کالیبراسیون چیست؟
کالیبراسیون نیرو قرائت یک ابزار اندازه‌گیری نیرو را با نیرویی مرجع دارای ردیابی مستند مقایسه می‌کند. برای دستگاه‌های آزمون مواد، این کار طبق ISO 7500-1 انجام می‌شود و به دستگاه یک رده دقت اختصاص می‌یابد.
چرا انجام می‌شود؟
هدف این است که مقادیر استحکام به‌دست‌آمده از آزمون‌های مواد قابل‌اعتماد باشد. خطا در نتیجه آزمون کشش مستقیماً بر تصمیم پذیرش مواد تأثیر می‌گذارد.
بر چه دستگاه‌هایی؟
- دستگاه‌های آزمون کشش-فشار (یونیورسال)
- سلول‌های بار (load cell)
- نیروسنج‌ها و دینامومترها
- سختی‌سنج‌ها (سیستم اعمال نیرو)
- پرس‌ها و دستگاه‌های فشار
- حلقه‌های اثبات و مبدل‌های مرجع
کمیت‌های اندازه‌گیری‌شده
- خطای نمایش: در جهت افزایش و کاهش نیرو
- تکرارپذیری و بازتولیدپذیری
- خطای بازگشت به صفر
- هیسترزیس (خطای بازگشت)
- تفکیک‌پذیری
- تخصیص رده دقت (ISO 7500-1: رده ۰.۵ / ۱ / ۲ و غیره)
بازه کالیبراسیون
فاصله کالیبراسیون با هیچ استانداردی تثبیت نشده و قاعده کلی‌ای مانند «سالی یک‌بار» وجود ندارد. این فاصله با سنجش هم‌زمان توصیه سازنده، تواتر و شرایط کاربری، بحرانی‌بودن اندازه‌گیری، روند رانش در نتایج کالیبراسیون‌های پیشین و الزام قانونی احتمالی تعیین می‌شود. ILAC-G24 / OIML D10 روش‌های این تعیین را شرح می‌دهند. رویکرد درست آن است که با فاصله‌ای معقول آغاز و سپس بر پایه نتایج بعدی آن را بلندتر یا کوتاه‌تر کنیم: دستگاه پایدار فاصله بلندتر و دستگاه دارای انحراف فاصله کوتاه‌تر می‌گیرد.
روش و قابلیت ردیابی
- ISO/IEC 17025
- ISO 7500-1 (دستگاه‌های آزمون مواد)
- ISO 376 (مبدل‌های اندازه‌گیری نیرو)
- EN 12390-4 (دستگاه‌های آزمون فشار بتن)
- JCGM 100 (GUM — عدم قطعیت)
روش و قابلیت ردیابی
- ISO/IEC 17025
- ISO 7500-1 (دستگاه‌های آزمون مواد)
- ISO 376 (مبدل‌های اندازه‌گیری نیرو)
- EN 12390-4 (دستگاه‌های آزمون فشار بتن)
- JCGM 100 (GUM — عدم قطعیت)
فرآیند کالیبراسیون
- 1پذیرش دستگاه و بررسی اولیهوضعیت فیزیکی دستگاه از نظر سایش و آسیب بررسی می‌شود. در ابزارهای ابعادی، تمیزی سطوح اندازه‌گیری نیز کنترل می‌گردد.
- 2شرطی‌سازی با شرایط محیطیدستگاه در دمای آزمایشگاه به تعادل می‌رسد. در اندازه‌گیری ابعادی، اختلاف دما از راه انبساط حرارتی ماده مستقیماً به خطای اندازه‌گیری بدل می‌شود.
- 3آماده‌سازی استانداردهای مرجعوزنه‌ها، بلوک‌های مرجع، دستگاه وزن مرده یا مبدل مرجع دارای ردیابی مستند آماده می‌شود.
- 4پیش‌بارگذاری و کنترل صفردر کالیبراسیون نیرو، گشتاور و توزین، دستگاه چند بار تا بار کامل بارگذاری و باربرداری و سپس نقطه صفر کنترل می‌شود.
- 5قرائت در نقاط اندازه‌گیریدر نقاط نماینده بازه اندازه‌گیری، قرائت در جهت افزایشی و کاهشی انجام می‌شود؛ پسماند (هیسترزیس) بدین‌ترتیب تعیین می‌گردد.
- 6اندازه‌گیری‌های تکرارپذیریهمان نقطه به‌طور مکرر اندازه‌گیری می‌شود؛ در کالیبراسیون توزین، کنترل خروج از مرکز (موقعیت بار) نیز انجام می‌گیرد.
- 7اعمال تصحیح‌هاتصحیح‌های شتاب گرانش، نیروی شناوری هوا و دما لحاظ می‌شود؛ نادیده‌گرفتن آن‌ها در اندازه‌گیری‌های دقیق انحراف جدی پدید می‌آورد.
- 8عدم قطعیت و گواهیبودجه عدم قطعیت تدوین و نتایج در گواهی درج می‌شود؛ در صورت درخواست، اظهار انطباق همراه با قاعده تصمیم افزوده می‌گردد.
عدم قطعیت اندازه‌گیری
هر نتیجه کالیبراسیون همراه با عدم قطعیت اندازه‌گیری ارائه می‌شود؛ نتیجه بدون عدم قطعیت ناقص است. عدم قطعیت بر پایه رویکرد GUM (JCGM 100) بودجه‌بندی می‌شود: عدم قطعیت مرجع، تکرارپذیری، تفکیک‌پذیری، اثرهای محیطی و پایداری دستگاه ترکیب می‌گردد. در گواهی، عدم قطعیت بسط‌یافته همراه با ضریب پوشش (معمولاً k = ۲) و سطح اطمینان تقریبی درج می‌شود. کمترین عدم قطعیت قابل اعلام، به توان اندازه‌گیری و کالیبراسیون (CMC) در دامنه تأییدصلاحیت محدود است و بهتر از آن اعلام نمی‌شود.
- عدم قطعیت و رانش مبدل نیروی مرجع
- اثر دما و ضریب دمایی مبدل
- اثر بارگذاری خارج از محور (جانبی)
- تکرارپذیری و هیسترزیس
- تفکیک‌پذیری دستگاه
- سفتی اجزای اتصال
محتوای گواهی
- اطلاعات آزمایشگاه و شماره گواهی
- مشتری و شناسه دستگاه کالیبره‌شده: مارک، مدل، شماره سریال
- تاریخ کالیبراسیون و تاریخ صدور گواهی
- روش کالیبراسیون اعمال‌شده یا ارجاع به دستورالعمل
- استانداردهای مرجع به‌کاررفته و اطلاعات ردیابی
- شرایط محیطی حین کالیبراسیون (دما، رطوبت و در صورت لزوم فشار)
- نقاط اندازه‌گیری، مقادیر مرجع و قرائت‌های دستگاه
- انحراف‌های محاسبه‌شده
- عدم قطعیت بسط‌یافته اندازه‌گیری و ضریب پوشش
- پرسنل انجام‌دهنده و تأییدکننده کالیبراسیون
- بازه و جهت نیروی کالیبره‌شده (کشش/فشار)
- رده دقت اختصاص‌یافته (در صورت اعمال ISO 7500-1)
- اجزای اتصال استفاده‌شده
- اینکه اندازه‌گیری در کدام موقعیت ستون/تیغه متحرک دستگاه انجام شده
بیانیه انطباق و محدودیت‌ها
گواهی کالیبراسیون گواهی انطباق نیست. کالیبراسیون انحراف دستگاه را می‌سنجد و گزارش می‌کند؛ آن را اصلاح نمی‌کند و نمی‌گوید دستگاه «درست» است. برای تصمیم درباره مناسب‌بودن دستگاه برای کاربرد، باید رواداری (معیار پذیرش) تعریف شود و این رواداری را کاربر تعیین می‌کند، نه آزمایشگاه. اگر اظهار انطباق خواسته شود، ISO/IEC 17025 بند ۷-۸-۶ الزام می‌کند که پیشاپیش بر سر یک قاعده تصمیم توافق شود که نحوه لحاظ‌کردن عدم قطعیت در تصمیم را تعریف کند؛ اظهار انطباق بدون توجه به عدم قطعیت گمراه‌کننده است. افزون بر این، گواهی وضعیت را در زمان کالیبراسیون نشان می‌دهد: کاربری، حمل یا ضربه پس از آن می‌تواند وضعیت دستگاه را تغییر دهد و گواهی آن را پوشش نمی‌دهد. اگر روی گواهی تاریخ کالیبراسیون بعدی درج شده باشد، این تاریخ تصمیم آزمایشگاه نیست بلکه یادآوری بر پایه فاصله اعلام‌شده از سوی مشتری است.
تأیید صلاحیت
کالیبراسیون در چارچوب ISO/IEC 17025 انجام می‌شود؛ این استاندارد صلاحیت فنی، بی‌طرفی و ردیابی اندازه‌شناختی آزمایشگاه را الزامی می‌کند. تأیید صلاحیت بر پایه روش و بازه اندازه‌گیری داده می‌شود: کمیت یا بازه‌ای که در پیوست دامنه آزمایشگاه نیامده باشد تأییدصلاحیت‌شده نیست و برای آن اندازه‌گیری نمی‌توان گواهی دارای نشان تأیید صلاحیت صادر کرد. در دامنه، کمترین عدم قطعیت قابل ارائه آزمایشگاه (CMC) نیز تعریف شده است و بهتر از آن اعلام نمی‌شود. EUROLAB دارای تأیید صلاحیت بین‌المللی بر پایه ISO/IEC 17025 از نهادهای عضو توافق‌نامه ILAC است؛ اینکه دستگاه شما در دامنه تأییدصلاحیت‌شده کالیبره می‌شود یا نه، در مرحله پیشنهاد قیمت کتباً تأیید می‌گردد.
دامنه و اختیاراتکالیبراسیونهای مرتبط
پرسش‌های متداول
آیا جهت‌های کشش و فشار باید جداگانه کالیبره شوند؟
بله، اگر دستگاه در هر دو جهت استفاده شود. با تغییر جهت بارگذاری، رفتار اجزای اتصال و لقی‌های مکانیکی متفاوت می‌شود؛ کالیبراسیون انجام‌شده در یک جهت برای جهت دیگر معتبر شمرده نمی‌شود.
رده دقت به چه معناست؟
ISO 7500-1 دستگاه را بر اساس انحراف اندازه‌گیری‌شده، تکرارپذیری و خطای صفر به یک رده اختصاص می‌دهد. استاندارد آزمون قابل‌اعمال معمولاً یک رده حداقلی الزامی می‌کند؛ برای مثال، در آزمون‌های کشش فلز، نتیجه به‌دست‌آمده با دستگاهی زیر رده مشخصی پذیرفته نمی‌شود.
آیا کالیبراسیون دستگاه من را تصحیح می‌کند؟
تصحیح نمی‌کند. کالیبراسیون انحراف را اندازه‌گیری و گزارش می‌کند؛ تصحیح آن عملیاتی جداگانه (تنظیم) است و باید جداگانه درخواست شود. هنگام انجام تنظیم، روش صحیح این است که نتایج پیش و پس از تنظیم به‌طور جداگانه گزارش شوند.
آیا می‌توانم از گواهی تشخیص دهم که دستگاهم از تلورانس خارج شده است؟
گواهی انحراف و عدم قطعیت را ارائه می‌دهد؛ تلورانس را خودتان تعیین می‌کنید. اگر بیانیه انطباق می‌خواهید، باید معیار پذیرش و قاعده تصمیم‌گیری خود را از پیش اعلام کنید؛ تصمیم قبول/رد بدون در نظر گرفتن عدم قطعیت گمراه‌کننده است.