Temperaturkalibrierung

Die Temperaturkalibrierung bestimmt die Differenz zwischen der Anzeige eines Temperaturmessgeräts und einer Referenz mit dokumentierter Rückführbarkeit. Die Messung erfolgt entweder durch Vergleich in einer kontrollierten Umgebung wie einem Trockenblock, Flüssigkeitsbad oder einer Klimakammer, oder durch die Verwendung von Fixpunkten.

Ziel ist es, dass temperaturabhängige Entscheidungen auf einer zuverlässigen Messung beruhen. Bei Wärmebehandlung, Sterilisation, Kühlkette und Lebensmittelsicherheitsprozessen bestimmt die Temperatur direkt die Produktkonformität; ein Thermometer mit unbekannter Abweichung stellt all diese Prozesse infrage.

• Digitale und analoge Thermometer, Tauchsonden
• Thermoelemente und Widerstandsthermometer (PT100, PT1000)
• Infrarot-(berührungslose) Thermometer
• Öfen, Brenner, Brutschränke und Autoklaven
• Klima- und Stabilitätskammern
• Kühlhäuser und Kühlschränke
• Datenlogger

• Anzeigefehler: die Differenz zwischen der Geräteanzeige und der Referenz
• Wiederholbarkeit: die Streuung wiederholter Ablesungen am selben Punkt
• Temperaturverteilung innerhalb des Volumens (in Kammern und Öfen): die Differenz zwischen dem heißesten und dem kältesten Punkt
• Zeitliche Stabilität: Schwankung um den Sollwert
• Der Einfluss des Emissionsgrads bei Infrarotgeräten

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.

• ISO/IEC 17025
• EURAMET cg-11 (digitale Thermometer)
• EURAMET cg-13 (Thermoelementkalibrierung)
• IEC 60751 (Widerstandsthermometer)
• ITS-90 Internationale Temperaturskala
• JCGM 100 (GUM — Unsicherheit)

• ISO/IEC 17025
• EURAMET cg-11 (digitale Thermometer)
• EURAMET cg-13 (Thermoelementkalibrierung)
• IEC 60751 (Widerstandsthermometer)
• ITS-90 Internationale Temperaturskala
• JCGM 100 (GUM — Unsicherheit)

1. 1Geräteannahme und EingangsprüfungDas Gerät wird angenommen; Zustand und Funktionsfähigkeit werden geprüft. Schäden oder Defekte werden vor der Kalibrierung gemeldet; die Kalibrierung eines defekten Geräts liefert kein aussagekräftiges Ergebnis.
2. 2Akklimatisierung an die UmgebungsbedingungenDas Gerät verbleibt im Labor, bis es sich an die Umgebung angeglichen hat. Eine Messung vor dem Ausgleich der transportbedingten Temperaturdifferenz ist fehlerhaft.
3. 3Vorbereitung des NormalsEin rückführbar kalibriertes Referenzthermometer, ein Trockenblock oder eine Klimakammer wird stabilisiert.
4. 4Festlegung der MesspunkteEs werden Punkte gewählt, die den Einsatzbereich des Geräts abbilden; nennt der Kunde einen kritischen Arbeitspunkt, wird dieser stets einbezogen.
5. 5Ablesung im stationären ZustandAn jedem Punkt wird das thermische Gleichgewicht zwischen Normal und Gerät abgewartet und es werden Wiederholmessungen vorgenommen. Diese Wartezeit ist der kritischste Schritt der thermischen Kalibrierung.
6. 6Berechnung der AbweichungFür jeden Punkt wird die Differenz zwischen Geräteanzeige und Referenzwert berechnet.
7. 7Aufstellung des UnsicherheitsbudgetsDie erweiterte Unsicherheit wird durch Kombination der Beiträge von Normalunsicherheit, Wiederholpräzision, Auflösung, Homogenität und Stabilität berechnet.
8. 8Ausstellung des KalibrierscheinsMessergebnisse, Abweichungen und Unsicherheitswerte werden in den Kalibrierschein eingetragen; auf Wunsch wird eine Konformitätsaussage mit vereinbarter Entscheidungsregel ergänzt.

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 des Referenzthermometers
• Die Stabilität (Drift) der Referenz seit ihrer Kalibrierung
• Temperaturhomogenität im Trockenblock oder Bad
• Zeitliche Stabilität und Schwankung
• Die Auflösung des Geräts
• Wiederholbarkeit
• Der durch die Eintauchtiefe verursachte Wärmeleitungseffekt

• 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 verwendete Methode: Vergleich oder Fixpunkt
• Eintauchtiefe und Sondenplatzierung
• Ein Lageplan der Messpunkte für Kammerkalibrierungen

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.

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.

• Feuchtekalibrierung