کالیبراسیون به زبان خیلی ساده!

کالیبراسیون چیست؟

طبق تعریف استاندارد ملی ایران، کالیبراسیون عبارت است از مقایسه یک ابزار اندازه گیری با یک استاندارد معتبر، تعیین میزان خطای این ابزار نسبت به استاندارد و در صورت لزوم تنظیم یا تعمیر مجدد دستگاه. به زبانی ساده، کالیبراسیون کنترل صحت وسیله اندازه گیری در مقایسه با مرجعی تایید شده است. هر ابزاری که برای اندازه ‌گیری به کار می ‌رود باید کالیبره باشد.

کالیبراسیون کارآمدی دستگاه یا مواد مرجع را به وسیله انجام مقایسه مستقیم مشخص می ‌کند. ممکن است بسیاری گمان کنند اجرای فرایند کالیبراسیون فقط باعث هدر رفت هزینه و زمان است. این افراد لازم است بدانند که هرگونه عدم قطعیت در اندازه گیری، باعث تشخیص نادرست و ایجاد حوادث ناگواری خواهد شد!

چرا کالیبراسیون مهم است؟

کالیبراسیون کمک می کند تا جهان ایمن باشد. ممکن است این موضوع در نگاه اول کمی عجیب به نظر برسد. اما جالب است بدانید روزانه میلیون ها عملیات کالیبره بی سر و صدا برای اجرای منافع ما اجرا می شود. مثلا هنگامی که روی صندلی هواپیما نشسته اید و منتظر پروازی آرام هستید یا از کنار یک مرکز هسته ای عبور می کنید یا حتی وقتی با خیال راحت از دارویی استفاده می کنید، تمامی سیستم ها و فرآیندهای پیش روی شما باید به طور مرتب کالیبره شوند تا شما از حوادث دور بمانید. بنابراین هیچکس نمی تواند بگوید کالیبراسیون مهم نیست!

گذشت زمان، فرسودگی و حوادث غیر مترقبه باعث می‌ شوند قابلیت ردیابی نتایج در دستگاه ها زیر سؤال برود و نیازمند تأیید دوباره باشند. در اغلب موارد، عدم قطعیت دستگاه ها و ابزار مختلف، نسبت به زمان و با استفاده های مکرر زیاد می شوند. اما تشخیص رشد تدریجی عدم قطعیت برای کاربران عادی به آسانی امکان پذیر نیست و نیاز به بازرسی و تشخیص یک ناظر کنترل کیفیت دارد.

کار کردن با ابزارهای کالیبره به محقق کمک می کنند که به نتایج حاصل از تحقیقات خود اطمینان داشته باشد. بداند که این نتایج ناشی از تغییرات واقعی پدیده ها هستند؛ نه ناشی از نادرستی تخمین و عدم قطعیت در اندازه گیری.

اهمیت کالیبراسیون از چه زمانی مطرح شد؟

مطمئنا در طول تاریخ، کالیبراسیون همواره دغدغۀ بشر بوده است، حتی اگر روی آن نامی غیر از این گذاشته باشند. اما یکی از اولین اقداماتی که در سطح ملی در این حوزه انجام گرفت، در حدود 100 سال قبل در استرالیا توسط مرجع ملی آزمون استرالیا (NATA) بود.

کمی بعد، پس از جنگ جهانی دوم، گام هایی توسط ژاپن در مسیر تنظیم اسنادی برای کالیبره کردن ابزار برداشته شد. اواخر سال 1996 در بریتانیا سازمانی تحت عنوان BCS برای عرضه خدمات کالیبراسیون در سطح ملی تأسیس گردید.

این سازمان که از سمت دولت پشتیبانی می شد، تصمیم گرفت که به جای تأسیس زنجیره آزمایشگاه های دولتی کالیبراسیون در سراسر کشور، شرایط دیگری را وضع کند. مطابق با این شرایط، آزمایشگاه های موجود در صنایع، دانشگاه ها و مراکز دولتی می توانستند مجوز صدور مجوزهای معتبر و موثق کالیبراسیون را در صورت موفقیت در آزمونی دشوار دریافت کنند.

این موضوع سبب شد امکان دریافت گوهینامه های معتبر برای خریدارهای تجهیزات و ابزارهای اندازه‌گیری فراهم شود تا استانداردهای ملی، همواره قابل ردیابی باشند. امروزه مهم ترین استانداردهایی که به موضوع ابزار کالیبره می پردازند عبارتند از: ISO10360، ISO3599، DIN865  و DIN861

12

دقیــقه مطالعه

دانلود مجموعه استاندارد ایزو ISO نسخه ۲۰۱۷

سازمان بین‌المللی استانداردسازی (به انگلیسی: The International Organization for ...

كدام دستگاه ‌ها بايد کاليبره شوند؟

هر دستگاه یا وسیله ای که در اندازه‌گيری کاربرد دارد، باید کالیبره باشد. این تجهیزات بايد به صورت دوره ای كاليبره شوند و برای آن ها گواهی كاليبراسيون صادر شده و ضميمه دستگاه شود.

توجه داشته باشید که كاليبره كردن همه تجهيزات لازم نيست. چرا که برخی ابزار فقط به عنوان «نشان دهنده» مورد استفاده قرار می گيرند. لزومی برای کالیبره بودن تجهیزاتی که برای تشخيص و آشكارسازی موارد مهم به كار نمی روند، نیست. اگر ابزاری برای تعيين قابليت پذيرش محصول و يا عوامل موثر در فرايند آزمون کاربرد نداشته باشد، كاليبراسيون آن ضروری نیست.

قدم به قدم با کالیبراسیون

کالیبره کردن تجهیزات اندازه گیری امری حساس است. از این رو اگر قصد دارید همواره ابزاری کالیبره داشته باشید، باید حساب شده عمل کنید. در هنگام کالیبراسیون دستگاه، سعی کنید که مراحل زیر را به ترتیب اجرا کنید:

مرحله اول: کدگذاری

ابتدا لازم است ابزار اندازه گیری مختلف، با حوصله و دقت کافی کد گذاری شوند. البته فقط کدگذاری کافی نیست. لازم است برای تجهیزات شناسنامه تهیه کنید و ليست کامل آن ها را به تفکیک شناسه داشته باشید.

مرحله دوم: طبقه بندی

پس از کدگذاری لازم است تجهيزات اندازه‌گيری را از نظر کاليبراسيون طبقه بندی کنید. این طبقه بندی می تواند بر اساس معیارهای مختلفی انجام گیرد. اهمیت، فاصله زمانی (دوره تناوب کالیبراسیون)، هزینه و دشواری مهم ترین پارامترهایی هستند که باید به آن ها توجه کنید.

مرحله سوم: تعیین حد مجاز خطا

هیچگاه نمی توان از تجهیزات اندازه گیری، انتظار دقت بی نهایت داشت. با توجه به درجه دقت مورد نیاز شما، همواره مقداری خطا وجود دارد. البته تعیین حد مجاز خطا به عهده شماست. برای کالیبره کردن دستگاه ها، حد مجاز خطا را با توجه به کاربرد مورد نظر تعیین کنید.

مرحله چهارم: انتخاب کاليبره کننده

یکی از مهم ترین مراحل پیش روی شما، انتخاب کالیبره کننده است. ممکن است بسیاری از مراکز و یا حتی افراد این ادعا را بکنند که در کالیبراسیون خبره هستند. این پیش آگاهی شماست که می تواند در مسیر انتخاب به شما کمک کند. در بخش های بعدی به نکات انتخاب کالیبره کننده خواهیم پرداخت.

مرحله پنجم: اجرای کاليبراسيون

در این مرحله با اجرای آزمایش، درصد خطای دستگاه مشخص می شود و عمليات کاليبراسيون اجرا می شود. یعنی با مراجعه به استاندارد و تجربه، دستگاه تنظیم می شود و یا در صورت داشتن عیوبی پایه ای، برای تعمیر فرستاده می شود. در آخر گواهی و برچسب كاليبراسيون صادر شده و نصب می شود.

مرحله ششم: ثبت سوابق کاليبراسيون

حفظ و نگهداری سوابق کالیبراسیون مهم است. این اهمیت وقتی آشکار می شود که بازرسین مراکز مختلف اقدام به نظارت بر تجهیزات می کنند. سوابق کالیبراسیون از مستندترین و معتبرترین سوابقی هستند که بر سلامت کامل تجهیزات دلالت می کنند. در ضمن، اگر قصد فروش دستگاه خود را داشته باشید، این مدارک برای شما اهمیت خواهند داشت.

مثال هایی از تجهیزات کالیبراسیون

تجهیزات کالیبراسیون شبکه های برق فشار قوی

انـواع دستـگاه های عیب یاب کابـل ماننـد مـدل سیار SBT10 شامـل دستـگاه کابـل سوز، مولد ضربه ای، فرستنده FLS، رفلکتورگراف سـری LMG، دستگاه گیرنده سـری FLE، بوبین ژئوفون (میکروفون زمین)، دستگاه عیب یاب فشـار قوی SPG40K ، دستـگاه عیب یاب فشـار قوی و متوسط شامـل کابـل سوز سـری SWG1000  و…

تجهیزات کالیبراسیون الکتریکی و الکترونیکی

آمپرمتر، اهم متر، ولت متر، کالیبراسیون دورسنج، کالیبراسیون صوت سنج، کالیبراتور برق، فانکشن سنج ژنراتور، اسیلوسکوپ، آنالیزو مدولاسیون، مولتی متر، سیگنال ژنراتور، کلمپ متر، تایمر ، کرنومتر، کانتر فرکانس و…

تجهیزات کالیبراسیون دما و رطوبت

انواع نشان دهنده ها و شبیه سازهای دما، نشان دهنده های RTD – PT Series، شبیه سازهای الکتریکی PT-RTD Series، دماسنج های معمولی و عقربه ای دو فلزی، دماسنج های مقاومتی، انواع ترموکوپل ها، محیط های دمایی (حمام، کوره، آون، فریزر، یخچال، بن ماری، اتوکلاو)، دماسنج های تابشی، هویه و انواع کالیبراتور دما ، ترمومتری ثبات دما  و…

تجهیزات آزمون غیرمخرب NDT

آشکارسازهای التراسونیک، آشکار سازهای جریان گردابی، ضخامت سنج های التراسونیکی، مایعات نافذ و …

12

دقیــقه مطالعه

روش های بازرسی غیرمخرب (NDT)

تست های غیر مخرب جایگاه ویژه ای در انواع بازرسی دارند و امروزه بخش عظیمی از بازر...

هرم کالیبراسیون

هرم كاليبراسيون ساختار فنی و اجرایی کالیبره کردن را به صورت سلسله مراتب اهمیت نشان می دهد. همان طور که مشخص است، سیستم یکاهای SI مهم ترین استانداردی است که هر کالیبره کننده ای باید به آن قائل باشد.

قابلیت ردیابی کالیبراسیون

قابلیت ردیابی کالیبراسیون، درست مانند شجره آن است! از پایین ترین سطح هرم کالیبراسیون تا رسیدن به استانداردهای SI باید قابلیت ردیابی وجود داشته باشد. یعنی این فرایند باید از طریق یک زنجیره ناگسستنی به بخش SI مربوط شوند. یک فرایند کالیبراسیون که قابل ردیابی است، همیشه با اطمینان از اندازه گیری ها و داده های صحیح به بهبود کنترل فرآیند و تحقیقات کمک می کند.

چه زمانی دستگاه ما نیاز به کالیبره کردن دارد؟

دقت داشته باشید که کالیبراسیون باید به صورت مداوم و در فواصل زمانی بهینه بر روی دستگاه ها اجرا شود. برای تعیین فواصل زمانی کالیبراسیون مجدد، باید به درصد صحت مورد انتظار از ابزار اندازه گیری توجه داشته باشید. این درصد با توجه به مشخصات دستگاه و استراتژی های شرکت اجرایی قابل تعیین است. هر چه درصد صحت کارکرد دستگاه بالاتر از حد مجاز باشد، شانس وقوع خطا و اندازه گیری نادرست از سمت دستگاه کمتر خواهد بود.

برخی از کاربران این درصد را به منظور اطمینان بیشتر از کنترل کیفیت اندازه گیری، 95 درصد و یا بیشتر انتخاب می کنند. انتخاب این درصد کاملا قرار دادی است و آسان ترین انتخاب قابل قبول بین 85 تا 90 درصد است. البته باز هم ذکر می کنیم که این میزان بستگی به سیاست و خط مشی کنترل کیفیت شرکت مربوطه دارد.

مهم ترین عواملی که در حداقل زمان فواصل زمانی کالیبره کردن موثر هستند، عبارتند از:

• نوع وسیله و برند آن
• پیشنهاد و توصیه کارخانه سازنده در دفترچه های راهنما
• روند داده های حاصل شده از سوابق کالیبراسیون قبلی
• سوابق تعمیر و نگهداری دستگاه
• گستره زمانی به کارگیری و تعداد دفعات استفاده از دستگاه
• مدت زمان عمر دستگاه
• تغییرات شرایط محیطی (مانند دما، رطوبت، ارتعاشات)

کاليبراسيون در چه مکانی اجرا می شود؟

این فرایند می تواند در مکانی که وسيله اندازه گيری مورد استفاده است انجام شود. البته پیشنهاد متخصصین این است که این فرایند در آزمايشگاه های مرجع اجرا شود. اما کالیبراسیون در محل مزایای زیر را دارد:

• به حداقل رسیدن تنش های ناشی از جابجايی دستگاه
• هزینۀ کمتر
• اطمینان کاربران از حفاظت دستگاه های خود
• سرعت بالای فرایند
• عدم انقطاع در عملکرد دستگاه

نکته ای که باید به آن توجه شود این است که ابزار کالیبراسیون نباید خیلی جابجا شوند. از این رو بهتر است مکان خاصی در شرکت یا کارخانه به این امر اختصاص داده ‌شود تا ضمن اینکه تمام مراحل کالیبره کردن در آن جا انجام می گیرد، تمام تجهیزات استاندارد و مبنا نیز در آنجا نگهداری شوند. بهتر است این محل تهویه مناسبی داشته باشد و نسبت به گرما و سرمای شدید ایزوله باشد.

اهمیت برچسب گذاری

همه دستگاه های تست، بازرسی و آزمون باید دارای برچسب كالیبراسیون باشند. روی این برچسب حتماً باید نام و کد شناسایی دستگاه،  تاریخ كالیبره کردن و انقضای اعتبار آن ذکر شود. مُهر آزمایشگاه كالیبره كننده بر روی آن باشد و در جایی كه به وضوح مشاهده شود نصب شود. همچنین اگر دستگاه مشکلی داشت، محدودیت های کاربرد و استفاده از دستگاه نیز ذکر شود.

 طبقه بندی برچسب های کالیبراسیون عبارتند از:

• برچسب مخصوص استانداردهای اولیه به رنگ قرمز
• برچسب مخصوص استانداردهای ثانویه به رنگ طلایی
• برچسب مخصوص استانداردهای كاری به رنگ سبز
• برچسب مخصوص كلیه دستگاه های متفرقه به رنگ سفید
• برچسب (No CALIBRATION REQUIRED) NCR مربوط به تجهیزاتی كه نیاز به كالیبراسیون ندارند.
• برچسب CALIBRATION BEFORE USE) CBU) مربوط به تجهیزاتی كه به ندرت استفاده میشوند.

برای اطمینان بیشتر، پیشنهاد می شود شماره سریال استانداردهایی که برای کالیبره کردن ابزار به کار رفته اند، شرایط محیطی در حین کالیبراسیون، نام شخصی که عمل کالیبراسیون را انجام داده است، جزئیات تمامی تنظیمات، خدمات، تعمیرات و تغییراتی که انجام شده است نیز درج شوند.

اعتبارسنجی کالیبراسیون

روش کالیبراسیون باید قابل اعتماد باشد. اعتبار سنجی یعنی یک فرآیند کالیبراسیون، کاملا بررسی شده و مطابق با الزامات اندازه گیری فنی و کنترل کیفیت جهانی پذیرفته شده است. ISO / IEC 17025 استاندارد بین المللی کیفیت سنجی است که آزمایشگاه های کالیبره کردن در آن معتبر هستند.

همواره یک سری خدمات اعتبار بخشی توسط سازمان های مستقل که مجوز انجام این کار را دارند، منتشر می شوند. هر کشور بزرگ حداقل یک ارائه دهندۀ اعتبارنامه دارد. برای مثال، در آمریکا، برنامۀ ملی اعتبار سنجی آزمایشگاه داوطلبانه NVLAP ،A2LA و LAB ارائه دهندگان اعتبارنامۀ کالیبره کردن هستند.

در بریتانیا، سرویس اعتبار بخشی انگلستان (UKAS) ارائه دهنده این اعتبارنامه است. معمولا توافق نامه های بین المللی، این اطمینان را می دهند که به محض اعتبارسنجی فرآیند کالیبراسیون در یک کشور، هرگونه کالیبراسیون ناشی از آن فرایند می تواند در تمام کشورها و بدون هیچ الزام اضافی پذیرش شود.

عوامل موثر بر هزينه تمام شده

قیمت تمام شده این فرایند، بستگي به روش و تعداد تجهیزات مورد بررسی دارد. در روش های مختلف کاليبراسيون هزينه ها متغير است؛ از این رو در این بخش توضيحاتی در مورد انواع روش هاي کاليبراسيون ارائه می دهیم.

به طور کلی سيستم های کاليبراسيون را می توان به چهار دستۀ زير طبقه بندی کرد:

کاليبراسيون برای بازرسی و تصحيح

در این نوع کالیبره کردن، هدف این است که تصحیح صورت گیرد. یعنی با توجه به نتايج حاصل از بازرسی، حتما تصحيح اعمال می شود. البته تا زمانی که خطا در حدود قابل قبول سيستم اندازه گيری باشد، نيازی به تصحيح نيست و از وسيله اندازه گيری می توان استفاده کرد. اما اگر خطای مقادير مورد اندازه گيری از حدود قابل قبول بيشتر باشند، اعمال تصحیح لازم ضروری است. این نوع کالیبره کردن بیشترین هزینه را دارد.

کاليبراسيون صرفا برای بازرسی

گفتیم که اگر پس از اعمال بازرسی خطای مقادير مورد اندازه گيری در حدود تعريف شده باشد، از دستگاه می توان استفاده کرد. توجه کنید که تصحيح و يا تعمير دستگاه معمولا گران تمام می شود. بنابراین سعی کنید با با بازرسی های دوره ای از وجود خطا در محدوده مجاز اطمینان حاصل کنید و فقط در صورت نیاز سراغ تعمیر و تصحیح بروید.

کاليبراسيون فقط به منظور تصحيح

در اين روش بازرسی انجام نمی شود، اما تصحیح حتما باید انجام گیرد. برای مثال تصحيح نقطه صفر ابزار اندازه گيری که به صورت دوره ای اجرا می شود و امری ضروری است. هزینه این نوع کالیبراسیون و نوع صرفا بازرسی، بسته به اجرا کننده آن می تواند متفاوت باشد.

به کدام شرکت کالیبراسیون اعتماد کنیم؟

در کشور ما فقط شرکت هایی که از اداره استاندارد ملی ایران مجوزهای لازم را دارند، صلاحیت صدور گواهی نامه کالیبراسیون مورد تایید اداره استاندارد را دارند. توجه کنید اگر گواهی کالیبراسیون توسط شرکت های بدون مجوز صادر شده باشد، هیچ ارزشی نزد بازرسین اداره استاندارد ندارد.

همچنین اگر برای طی مراحل قانونی شرکت خود، نیاز به تایید اداره استاندارد دارید، حتما از شرکت های تجهیزات آزمایشگاهی مورد تایید اداره استاندارد گواهی کالیبراسیون دریافت نمایید.

یکی از مهم ترین مواردی که در انتخاب شرکت کالیبراسیون اهمیت دارد، داشتن استاندارد ISO17025 است. استفاده از یک آزمایشگاه دارای این استاندارد اجباری نیست، اما توسط متخصصین توصیه می شود.  

به طور کلی خصوصیات موثر در انتخاب شرکت های فعال در زمینه کالیبراسیون و کنترل کیفی عبارتند از:

• داشتن مجوز معتبر ارائه خدمات کنترل کیفی
• رعایت کلیه ضوابط و الزامات اجباری تعیین شده از اداره استاندارد
• دارا بودن پروانه اشتغال خدمات کنترل کیفی تجهیزات تصویر برداری از سازمان انرژی اتمی ایران
• رعایت ضوابط مرتبط با اسکوپ و تعرفۀ تعیین شده از سوی مراجع مربوطه
• انجام آزمون های کنترل کیفی طبق زمان بندی اعلام شده از اداره استاندارد
• داشتن سوابق اجرایی درخشان
• آشنایی با الزامات و دستورالعمل های PM (نگهداشت پیشگیرانه) بر طبق استانداردهای اجرایی بین المللی
• کادر فنی مجرب و کارآزموده در زمینه های تخصصی مربوطه
• بانک اطلاعات قوی از استانداردهای تجهیزات پزشکی ملی و بین المللی
• دستگاه های اندازه گیری دقیق با قابلیت ردیابی تا استانداردهای بین المللی
• ارائه گزارش های آماری دقیق و فنی

منابع

جزمی، محسن . عدم قطعيت اندازه گيري در روشهاي کاليبراسيون و آزمون با رويکرد کاربردي براي آزمايشگاه هاي کاليبراسيون و آزمون . (1386).
سیلوا، جی.ام.اس ؛ آذرپرا، جواد . مبانی مترولوژی (ابعاد، جرم، فشار، نیرو، دما، الکتریک و عدم قطعیت اندازه‌گیری)

www.masy.com