und Relativdruck (gauge)?

Der Relativdruck (gauge) wird bezogen auf den Atmosphärendruck gemessen und zeigt bei Atmosphärendruck null an. Der Absolutdruck wird bezogen auf das vollständige Vakuum gemessen. Dasselbe Gerät zeigt gegenüber den beiden Referenzen unterschiedliche Werte an; auf dem Zertifikat wird angegeben, welche verwendet wurde, und eine Verwechslung führt zu erheblichen Fehlern.

Warum wird sowohl in steigender als auch in fallender Richtung gemessen?

Bei mechanischen Druckmessgeräten führen Feder- und Mechanismusreibung dazu, dass bei demselben Druckwert in steigender und fallender Richtung unterschiedliche Werte angezeigt werden; dies wird als Hysterese bezeichnet. Eine Messung nur in einer Richtung zeigt nicht das tatsächliche Verhalten des Geräts.

Korrigiert die Kalibrierung mein Gerät?

Nein. Die Kalibrierung MISST die Abweichung und meldet sie; deren Behebung ist ein separater Vorgang (Justierung) und muss gesondert angefordert werden. Wird eine Justierung durchgeführt, ist es korrekte Praxis, die Ergebnisse vor und nach der Justierung getrennt zu melden.

Kann ich anhand des Zertifikats erkennen, ob mein Gerät die Toleranz überschreitet?

Das Zertifikat gibt die Abweichung und die Unsicherheit an; die Toleranz legen Sie selbst fest. Wenn Sie eine Konformitätsaussage wünschen, müssen Sie Ihr Akzeptanzkriterium und Ihre Entscheidungsregel vorab angeben; eine ohne Berücksichtigung der Unsicherheit getroffene Bestanden/Nicht-bestanden-Entscheidung ist irreführend.

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