Kalibracja - definicja, wskazówki i znaczenie

Kalibracja - definicja, wskazówki i znaczenie

14 maj 2021

Multimetr VC 155 jest dostępny w wersji z kalibracją i bez.

Bardzo często w ofertach multimetrów cyfrowych, oscyloskopów czy nawet zasilaczy można spotkać informację "skalibrowany”. Urządzenia z kalibracją są zwykle droższe od tych samych produktów bez kalibracji, jednak wyższa cena nie oznacze, że urządzenie mierzy dokładniej niż model nieskalibrowany. 

Decydujące znaczenie ma tolerancja pomiarów. Poniżej wyjaśniamy, czym dokładnie jest kalibracja i dlaczego niektórzy użytkownicy bezwzględnie potrzebują skalibrowanych urządzeń pomiarowych. 

 



 

Jak definiowane są tolerancje pomiarowe?

Przy odchyleniu 0,05 V zmierzona wartość nadal mieściłaby się w zakresie tolerancji.

Każde urządzenie pomiarowe podlega pewnym tolerancjom, których nie da się uniknąć ze względu na konstrukcję, tolerancję komponentów i warunki otoczenia. Te niedokładności pomiaru są niezależne od mierzonej wielkości fizycznej i prowadzą do mniej lub bardziej odchylonych   wyników pomiaru.

Jak duże mogą być odchyłki w poszczególnych zakresach pomiarowych, producenci określają w danych technicznych w postaci tolerancji np. ±0,9%. Dla napięcia 10,00 V odchylenie ±0,9% wyniosłoby maksymalnie ±0,09 V. Wynik pomiaru musiałby zatem mieścić się w przedziale 9,91 i 10,09 V.

Błędy wskazań w zliczeniach są następnie dodawane do dokładności podstawowej. Są one również określana  przez producenta. Błędy wyświetlania zależą od zakresu pomiarowego i maksymalnej liczby zliczeń urządzenia pomiarowego.

Oto przykład: 
Miernik z 2000 zliczeniami może wyświetlać zakres 0 - 1999. Punkt dziesiętny jest zmienny. Oznacza to, że napięcia do 1,999 V mogą być wyświetlane z trzema miejscami po przecinku. Napięcia do 19,99 V są wyświetlane z dokładnością do 2 miejsc po przecinku. W zakresie do 199,9 V wyświetlane jest jedno miejsce po przecinku, a dla napięć powyżej 200 V na wyświetlaczu nie są widoczne miejsca po przecinku. Rozdzielczość, czyli najmniejsza możliwa do wyświetlenia zmiana napięcia, jest również określana za pomocą miejsc dziesiętnych. 

W zakresie pomiarowym do 20 V rozdzielczość wynosi 10 mV na zliczenie (20 V : 2000 zliczeń = 0,01 V/ zliczenie).

Jeśli dla miernika z 2000 zliczeniami w zakresie do 20 V określono dokładność ± (0,9% + 4 zliczenia), wynik pomiaru dla napięcia 10,00 V może odbiegać maksymalnie o ± 0,13 V (0,09 V + 4 x 0,01 V). Wyświetlana wartość pomiarowa będzie zatem zawierać się w przedziale od 9,87 V do 10,13 V.



 

Czym jest kalibracja?

Kalibrator podaje napięcie pomiarowe, a  miernik je wyświetla.

Kalibracja polega na porównaniu dokładnie określonej zmiennej wejściowej, zwanej wzorcem, z wynikiem pomiaru badanego systemu pomiarowego. Wzorzec musi być co najmniej 5 razy dokładniejszy niż urządzenie pomiarowe, które ma być testowane.

Nawiązując do powyższego przykładu pomiaru, kalibrator podaje napięcie pomiarowe np. 10,00000 V i sprawdza, czy urządzenie pomiarowe wskazuje wynik w granicach dokładności. Następnie przeprowadza się kolejne pomiary w tym samym zakresie napięć lub z inną mierzoną zmienną.

Odchylenia wyników pomiarów są zapisywane w protokole kalibracji. Protokół ten jest później dołączany do urządzenia pomiarowego.

Ważne: 
Podczas kalibracji rejestrowane są dokładnie tylko odchylenia wyników pomiarów. Nie następuje ingerencja w urządzenie pomiarowe w celu zminimalizowania odchyleń. 



 

Kto potrzebuje kalibrowanych przyrządów pomiarowych?

Wysoki standard jakości wymaga skalibrowanego sprzętu pomiarowego.

Hobbyści, którzy w wolnym czasie budują układy elektroniczne i sterowniki, będą potrzebowali dobrych przyrządów pomiarowych, ale niekoniecznie skalibrowanych. Podobnie, multimetr w skrzynce narzędziowej mechanika samochodowego lub technika grzewczego nie koniecznie musi posiadać certyfikat kalibracji. 

Inaczej wygląda sytuacja, gdy firmy, instytucje, urzędy i przedsiębiorstwa przemysłowe są certyfikowane zgodnie z normą ISO 9001 lub podobną.  Ze względu na obowiązujące przepisy i w ramach wymaganego zapewnienia jakości, zakłady te muszą w pełni udokumentować zarejestrowane wyniki pomiarów, jak również identyfikowalne wzorcowanie urządzeń pomiarowych.

 



 

Kto może wykonać kalibrację?

 

Dzięki temu certyfikatowi możemy kalibrować urządzenia pomiarowe.

Sprawdź serwis kalibracji

To, czy laboratorium pomiarowe jest w stanie prawidłowo i kompetentnie przeprowadzić proces wzorcowania przy użyciu odpowiedniego wyposażenia badawczego, jest regularnie sprawdzane przez jednostkę akredytującą i certyfikowane.

Conrad Electronic posiada certyfikowane laboratorium kalibracyjne i dlatego jest w stanie kalibrować przyrządy pomiarowe. W naszym asortymencie przede wszystkim multimetry cyfrowe i mierniki cęgowe VOLTCRAFT są kalibrowane w zakresie prądu, napięcia i rezystancji.

Przyrządy pomiarowe, które nie mogą być skalibrowane we własnym zakresie, są przekazywane do naszego partnera Testo. Przeprowadzamy kalibrację dla ponad 30 grup urządzeń i dla ponad 100 różnych zmiennych pomiarowych. 

 



 

Jak przeprowadzana jest kalibracja?

Rejestrator klimatu rejestruje temperaturę i wilgotność.

 Zanim przyrząd pomiarowy zostanie skalibrowany, musi mieć wystarczająco dużo czasu na aklimatyzację. Kalibrację przeprowadza się w temperaturze 22° C (± 1,5°C) i przy wilgotności względnej 50% (±10%). Dlatego przyrządy przechowywane są w pomieszczeniu kalibracyjnym przez co najmniej 12 godzin.

Procedurę przeprowadza się za pomocą kalibratora, który jest w stanie wygenerować bardzo dokładne wartości napięć i prądów lub rezystancji. Sterowanie przez program na komputerze ułatwia obsługę i minimalizuje błędy w ustawieniach. 

Zmierzone wartości są odczytywane i wprowadzane do programu kalibracji

Po wprowadzeniu typu urządzenia pomiarowego program kalibracyjny wie, jakie zakresy pomiarowe należy sprawdzić i jak duży może być maksymalny dopuszczalny odchył pomiarowy.

W protokole kalibracji znajdują się takie informacje, jak nazwa firmy, numer klienta, numer seryjny lub numery inwentarzowe. Następnie program komputerowy określa zakres pomiarowy, na który należy przełączyć przyrząd pomiarowy. Wartość odczytana na wyświetlaczu przyrządu pomiarowego jest teraz wprowadzana do komputera.

Program kalibracyjny oblicza rzeczywiste odchylenie wyświetlanej wartości pomiarowej i decyduje, czy odczytana wartość mieści się jeszcze w granicach tolerancji, czy już nie. Następnie kalibrator wyprowadza kolejną wartość pomiarową.
Wartość ta musi być również odczytana i wprowadzona przez pracownika odpowiedzialnego za kalibrację. W niektórych przypadkach sprawdzanych jest kilka wartości pomiarowych dla każdego zakresu pomiarowego (np. przy ok. 10% i 90% zakresu pomiarowego).

Krok po kroku przeprowadzane są wszystkie wymagane pomiary, a zmierzone wartości są rejestrowane. Jeśli wszystkie wyniki pomiarów mieszczą się w zakresie tolerancji, przyrząd pomiarowy zostaje zaplombowany naklejką i odesłany do klienta wraz z protokołem kalibracji.



 

Procedura w przypadku wystąpienia błędu

Wartości poza tolerancją są wyświetlane na czerwono.

Kalibracja zawsze przeprowadzana jest do końca, nawet w sytuacji, gdy jedna lub więcej zmierzonych wartości znajduje się poza tolerancją pomiaru. Służy później jako dowód na istnienie błędu pomiarowego.

Następnie urządzenie pomiarowe jest ponownie regulowane. Podczas tego ponownego ustawienia, które odbywa się za pomocą potencjometru regulacyjnego w urządzeniu lub za pomocą oprogramowania, wartość wskazania jest zmieniana w taki sposób, aby ponownie mieściła się w dopuszczalnym zakresie tolerancji.
Po zmianie ustawień urządzenia  przeprowadzana jest druga kalibracja w celu zarejestrowania poprawności ponownego wyregulowania.

Przyrządy pomiarowe, których nie można ponownie wyregulować i których pomiary są poza granicami tolerancji, nie powinny być stosowane w firmach posiadających certyfikat ISO 9001.

 



 

Jak długo ważna jest kalibracja?

Nasza rekomendacja jest dołączona do urządzenia za pomocą naklejki.
 

W momencie kalibracji urządzenie pomiarowe spełnia swoje wymagania i wyświetla prawidłową wartość. Jednak elementy techniczne ulegają jednak starzeniu i zużyciu. W związku z tym można założyć, że odchylenia pomiarowe będą się zwiększać wraz z czasem i częstotliwością użytkowania.

Z tego powodu należy przeprowadzać regularne kalibracje. Zalecamy odnowienie kalibracji po 12 miesiącach. Jeśli jednak urządzenie uległo awarii i wymagało naprawy, należy niezwłocznie przeprowadzić kalibrację. 



 

Kalibrowany sprzęt kalibracyjny

Oczywiście, nie tylko urządzenia testowe naszych klientów muszą być regularnie kalibrowane. Używane przez nas kalibratory są również sprawdzane i kalibrowane w regularnych odstępach czasu. Urządzenia pomiarowe, za pomocą których testowane są nasze kalibratory, muszą być wielokrotnie dokładniejsze od kalibratorów, które już są bardzo dokładne. Tylko w ten sposób jakość łańcucha kalibracji może być utrzymana i udokumentowana w sposób bezproblemowo identyfikowalny.



 

Często zadawane pytania dotyczące kalibracji

Jaka jest różnica między certyfikatem DakkS a certyfikatem ISO?

Aby zapewnić jakość i niezawodność w pomiarach przemysłowych, akredytowane laboratoria kalibracyjne pracują pod nadzorem Niemieckiej Jednostki Akredytacyjnej (DakkS). Akredytacja DakkS oznacza, że wydawane certyfikaty są ważne na całym świecie i gwarantują najwyższą precyzję dzięki metrologicznej identyfikowalności.

Kalibracja według ISO (International Organization for Standardization) jest bardziej opłacalną alternatywą dla certyfikatów DakkS. Niemniej jednak, wzorcowanie ISO uwzględnia wszystkie istotne i specyficzne dla danej branży przepisy, normy i wytyczne.

Równolegle wielu producentów przeprowadza wzorcowanie zgodnie z normą fabryczną przy produkcji przyrządów pomiarowych. Ma to na celu zapewnienie jakości produktów i zgodności z granicami tolerancji. Podczas regulacji fabrycznej nie wystawia się pisemnych dowodów ani certyfikatów.

Jaka jest różnica między kalibracją a wzorcowaniem?

Kalibracja polega na porównywaniu dokładnej wartości wejściowej z wartością wyjściową urządzenia pomiarowego i dokumentowaniu odchyleń. Wartości wejściowe mogą opisywać zarówno wielkości fizyczne, jak i elektryczne. Wartościami wyjściowymi mogą być sygnały elektryczne, ale również zwykłe odczyty. Kalibracje wykonywane są przez certyfikowane instytucje.

Wzorcowanie jest kontrolą jakości i oznakowaniem zgodnie z przepisami dotyczącymi kalibracji, dlatego podlega przepisom prawnym. Jest obowiązkowe dla urządzeń pomiarowych, które są używane do wyceny. Należą do nich na przykład wagi w sklepach mięsnych lub wskaźniki paliwa w pompach benzynowych i cysternach. Wzorcowanie wykonują pracownicy Urzędu Miar.

Jaka jest różnica między kalibracją a regulacją?

Podczas kalibracji określane i zapisywane są tylko odchylenia od wartości nominalnej do wartości rzeczywistej. Nie ma żadnej ingerencji w badane urządzenie.

Podczas regulacji wartości na wyświetlaczu są zmieniane tak, aby wyświetlany był prawidłowy wynik. W zależności od typu i konstrukcji regulowanego przyrządu pomiarowego, regulacja może być przeprowadzona mechanicznie lub elektronicznie.

Jak często należy kalibrować multimetry?

Nie ma żadnych regulacji prawnych w tym zakresie. Producenci przyrządów wydają zalecenia, po jakim czasie urządzenie powinno zostać ponownie skalibrowane. Okres ten wynosi zazwyczaj 1 rok. Na życzenie klienta przyrządy pomiarowe mogą być jednak kalibrowane w krótszych odstępach czasu.

Czy protokół wzorcowania musi być zawsze dołączony do urządzenia pomiarowego?

Świadectwo wzorcowania musi być szybko dostępne w przypadku kontroli. Dlatego sensowne jest dołączenie certyfikatu do przyrządu pomiarowego. Jeżeli przyrządy pomiarowe są używane w niekorzystnych warunkach i istnieje ryzyko uszkodzenia dokumentów kalibracyjnych, lepszym rozwiązaniem jest centralne przechowywanie w biurze. W każdym przypadku dokumenty muszą być natychmiast dostępne w razie kontroli.

 Produkty kalibrowane w Conrad Electronic

W Conrad Electronic dostępna jest szeroka oferta skalibrowanych przyrządów pomiarowych i zasilaczy. Poniżej przedstawiamy wybór najważniejszych grup produktów. 
 

Cyfrowe multimetry

Oscyloskopy 

Analizatory widma

 

 

Obciążenia elektroniczne

 Generatory funikcji

 Anemometry

 

Suwmiarki

 Zasilacze laboratoryjne stołowe

 

Ostatnio dodane

Koronawirus - aktualne informacje

15 dni temu

Koronawirus - aktualne informacje

Nowe zasilacze Pro 2 Wago dla przemysłu 4.0 

15 dni temu

Nowe zasilacze Pro 2 Wago dla przemysłu 4.0 

Nowe multimetry stołowe Voltcraft do zastosowań w produkcji seryjnej

15 dni temu

Nowe multimetry stołowe Voltcraft do zastosowań w produkcji seryjnej

Stacje lutownicze TOOLCRAFT dla każdego obszaru zastosowań

15 dni temu

Stacje lutownicze TOOLCRAFT dla każdego obszaru zastosowań

Komponenty do automatyzacji Phoenix Contact

15 dni temu

Komponenty do automatyzacji Phoenix Contact

Przenośny oscyloskop 3 w 1 JOY-iT DMSO2D72

23 dni temu

Przenośny oscyloskop 3 w 1 JOY-iT DMSO2D72

Nowa, kieszonkowa kamera termowizyjna VOLTCRAFT WBP-80

23 dni temu

Nowa, kieszonkowa kamera termowizyjna VOLTCRAFT WBP-80

Naucz się poprawnie lutować

23 dni temu

Naucz się poprawnie lutować

Złączki zaciskowe Wago 221 z dźwignią sterującą

14 maj 2021

Złączki zaciskowe Wago 221 z dźwignią sterującą

Zestaw bitów Basetech

11 maj 2021

Zestaw bitów Basetech