Zaufanie to podstawa

Średnie i duże firmy na całym świecie toczą nieustanną walkę, aby zwiększyć swoją dochodowość, usiłując tym samym spełnić rosnące wymagania co do jakości i niezawodności produktów. Względy środowiskowe mają także coraz większe znaczenie. Aby sprostać tym niełatwym wyzwaniom, konieczne jest zastosowanie precyzyjnych metod diagnostycznych procesu produkcyjnego. Maksymalną zdolność produkcyjną, a co za tym idzie, wydajność kosztów można osiągnąć wyłącznie dzięki optymalizacji procesowej. Czy jednak opracowano doskonałą i w pełni niezawodną technikę analiz?

Dokładność urządzenia pomiarowego

Wzorcowanie jest podstawą badania dokładności urządzenia pomiarowego. Zgodnie z jedną z definicji, wzorcowanie (inaczej: kalibracja) polega na określeniu różnicy pomiędzy wskazaniem przyrządu wzorcowego a wskazaniem przyrządu badanego (jednostki przeznaczonej do wzorcowania) z uwzględnieniem niepewności pomiaru dokonanego przyrządem wzorcowym. Badanie w losowo wyznaczonym punkcie zakresu pomiarowego nie jest wystarczające. Należy porównać wskazania dla kilku punktów testowych równomiernie rozmieszczonych w zakresie pomiarowym lub w zakresie działania badanej jednostki.

Na przykład, aby sprawdzić manometr lub przetwornik ciśnienia, należy dwukrotnie porównać z urządzeniem wzorcowym wskazania dla dziewięciu punktów testowych i określić odchylenie mierzonych wartości. Odchylenie daje pierwszą ocenę urządzenia pomiarowego. Poza zmierzonym odchyleniem, musi być również określona i udokumentowana odpowiednia niepewność pomiaru, aby w pełni spełnić wymaganie identyfikowalności wzorcowania. Dzięki temu można określić jakość przeprowadzonego wzorcowania. Mówiąc najogólniej, każdy użytkownik będzie natychmiast miał podejrzenia po usłyszeniu stwierdzenia typu „Dokładność sprzętu pomiarowego wynosi 0,001 bar – z niepewnością ±1 bar”. Dlatego też użytkownicy powinni zawsze otrzymywać informacje dotyczące niepewności pomiaru oraz świadectwo wzorcowania.

Ponieważ urządzenia wzorcowe mają znaczący wpływ na niepewność pomiaru, powinny mieć co najmniej trzykrotnie lepszą dokładność niż przyrząd wzorcowany.

Urządzenie wzorcowe

W zależności od wymagań względem dokładności, urządzenia wzorcowe działają na różnych zasadach. Wzorce podstawowe, które są zdefiniowane zgodnie z układem SI, stosowane są do uzyskania pomiaru o jak najmniejszej niepewności. Ciśnienie, definiowane jako stosunek siły do powierzchni, wytwarzane jest przez obciążenie tłoka ciężarkami o precyzyjnie określonej masie. W urządzeniach pomiarowych z obciążnikami można uzyskać niepewność pomiarową rzędu ppm. Wartości takie często znacznie przekraczają wymagania przemysłowe i w wielu przypadkach są nadmiarowe. Na następnym poziomie łańcucha identyfikowalności często do wzorcowania stosowane są wzorce robocze. Są one odniesione do urządzenia wzorcowego i pozwalają na bezpośrednie porównanie z wzorcami państwowymi. Podstawowym przyrządem porównawczym jest kontroler ciśnienia. Ponieważ można na nim ustawić w pełni automatycznie ciśnienie, wzorcowanie jest znacznie skuteczniejsze i tańsze. Zamiast ręcznego obciążania ciężarkami, sekwencja testowania może być sterowana w pełni automatycznie z wykorzystaniem komputera PC.

Identyfikowalność

Zgodnie z ogólną zasadą spójność pomiarowa wzorca musi być udokumentowana w świadectwie wzorcowania. Jest to jedyna metoda przekonania użytkownika, że przyrząd pomiarowy jest w pełni identyfikowalny w nieprzerwanym łańcuchu porównań (jeżeli to konieczne wieloetapowym) w odniesieniu do wzorca państwowego, np. w Niemczech w Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), a w Polsce w Głównym Urzędzie Miar (GUM). Możliwe jest bezproblemowe powiązanie wieloetapowe i bezpośrednie. W deklaracji przekazania przyrządów do przemysłu PTB wykorzystuje stworzone w tym celu laboratorium DKD. Laboratorium DKD ściśle współpracuje z PTB w zakresie przeprowadzania wzorcowania stosowanych przyrządów pomiarowych.

Wnioski

Bez względu na to jak wzorcowanie jest wykonywane w firmie, należy przeanalizować trzy przeciwstawne wymagania - dokładności, efektywności oraz ryzyka a następnie optymalnie zrównoważy je zgodnie ze specyficznymi wymaganiami danej firmy. Artykuł ten może dostarczyć pewnych wskazówek. Przy realizacji zadań najlepiej skontaktować się z producentem przyrządu pomiarowego lub z laboratorium wzorcującym. Na pewno chętnie udzielą fachowych porad i pomogą rozwiązać ten trudny problem.  

Tomasz Adamczewski − Menadżer Produktu
WIKA Polska S.A.

source: WIKA Polska