« بازگشت به فهرست مقالات
چرا تجهیزات اندازه‌گیری و آزمون را کالیبره می‌کنیم
حسین طاهری
کارشناس الکترونیک / مدیرفنی شرکت دقت آزمای کارا، کرج، ایران / hosein-taheri@outlook.com
مازیار شفیعی
کارشناس فیزیک / مدیر کیفی شرکت دقت آزمای کارا، کرج، ایران / maziar-shafiei@outlook.com
چکیده
خیلی از مردم عملیات مقایسه برای دو تجهیز اندازه گیری را انجام می‌دهند و اگر هر دو تجهیز قرائت و اندازه‌گیری یکسانی داشته باشند، می‌گویند آنها کالیبره هستند. در واقع این تعریف کالیبراسیون نیست. این فقط یک اندازه‌گیری مقایسه‌ای ساده است. در واقع در این روش وجود ناهمخوانی در اندازه‌گیری‌ها مشخص می‌شود ولی اینکه کدام تجهیز درست و کدام تجهیز با خطا اندازه‌گیری کرده است مشخص نیست. مثلا اگر هر دو تجهیز دارای خطای یکسان و در یک جهت باشند شما متوجه آن نخواهید شد و در نتیجه شما هرگز متوجه نخواهید شد که آیا ابزار اندازه‌گیری شما از محدوده مجاز خارج شده است یا نه.
واژه‌های کلیدی
کالیبراسیون - آزمون – تجهیزات اندازه‌گیری – استاندارد مرجع
مقدمه
خیلی از ما وسایلی مانند: آون، مایکروویو یا وسایل دیگری داریم که زمان را بر حسب ساعت و دقیقه به ما نشان می‌دهند. اکثر ما در مکان‌هایی زندگی می‌کنیم که می‌بایست ساعت‌هایمان را حداقل دو بار در سال تغییر بدهیم یا مثلا بعد از قطع برق احتیاج به تنظیم مجدد برخی از آنهاست. وقتی شما می‌خواهید زمان را در یک دستگاه به‌خصوص تنظیم کنید از چه دستگاهی به عنوان مرجع زمان استفاده می‌کنید؟؟؟
آیا از ساعتی که ثانیه‌ها را نمایش می‌دهد استفاده می‌کنید !!!
ممکن است شما بخواهید برای تنظیم زمان در یک دستگاه دیجیتال به این صورت عمل کنید؛ وقتی که ساعت مرجع به اتمام دقیقه در حال شمارش می‌رسد (به ثانیه صفر می‌رسد) شما نیز در همان لحظه ساعت دستگاه خود را با ساعت مرجع تنظیم کنید که در واقع یک آزمایشگاه اندازه‌شناسی نیز از همین فلسفه پیروی می‌کند.
در واقع آنها چگونگی پیروی و نزدیکی ثانیه‌ها در مدت یک دقیقه دستگاه شما را با ثانیه‌شمار مرجع صحیح مشاهده و بررسی می‌کنند. آنها این بررسی را در چند نقطه مختلف در مقیاس اندازه‌گیری انجام می‌دهند. به طور عمده کالیبراسیون احتیاج به استانداردی دارد که حداقل درستی آن 3 مرتبه بیشتر از وسیله تحت کالیبراسیون باشد. در غیر اینصورت، شما عملیات کالیبراسیون را در محدوده تلرانس‌های مشترک و نزدیک به هم انجام داده‌اید که در نتیجه تلرانس‌های دستگاه مرجع شما می‌تواند در نهایت باعث شود شما دستگاهی را که در محدوده مجاز قرار دارد خارج از محدوده مجاز اعلام نمایید یا بالعکس. حالا برای روشن شدن مطلب به ادامه مقاله توجه کنید.
انتخاب تجهیز مرجع مناسب
برای یک کالیبراسیون موثر، استاندارد مرجع (تجهیز مرجع) باید از دستگاه تحت کالیبراسیون دقت و صحت بیشتری داشته باشد.
به منظور درک بهتر موضوع به مثال زیر توجه کنید:
دو دستگاه A و B داریم که ولتاژ 100 ولت را در محدوده 1 درصد مقدار قرائت‌شده اندازه‌گیری می‌کنند. در ولتاژ 480 ولت هر دو دستگاه در محدوده مجاز قرار دارند. در ولتاژ ورودی 100 ولت، دستگاه A مقدار 1/99 ولت و دستگاه B مقدار 9/100 ولت را نمایش می‌دهند. حال اگر شما دستگاه B را به عنوان دستگاه مرجع انتخاب کنید، دستگاه A با توجه نشان‌دهی آن، خارج از محدوده مجاز قرار می‌گیرد. هر چند اگر درستی دستگاه B برابر با 1/0 درصد مقدار قرائت شده باشد، بیشترین ولتاژی که دستگاه B در ولتاژ ورودی 100 ولت می‌تواند داشته باشد 1/100 ولت است. با این شرایط اگر دستگاه A را با دستگاه B (دستگاه مرجع) مقایسه کنیم، دستگاه A داخل تلرانس قرار می‌گیرد. همچنین مشاهده می‌کنیم که دستگاه A در انتهای بازه خطای مجاز قرار می‌گیرد.
تصحیح خطای دستگاه A، احتمالا این دستگاه را از قرائت خطا و اشتباه مصون نگه می‌دارد، نظر به اینکه دستگاه مذکور رانش معمول و نرمالی را در دوره‌های بعدی کالیبراسیون خواهد داشت.
شما در مورد تجهیز اندازه‌گیری خود جدی هستید؟ شما برندهای معتبر را خریداری می‌کنید و انتظار دارید دقت و صحت عملکرد مناسبی نیز داشته باشند؟ بعضی از کارشناسان دستگاه‌های دیجیتال خود را برای کالیبره شدن به آزمایشگاه‌های اندازه‌شناسی ارسال می‌کنند و شما شگفت‌زده می‌شوید که چرا چنین کاری می‌کنند. شرکت‌های کالیبراسیون واقعا چه کاری انجام می‌دهند؟ شاید فقط باتری عوض می‌کنند؟
این نگرانی‌ها قابل توجه هستند، مخصوصا وقتی شما دستگاه را برای انجام عملیات کالیبراسیون به بیرون از شرکت فرستاده‌اید و نمی‌توانید از آن استفاده کنید. اما بیایید برخی دیگر از نگرانی‌های مهم موجود را بررسی کنیم. برای مثال:
چه می‌شود اگر اتفاق یا حادثه‌ای باعث شود که دستگاه شما با درستی کمتری عمل کند؟
اگر شما در حال کار کردن با تلرانس‌های بسیار محدود باشید، اندازه‌گیری درست و با دقت برای داشتن عملکرد مناسب در پروژه‌های هنگفت یا سیستم‌های امنیتی امری حیاتی و ضروری است.
چه می‌شود اگر شما در حال جمع‌آوری داده‌هایی برای اهداف تعمیراتی و نگهداری باشید و برای یک اندازه مشخص از دو تجهیز اندازه‌گیری متفاوت استفاده کنید و بطور قابل توجهی در اندازه‌گیری‌ها اختلاف مشاهده کنید؟
کالیبراسیون، در خالص‌ترین و اصیل‌ترین حالت، مقایسه یک دستگاه با یک استاندارد شناخته شده است. در واقع عملیات کالیبراسیون مناسب شامل استفاده از یک استاندارد قابل ردیابی (مثلا NIST) می‌باشد، استانداردی که دارای تشریفات اداری بوده و به‌طور مناسب و درست با زنجیره‌ای از استانداردها قابل مقایسه باشد و در نهایت به استاندارد اصلی و برتری که به وسیله NIST نگهداری می‌شود مرتبط گردد.
ادامه مطلب...