کالیبراسیون چیست؟Calibration
مجموعه ای از عملیات که تحت شرایط مشخصی برقرار می شود و رابطه ای بین مقادیر نشان داده شده توسط وسیله اندازه گیری و مقادیر متناظر آن کمیت توسط استاندارد مرجع را مشخص می نماید.کالیبراسیون دستگاه‌ها یکی از مؤثرترین راه‌ها برای پیگیری دقت و کیفیت اندازه گیری‌ها است.
اهمیت کالیبراسیون به اطمینان از اندازه‌گیری‌های دقیق کمک می‌کند و اندازه‌گیری‌های دقیق برای کیفیت، ایمنی و نوآوری بیشتر محصولات و خدماتی که هر روز استفاده می شود و به آنها تکیه می‌شود، اساسی است.
اهمیت کالیبراسیون قطعا در آینده بیشتر می شود. هرچه فناوری بیشتر پیشرفت می کند، اندازه گیری های دقیق تری نیاز است و اهمیت کالیبره کردن هم بیشتر می شود.
از مزایای کالیبراسیون می توان به بهبود ایمنی و همچنین صرفه جویی در هزینه و افزایش سودآوری با اجتناب از هزینه های پذیرش و رد کاذب محصولات، افزایش راندمان تولید و افزایش طول عمر تجهیزات اشاره کرد.
اهداف اصلی کالیبراسیون
• برای اطمینان از قرائت‌هایی که از دستگاه صورت می‌گیرد.
• برای تعیین درستی مقادیر خوانده شده از دستگاه.
• برای استقرار قابلیت ردیابی دستگاه به استانداردهای مرجع
هدف اصلی کالیبراسیون برقراری قابلیت ردیابی است.
قابلیت ردیابیtrace ability
مهمترین ویژگی که یک اندازه گیری باید داشته باشد وجود قابلیت ردیابی نتایج آن تا استانداردهای ملی و سپس بین المللی می‌باشد. وقتی سطح اطمینان و عدم قطعیت کلیه اندازه گیری‌ها بیان شود درستی و دقت نتایج اندازه گیری تضمین می‌گردد.
قابلیت ردیابی قابلیت ارتباط دادن مقدار یک استاندارد یا نتیجه یک اندازه گیری با مرجع‌های ملی یا بین المللی از طریق زنجیره پیوسته مقایسه‌ها که همگی عدم قطعیتی معین دارند.
شرایط محيطي كاليبراسيون
کالیبراسیون باید در مکانی انجام پذیرد که از نظر شرایط محیطی (دما، رطوبت، ارتعاش، فشار هوا، گرد و غبار، صدا، نور، امواج الکترومغناطیسی و غیره) تحت کنترل و مناسب باشد. باتوجه به استاندارد مرجع تجهیزات در شرایط محیطی متفاوتی کالیبره می شوند.
گستره نامی Nominal Range
گستره نشان دهنده ی دستگاه اندازه گیری که با تنظیم ویژه کنترلهای آن قابل حصول است.
پایداری Stability
توانایی دستگاه اندازه گیری در ثبات نگه داشتن مشخصه های اندازه شناختی خود نسبت به زمان
تفکیک پذیری Resolution
کوچکترین اختلاف میان نمایش های وسیله نمایشگر که بتوان آنها را بطور معنادار از هم تمیز داد.
• نحوه تعیین تفکیک‌پذیری برای تجهیزات دیجیتال
برای پیدا کردن تفکیک‌پذیری تجهیزات اندازه‌گیری با صفحه نمایش دیجیتال، فقط کافی است:
۱- حداقل رقم معنادار را پیدا کنید (آخرین عدد در سمت راست)؛
۲- کوچکترین تغییر افزایشی در ارقام نشانگر را تعیین کنید (به عنوان مثال ۱، ۲، ۵ و غیره)
• نحوه تعیین تفکیک‌پذیری برای تجهیزات آنالوگ
برای پیدا کردن تفکیک‌پذیری تجهیزات اندازه‌گیری با صفحه نمایش دیجیتال، فقط نیاز است:
۱- حداقل مقیاس فاصله‌ای را مشخص کنید (فاصله بین نشانگرهای مقیاس)؛
۲- عرض نشانگر مقیاس و عقربه آن را بررسی کنید (در صورتی که عقربه وجود دارد)؛
۳- تعداد دفعاتی که فاصله مقیاس‌های کنونی را می‌توان بر عرض عقربه یا عرض نشانگرها تقسیم کرد، را تعیین کنید (به عنوان مثال ۱، ۲، ۵ و غیره)؛
۴- تفکیک‌پذیری مقیاس فعلی را با مقدار تعیین شده در مرحله قبل تقسیم کنید.
• نحوه تعیین تفکیک‌پذیری برای تجهیزات اندازه‌گیری بدون مقیاس یا نمایشگر
برای پیدا کردن رزولوشن تجهیزات اندازه‌گیری بدون مقیاس یا نمایشگر (گیج بلوک و وزنه‌ها)، فقط کافی است:
۱- به گزارش کالیبراسیون تجهیزات اندازه‌گیری بدون مقیاس یا نمایشگر مراجعه کنید.
۲- مقدار اندازه‌گیری و عدم‌قطعیت آنها را بیابید.
۳- تعیین کنید کدامیک (مقدار اندازه‌گیری یا عدم‌قطعیت) تفکیک‌پذیری کمتری دارد.
۴- تفکیک‌پذیری کمتر را به عنوان تفکیک‌پذیری تجهیزات اندازه‌گیری بدون مقیاس یا نمایشگر انتخاب نمایید.
خطا Error
اختلاف نتیجه اندازه گیری و مقدار واقعی تجهیز مرجع می باشد.
تکرار پذیری Repeatability
به میزان نزدیکی بین نتایج اندازه گیری پی در پی از اندازه گیری که در شرایط یکسان(مجري يكسان ، دستگاه يكسان، آزمايشگاه يكسان و فاصله زماني كوتاه بين آزمونها) انجام شده باشد.
دقت Precision
میزان نزدیکی مجموعه ای از اندازه گیری های تکرار شده یا نتایج بدست آمده در همان شرایط تعریف شده (شرایط یکسان آزمایش) به یکدیگر است.
صحت Accuracy
میزان نزدیکی یک اندازه گیری یا نتیجه آزمایش به مقدار واقعی است. به بیان دیگر نشان می دهد که در بدترین حالت، یک مجموعه اندازه گیری با چه فاصله ای به مقدار واقعی نزدیک است
پسماند Hysteresis
پدیده‌ای است که وابستگی حالت فعلی یک سیستم به حالت‌های قبلی (مسیر تغییرات) آن را نمایش می‌دهد. به بیان دیگر وابستگیِ حالت (State) یک سیستم به گذشته‌اش است.
در سيستم‌هايي كه فاقد پسماند هستند ، در هر لحظه از زمان با توجه به مقدار ورودي مي‌توان مقدار خروجي را پيش بيني کرد . اما در سيستم‌هايي که داراي پسماند هستند اين کار غير ممکن است ، زيرا خروجي سيستم نه تنها به ورودي بلکه تا حدي به حالت دروني سيستم نيز بستگي دارد . لذا نمي‌توان خروجي سيستم را بدون مد نظر قرار دادن وضعيت قبلي ورودي يا بررسي حالت دروني سيستم پيش بيني کرد.
روا داري ( تلرانس) Tolerance
ماکزيمم يا مينيمم انحرافي است که ميتواند در مورد يک کميت اعمال شود.
نتایج کالیبره تجهیزات
تجهیزات اندازه گیری را از نظر کالیبراسیون و اندازه شناختی بر مبنای خطای مجاز می‌توان به سه دسته طبقه بندی کرد:
• تایید
خطای بدست آمده کمتر یا مساوی خطای مجاز باشد.
• مردود
بیشتر بودن خطای دستگاه از خطای مجاز، دستگاه مردود اعلام می شود و به این معنی است که حداقل الزامات اندازه شناختی توسط دستگاه رعایت نمی شود. در چنین مواردی نباید از دستگاه برای اندازه گیری استفاده کرد .
• مشروط
هنگامی که برخی از الزامات اندازه شناختی توسط دستگاه برآورده می‌شود.