Калибровка средств измерений в метрологии

Калибровка средств измерений играет важную роль в обеспечении качества и эффективности процессов, где измерения являются неотъемлемой частью работы и обеспечивает надежность и точность данных, полученных при их помощи.

Что такое калибровка и зачем она нужна

В метрологии калибровка средств измерений — это процесс проверки и настройки приборов точного измерения для обеспечения их точности и соответствия установленным стандартам. 

Приборы могут терять точность со временем или из-за воздействия внешних факторов, поэтому регулярная калибровка необходима для поддержания их работоспособности. Это важно в таких отраслях, как медицина, производство, научные исследования, где точность измерений имеет критическое значение.

Отличие калибровки от поверки и градуировки

Все три понятия в метрологии имеют как схожую природу, так и существенные отличия. Градуировка, калибровка и проверка измерительного прибора — это процессы, которые дополняют друг друга и взаимосвязаны между собой.

1. Калибровка — настройка и регулировка. Выполняется после поверки, если обнаружились показания вне допустимого предела.
2. Поверка — проверка прибора на соответствие стандартам. Показания сравнивают с установленными значениями. Если результат находится в пределах допустимой погрешности, прибор считается работоспособным.
3. Градуировка — добавление шкалы или калибровочной таблицы к измерительному прибору для улучшения точности.

Где применяется калибровка

Калибровка средств измерений используется в различных сферах.

1. На производствах калибровка используется для контроля качества материалов, деталей и изделий. Точные измерения играют решающую роль в производстве автомобилей, электроники, медицинского оборудования, аэрокосмической промышленности и других сферах. Калибровка позволяет гарантировать соответствие продукции стандартам качества и безопасности.
2. В здравоохранении точные измерения жизненно важны для диагностики, лечения и мониторинга состояния пациентов. Медицинское, лабораторное оборудование и другие инструменты должны проходить регулярную калибровку для обеспечения точности результатов. 
3. В научных лабораториях и исследовательских учреждениях точные измерения являются основой для получения достоверных результатов и выводов. 
4. В энергетической отрасли, включая нефтегазовую промышленность и возобновляемые источники энергии, калибровка средств измерений необходима для точного учета потребляемой и производимой энергии, контроля за энергоэффективностью и безопасностью производства. 
5. В авиации и авиационной промышленности точные измерения играют ключевую роль в техническом обслуживании воздушных судов, а также в контроле качества и надежности самолетов и их компонентов.

Основные этапы калибровки

Этот процесс включает несколько важных этапов, которые необходимо строго соблюдать для достижения высоких результатов:

1. Подготовка к процедуре — проверяется оборудование перед работой и при необходимости производится его регулировка.
2. Процедура калибровки. Сам процесс калибровки осуществляется различными методами измерения, включая прямые, сравнительные с эталоном и косвенные методы.
3. Сравнение с эталоном. Проводится за счёт одновременного измерения одной и той же физической величины эталоном и калибрируемым средством измерения. Затем сравнивают два показателя и вычисляют погрешность калибрируемого прибора.
4. Регулировка. Представляет собой выравнивание измерительного прибора до тех пор, пока его показатели не будут соответствовать эталонному значению или не составят отклонение, которое не превышает пределы погрешности. 
5. Оформление результатов. Результат калибровки средств измерений в метрологии удостоверяют калибровочным знаком, который наносят прямо на прибор измерения. Далее оформляется сертификат и делается соответствующая запись в документах.

Виды калибровки

Существует несколько способов калибровки измерительных приборов.

1. Первичная калибровка. Осуществляется сразу же перед вводом средства в эксплуатацию или после ремонта прибора. Является обязательной.
2. Периодическая калибровка. Проводится регулярно в соответствии с установленным графиком или требованиями. Частота периодической калибровки зависит от типа прибора, его использования, условий эксплуатации и предписаний производителя.
3. Внутренняя — представляет собой процедуру, при которой сам прибор автоматически корректирует свои измерительные характеристики на основе встроенных ресурсов и алгоритмов. 
4. Внешняя калибровка — проводится в специализированной лаборатории или уполномоченном сервисном центре с применением эталонов высокой точности.

Кто проводит калибровку?

Калибровка проводится только специальными органами, где работают специалисты, прошедшие аттестацию.

• Аккредитованные метрологические лаборатории. Это специализированные учреждения, которые обладают необходимым оборудованием, опытом и квалификацией персонала для выполнения широкого спектра калибровок разных типов приборов с высокой точностью. 
• Внутренние метрологические службы предприятий. Некоторые предприятия и организации имеют такие службы, что позволяет проводить калибровку средств измерения на самом объекте без обращения к внешним аккредитованным лабораториям. Однако для обеспечения независимости и объективности результатов калибровки периодически предприятия все равно обращаются к внешним аккредитованным лабораториям.

Требования и нормативы к калибровке

Калибровка – процесс который требует большой точности, поэтому проводится в строгом соответствии с международными нормативами.

ГОСТы и международные стандарты

• ГОСТ ИСО/МЭК 17025-2009 «Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий» устанавливает главные требования к построению, содержанию и изложению способов калибровки средств измерений в метрологии. 
• Международный стандарт ISO/IEC 17025 даёт возможность лабораториям показать компетентность и повысить уровень доверия к проведенной работе не только на национальном уровне, но и глобальном. Стандарт обеспечивает широкое признание результатов измерений между странами.

Документирование процесса калибровки

Документирование включает в себя запись всех этапов и результатов калибровки.

После проведения калибровки измерительного прибора выписывается сертификат о калибровке. В документе указываются:

• данные о калибровщике,
• данные об измеряемом приборе,
• указывается дата выдачи,
• проставляется печать организации либо калибровочное клеймо.

В редких случаях данные о калибровке заносится в паспорт изделия. Это делается для дополнительного подтверждения качества изделия.

Срок действия и периодичность калибровки

Согласно международному стандарту частота калибровки приборов не регламентируется, но указываются рекомендованные интервалы калибровки, которые выполнены на риске неточных измерений. Рекомендуется делать калибровку средств измерений один раз в год. Для высокочувствительных приборов (медицинские, космические и т. п.) проверка требуется чаще – раз в три месяца.

Список источников

1. Захаров И. П., Кузнецов В. А., Петров С. И. Калибровка средств измерений температуры в лабораторных условиях // Измерительная техника. – 2018. – № 5. – С. 45-48.
2. Крутиков В. Н., Сафронов А. Г., Иванов П. П. Современные методы калибровки электронных средств измерений // Датчики и системы. – 2019. – № 12. – С. 22-27.
3. ГОСТ Р 8.000-2015. Государственная система обеспечения единства измерений. Основные положения. М.: Стандартинформ, 2015. – 12 с. (Этот ГОСТ является основополагающим документом в области калибровки).
4. Сергеев, А. Г. Метрология: учебное пособие для вузов / А. Г. Сергеев. – Москва: КноРус, 2016. – 480 с. (В учебнике есть главы, посвященные калибровке).

Изображение от freepik