Od kilkunastu lat w Polsce stosowane jest nazewnictwo dotyczące usług weryfikacji dokładności przyrządów pomiarowych świadczonych przez laboratoria, które zostało dostosowane do międzynarodowego i europejskiego nazewnictwa i standardów. Pomimo tego nadal wiele osób nie tylko stosuje niepoprawne nazewnictwo, ale także błędnie definiuje czym jest wzorcowanie (czyli inaczej kalibracja) oraz czym jest strojenie (określone jako adiustacja).

W całej sytuacji nie pomaga również to, że wiele przedsiębiorstw, a nawet producentów aparatury kontrolno-pomiarowej, również stosuje błędną terminologię i przez to przyczynia się do dalszego utrwalania błędów. W tym artykule postaramy się wyjaśnić wszelkie wątpliwości i odpowiedzieć na najczęściej zadawane pytania dotyczące zależności wzorcowania i strojenia.

Na wstępie spróbujemy w prosty i przystępny sposób zdefiniować czym są i czym nie są poszczególne usługi świadczone w tym zakresie. Pełna definicja powyższych zwrotów znajduje się m.in. w międzynarodowym słowniku terminów metrologicznych: “Międzynarodowy Słownik Terminów Metrologii Prawnej”.

Definicje uproszczone

• Wzorcowanie inaczej kalibracja (z ang. Calibration) - to operacja polegająca na ustaleniu wartości wskazywanych przez przyrząd wzorcowany w stosunku do odpowiadającym im wartościom wzorca miar. Aktualnie należy używać zwrotu “wzorcowanie”, które stosowane jest w miejsce zwrotu “kalibracja”, ale jest z nim tożsame (oznacza to samo).
• Strojenie inaczej adiustacja (z ang. Adjustment) - to operacja polegająca na przywróceniu przyrządu pomiarowego do stanu, w którym jego dokładność pomiarowa jest zgodna z danymi technicznymi określonymi przez producenta albo błędem akceptowalnym przez użytkownika. Aby spełnić określone wymagania metrologiczne, przyrządy muszą być dostosowane do specyficznych norm i standardów. Pełna definicja powyższych zwrotów znajduje się m.in. w dokumencie: “Międzynarodowy Słownik Terminów Metrologii Prawnej” str. 17, wydany przez Główny Urząd Miar i dostępny pod adresem: gum.gov.pl
  
  

Różnice w praktyce

Aby ułatwić wytłumaczenie zależności między wzorcowaniem i adiustacją, spróbujemy posłużyć się praktycznymi przykładami.

Przyrządy wykorzystywane do wzorcowania w dziedzinach takich jak zdrowie, bezpieczeństwo, ochrona środowiska, prawa konsumentów, a także do poboru opłat i kontroli celnej, odgrywają kluczową rolę w zapewnieniu dokładności pomiarów.

Wzorcowanie / kalibracja przyrządów pomiarowych

Przyrządy pomiarowe poddaje się wzorcowaniu w specjalistycznych laboratoriach wzorcujących, które są wyposażone w odpowiednie urządzenia i mają odpowiednio przeszkolony personel do przeprowadzania takich procedur w określonych warunkach. Takie laboratoria są wyposażone w odpowiednie urządzenia jakimi są kalibratory, wzorce i mają warunki pozwalające na precyzyjne kalibracje i testy zgodnie z określonymi normami. W Polsce akredytowane laboratoria wzorcujące działają niezależnie lub jako część większych instytucji, takich jak Główny Urząd Miar (GUM). Wzorcowanie może być również przeprowadzane przez międzynarodowe laboratoria, jeśli wymaga tego specyfika przyrządu lub wymogi międzynarodowych norm i standardów.

W Polsce przyrządy te mogą być wzorcowane w Merserwis, które posiada i rozwija akredytowane laboratorium wzorcujące (numer akredytacji AP 215) tym samym oferując kompleksowe usługi w tym zakresie, w tym również usługi wzorcowania wyjazdowego, gdzie pomiary są przeprowadzane bezpośrednio u klienta.

Za pomocą zadajnika napięcia o wysokiej dokładności (którego używamy jako wzorca), zadajemy napięcie o ustalonej wartości np. 100.00V, a następnie z podłączonego do tego zadajnika woltomierza (który wzorcujemy) odczytujemy wskazaną na nim wartość (np. 100.1V). Takie działanie powtarzamy dla kilku wartości napięcia (kilku wzorcowanych punktów) i dla każdego z tych punktów określamy różnicę wartości pomiędzy wartością wzorca i wartością odczytaną z przyrządu wzorcowanego.

Końcowym rezultatem całego procesu jest wystawienie świadectwa wzorcowania, które posiada tabelę z wynikami pomiarów i dodatkowe informacje dotyczące dat wykonania badania, użytych wzorców itp. Dokument wzorcowania jakim jest świadectwo zawiera również informacje dotyczące wskazania wartości wielkości zmierzonej, wzorzec pomiarowy, błąd pomiaru lub poprawkę oraz niepewność pomiaru. Jak wyjaśniono, wzorcowanie wykonywane jest zawsze w kilku (najlepiej co najmniej trzech) punktach, wybranych odpowiednio do zakresu pomiarowego wzorcowanego miernika i/albo możliwości technicznych laboratorium.

W naszym przykładzie dla woltomierza, który mierzy napięcie od 0 do 300V mogą to być, np. punkty: 100.00V, 200.00V, 300.00V.

T1 Przykładowa, uproszczona tabela z wynikami otrzymanymi podczas kalibracji:

Jeśli wyniki nie wskazują na żadne nieprawidłowości, wzorcowanie można uznać za wykonane.

Może jednak zdarzyć się, że wyniki otrzymanie w trakcie wzorcowania znacząco odbiegają od oczekiwanych wartości. W takim przypadku informacja ta jest przekazywana zleceniobiorcy, który powinien określić jak postąpić dalej z danym przyrządem. Zazwyczaj dostępne są trzy możliwości:

• Dopuszczenie przyrządu z aktualnymi błędami (jeśli błędy takie są akceptowalne dla zleceniodawcy)
• Wycofanie przyrządu z użytku jako niesprawny
• Zlecenie wykonania osobnej usługi strojenia (adiustacji) która przywróci dokładność pomiarową zadeklarowaną przez producenta

W tym miejscu należy wyraźnie zaznaczyć, że wzorcowanie (kalibracja) nie obejmuje usługi strojenia (adiustacji), a najczęściej zleceniodawcy uważają, że kalibracja również obejmuje adiustację. Poniżej przedstawimy scenariusz, w którym przyrząd będzie wymagać strojenia.

T2 Przykładowa, uproszczona tabela z wynikami wzorcowania kwalifikującymi do strojenia.

Strojenie / adiustacja aparatury pomiarowej

Po wykonaniu pierwszego wzorcowania (przykład opisany powyżej) okazało, że wartości wskazywane przez przyrząd wzorcowany znacząco odbiegały od oczekiwań. T2 Przykładowa, uproszczona tabela z wynikami wzorcowania kwalifikującymi do strojenia.

Jeśli laboratorium wykonujące wzorcowanie posiada wiedzę i możliwości techniczne wykonania strojenia (adiustacji) tego przyrządu (bo nie zawsze jest to możliwe), proponowane jest wykonanie osobnej usługi strojenia (adiustacji) dla tego przyrządu. Proces strojenia realizowany jest różnie w zależności od rodzaju przyrządu wzorcowanego, a także procedury zakładanej dla takiej czynności przez jego producenta.

Często wykonanie strojenia wymaga znacznie więcej czasu i pracy niż samo wzorcowanie. Przykładowo dla woltomierza mierzącego napięcia od 0 do 300V, jak wykazano wzorcowanie może być wykonane tylko w 3 punktach. W przypadku strojenia producent może wymagać wyregulowania wskazań przyrządu pomiarowego podlegającemu strojeniu w kilkunastu punktach, np. co każde 10V od 0 do 300V. W przypadku naszego woltomierza oznaczało by to zasymulowanie i odczytu wartości zmierzonej w 30 punktach, a następnie dla każdego z tych punktów wykonanie regulacji (strojenia), aby wskazania woltomierza były jak najbardziej dokładne.

Po zakończeniu procesu strojenia przyrządu, należy wykonać jego ponowne wzorcowanie, które pozwoli zweryfikować czy wykonana adiustacja przyniosła zakładany efekt.

Czy wynik wzorcowania może być błędny?

Wynik wzorcowania przyrządu pomiarowego nie może być błędny, ponieważ wzorcowanie co do zasady nie ustala czy wyniki wskazane przez przyrząd wzorcowany są poprawne czy błędne (za nielicznymi wyjątkami). Na świadectwie wzorcowania nie umieszcza się więc oceny wyniku wzorcowania czy oceny poszczególnych pomiarów.

Wzorcowanie ustala jedynie jakie są wskazania urządzenia wzorcowanego w porównaniu z wartościami wzorcowymi. Inaczej można powiedzieć, że wzorcowanie opisuje stan zastały w przyrządzie bez wprowadzania w nim żadnych zmian.

Czy błędne wskazania oznaczają, że miernik jest zepsuty / niesprawny?

Za przyrząd pomiarowy uznaje się taki, który nie pozwala na wykonanie pomiarów w trakcie wzorcowania lub jest uszkodzony. Przyrządy pomiarowe, takie jak wodomierze, gazomierze oraz wagi automatyczne i nieautomatyczne, mogą być uznane za niesprawne, jeśli mają pękniętą obudowę, nie włączają się, wskazują zawsze tę samą wartość bez względu na wzorcową wartość, lub niepoprawnie działają w jednej z kilku, osobnych funkcji pomiarowych w przyrządach wielofunkcyjnych.

W powyższych przypadkach świadectwo wzorcowania nie jest wystawiane, a urządzenie uznaje się za niesprawne.

Czy źle wskazujący przyrząd może otrzymać świadectwo wzorcowania?

Urządzenie wskazujące wartości z pewnym błędem nie może być uznane automatycznie za niesprawne, ponieważ w niektórych przypadkach błąd może być przez jego użytkownika uznany za nieistotny.

Przykład: Termometr mierzy temperaturę w zakresie 0-100 st.C z dokładnością +/- 1 stopni C określoną przez producenta. W trakcie wzorcowania wykazano, że pomiar temperatury wykonany tym termometrem obarczony jest błędem +/- 3 stopnie C. Ponieważ świadectwo kalibracji nie zawiera pisemnej deklaracji co do poprawności działania, a użytkownik w procesie technologicznym zakłada dokładność +/- 5 stopni C to może on uznać, że urządzenie może być przez niego stosowane jako spełniające jego wymagania. Oznacza to, że celem bezpośrednim wykonania usługi wzorcowania jest określenie ew. błędów, a w gestii użytkownika pozostaje to, czy błędy takie są dla niego akceptowalne i uznaje on miernik za właściwy do jego zastosowania. Warto również wspomnieć, że wzorcowanie termometrów może być przeprowadzone zarówno w laboratorium, jak i na miejscu u klienta.

W laboratoriach wzorcujących obowiązuje niepisana zasada, że zawsze wtedy, kiedy wyniki pomiarowe znacząco odbiegają od oczekiwanych wskazań, zleceniodawca jest o tym informowany przez personel laboratorium przed wystawieniem końcowego dokumentu kalibracji jakim jest świadectwo. Jeśli to możliwe oferowane jest dodatkowo wykonanie usługi strojenia (adiustacji) takiego miernika.

Czy kalibracja obejmuje regulację miernika?

Jak już wyjaśniliśmy wzorcowanie jest tożsame z kalibracją. Powszechnym błędem jest zakładanie, że kalibracja (czyli wzorcowanie) nie tylko polega na porównaniu wartości, ale także w przypadku błędnych wskazań na usunięciu takich błędów.

Warto również wspomnieć o legalizacji przyrządów pomiarowych, która obejmuje weryfikację i certyfikację urządzeń pomiarowych, aby zapewnić, że spełniają one wymagania pomiarowe określone przez Ministra Gospodarki. Tryb ten dotyczy urządzeń używanych w różnych obszarach, takich jak: opieka zdrowotna, bezpieczeństwo, środowisko, prawa konsumentów, czynności pobierania opłat i kontrola celna.

Prawdopodobnie wynika to z błędu językowego. W języku angielskim słowo Calibration tłumaczone jest na polski jako Wzorcowanie (nie kalibracja jak mogło by się wydawać).

W języku polskim słowo kalibracja kojarzy się w sposób automatyczny z regulacją (kalibruje/reguluje) co niestety w przypadku aparatury pomiarowej jest błędne.

Zawsze wtedy, kiedy w przyrządzie pomiarowym mamy do czynienia z wprowadzaniem zmian w sposobie w jaki wykonuje on pomiar mamy do czynienia ze strojeniem (adiustacją).

Czy każdy przyrząd pomiarowy można stroić (adiustować, regulować)?

Możliwość wykonania strojenia (adiustacji) uzależniona jest od producenta danego przyrządu oraz możliwości technicznych laboratorium wzorcującego. W starszych typach przyrządów pomiarowych adiustacja (regulacja) odbywało się za pomocą analogowych potencjometrów, którymi regulowało się wskazania strojnego (adiustowanego) przyrządu pomiarowego.

Laboratorium pomiarowe, które posiada odpowiednie wyposażenie i system jakości, jest w stanie przeprowadzić kalibrację i adiustację przyrządów pomiarowych zgodnie z wymaganiami producenta.

W erze cyfrowej sposób strojenia uległ zmianie i w większości przypadków wykonanie strojenia wymaga posiadania odpowiedniego oprogramowania dostarczonego przez producenta wzorcowanego przyrządu, interfejsów podłączeniowych (kabli), odpowiednich wzorców, a także posiadania procedury i doświadczenia w jej wykonywaniu.

Oznacza to, że możliwość wykonania strojenia (adiustacji) ograniczona jest wyłącznie do tych podmiotów, które współpracują z producentem (posiadają jego autoryzację na wykonywanie takich usług).

Jeśli podejrzewamy, że wskazania mogą przekraczać akceptowalny próg błędu, zalecane jest korzystanie z usług laboratoriów umożliwiających wykonanie usług strojenia przyrządów producenta, które chcemy wzorcować. Firma Merserwis posiada wyłączną autoryzację na naprawę, serwis, wzorcowanie i regulacja mierników firm Kimo/Sauerman, Metrel i GW Instek w Polsce.

Czy strojenie / adiustacja mierników jest płatna?

Najczęściej regulacja (adiustacja) jest osobną usługą i jest wykonywana za dodatkową opłatą. Jak już powyżej opisano wzorcowanie przyrządów pomiarowych odbywa się w kilku (zalecane w co najmniej trzech) punktach pomiarowych dobranych odpowiednio do zakresów pomiarowych miernika wzorcowanego i możliwości technicznych laboratoriów. Dodatkowo, proces ten często wiąże się z pobieraniem opłat za różne etapy kalibracji i adiustacji.

Strojenie to znacznie dłuższa procedura i bardziej pracochłonny i jest wykonywany w różny sposób dla różnego typu przyrządów pomiarowych. W trakcie wykonywania strojenia należy porównać i wyregulować od kilku do nawet kilkunastu punktów jednej lub kilku różnych wielkości (jeśli jest to przyrząd wielofunkcyjny).

Ponadto w wielu współczesnych przyrządach do wykonania strojenia potrzebny jest specjalny kod odblokowujący, wydawany odpłatnie przez producenta aparatury. Po wykonaniu strojenia (adiustacji) przyrząd jest ponownie wzorcowany w celu weryfikacji efektów strojenia. W punktach proces ten wygląda następująco:

1. Wzorcowanie (Kalibracja)
2. Strojenie (Adiustacja, regulacja)
3. Ponownie Wzorcowanie (Kalibracja)

Czy strojenie w okresie gwarancji wykonywane jest bezpłatnie?

Kwestia ta jest tak naprawdę indywidualna. W pierwszej kolejności należy zapoznać się z warunkami gwarancji. Warto zauważyć, że w znakomitej większości sondy i czujniki pomiarowe nie są objęte standardowymi warunkami gwarancyjnymi.

Podejście producentów i podmiotów udzielających gwarancję jest różne, można jednak założyć, że w przypadku błędnych wskazań aparatury nie spowodowanych uszkodzeniem mechanicznym bądź niewłaściwym użytkowaniem/przechowywaniem w okresie gwarancyjnym, przyrząd zostanie zestrojony / adiustowany bezpłatnie, a serwis może wystawić dokument świadectwo strojenia (adiustacji) które nie zastępuje jednak świadectwa wzorcowania.

Warto również uwzględnić określone wymagania metrologiczne, które muszą spełniać przyrządy pomiarowe, aby zapewnić dokładność i wiarygodność pomiarów.

Dokument kalibracji dla takiego miernika po naprawie wystawiany jest każdorazowo odpłatnie na koszt jego właściciela. Wynika to z tego, że wzorcowanie jest usługą, której rezultatem jest wystawienie dokumentu: “świadectwo wzorcowania”. Usługa taka zostaje więc wykonana (zrealizowana) z chwilą przeprowadzenia usługi i wydania do niego dokumentu to potwierdzającego i zawsze po naprawie zalecane jest wykonanie ponownego wzorcowania.

Świadectwo wzorcowania nie gwarantuje w żaden sposób, że przyrząd wzorcowany wskazuje wartości (uznane za poprawne) przez określony czas, a jedynie, że wskazuje określone wartości na dzień wykonania tej kalibracji.

Gdzie należy poddać miernik wzorcowaniu?

Jak wspominaliśmy w początkowych akapitach przyrządy pomiarowe poddaje się wzorcowaniu (kalibracji) w wyspecjalizowanych laboratoriach metrologicznych. Są to placówki, które posiadają odpowiednie akredytacje oraz wyposażenie do przeprowadzania precyzyjnych pomiarów i wzorcowań.

Oto kilka przykładowych miejsc, gdzie można wzorcować przyrządy pomiarowe:

• Laboratoria metrologiczne akredytowane przez krajowe jednostki akredytujące (np. Polskie Centrum Akredytacji w Polsce).
• Laboratoria działające w ramach instytutów badawczych i naukowych (np. Główny Urząd Miar w Polsce).
• Laboratoria przemysłowe posiadające odpowiednie certyfikaty i akredytacje.
• Specjalistyczne firmy zajmujące się kalibracją i serwisem przyrządów pomiarowych.

Wybór odpowiedniego laboratorium wzorcującego zależy od rodzaju i dokładności aparatury pomiarowej oraz od wymagań dotyczących akredytacji i certyfikacji wyników kalibracji.

Skontaktuj się już dziś z naszym akredytowanym laboratorium Merserwis (nr AP 215), aby dowiedzieć się czy spełnimy twoje wymagania, założenia i normy. Przekaż nam swoją aparaturę kontrolno-pomiarową i dołącz do tysięcy zadowolonych klientów laboratorium z ponad 30 lata doświadczenia.