کالیبراسیون چیست؟

کالیبراسیون چیست؟

مقدمه
واسنجی یا کالیبراسیون - Calibration عبارت است از مقایسه یک دستگاه اندازه گیری با یک استاندارد و تعیین میزان خطای این وسیله نسبت به آن و در صورت لزوم تنظیم دستگاه در مقایسه با استانداردهای مربوطه.به زبان ساده کالیبراسیون اندازه گیری و صحت وسیله اندازه گیری در مطابقت با مرجع تایید شده می باشد.
تعریف دقیق کالیبراسیون در استاندارد ملی ایران به شماره ۴۷۲۳ آمده ‌است. کالیبراسیون اجازه می‌دهد که میزان تصحیح لازم را نسبت به نشاندهی تعیین کنیم. با کالیبراسیون ممکن است خواص اندازه شناختی دیگری نظیر اثر کمیت های تاثیرگذار نیز تعیین شود. در واقع کالیبراسیون ویژگی‌های کارآمدی دستگاه یا مواد مرجع را به‌وسیله انجام مقایسات مستقیم مشخص می‌کند.
هر وسیله‌ای که برای اندازه گیری به کار می‌رود و در روش‌های اجرایی به استفاده از آن اشاره شده‌ است، نیاز به تعیین صحت و دقت یا کالیبراسیون دارد.

تعاریف متعددی برای کالیبراسیون ارائه شده است. دراستاندارد ملی ایران در بخش "واژه ها واصطلاحات پایه و عمومی اندازه شناسی" کالیبراسیون چنین تعریف شده است : 
مقایسه ابزار دقیق با یک مرجع استاندارد آزمایشگاهی در شرایط استاندارد، جهت اطمینان از دقت و سلامت آن و تعیین میزان خطای این وسیله نسبت به آن استاندارد وتنظیم آن در مقایسه با استاندارد 
تعریف دیگری که میتوان ارائه داد این است که : 
کالیبراسیون مقایسه دو سیستم یا وسیله اندازه گیری است(یکی باعدم قطعیت معلوم ودیگری با عدم قطعیت نامعلوم)به منظورمحاسبه عدم قطعیت وسیله ای که عدم قطعیت آن نامعلوم است. 
تعریف دیگری که در ایزو 10012 آمده است کالیبره کردن را چنین معرفی کرده است: مجموعه ای ازعملیات که تحت شرایط مشخصی برقرار می شود و رابطه ی بین مقادیر نشان داده شده توسط وسیله اندازه گیری و مقادیر متناظر آن کمیت توسط استاندارد مرجع را مشخص می نماید. 

معمولا کالیبراسیون اولیه دستگاه آزمون و اندازه گیری (TME) در مرحله ساخت و تولید آن انجام می گیرد که می تواند شامل این مراحل باشد: درجه بندی دستگاه ، تنظیم مدارات الکتریکی موجود روی وسیله مانند تنظیم نشان دهنده های دیجیتالی، تخمین عدم قطعیت و پایداری دستگاه است. 
پس از این مراحل وسیله اندازه گیری با توجه به طول عمر آن مورد استفاده قرار می گیرد. کالیبراسون مجدد جهت اطمینان از عملکرد صحیح دستگاه ها و کنترل کیفیت اجزای آنها مورد نیاز است. بنابراین با کالیبراسیون مجدد می توان عوامل و اجزایی از دستگاه را که کیفیت خود را از دست داده است، شناسایی کرد . 
دستگاههای اندازه گیری باید به طور دوره‌ای کالیبره شوند. گذشت زمان، فرسودگی، حوادث غیر قابل پیش بینی، باعث می‌شوند تا قابلیت ردیابی نتایج آنها تا استانداردها زیر سوال رفته و نیازمند تایید مجدد باشند. برای تجهیزات کالیبره شده گواهی کالیبراسیون صادر شده و ضمیمه دستگاه می‌گردد. کالیبره کردن تمام تجهیزات لازم نیست. برخی از آنها ممکن است صرفا به عنوان نشان دهنده مورد استفاده قرار گیرند. انواع دیگر تجهیزات ممکن است به عنوان ابزار تشخیصی و آشکارسازی به کار بروند. هر گاه وسیله‌ای برای تعیین قابلیت پذیرش محصول و یا عوامل موثر در فرایند آزمون مورد استفاده قرار نگیرد کالیبراسیون آن ضرورت ندارد. 
هدف کالیبراسیون ایجاد نظامی مؤثر به منظور کنترل صحت و دقت پارامترهای مترولوژیکی دستگاه‌های آزمون و وسایل اندازه‌گیری و کلیه تجهیزاتی است که عملکرد آن‌ها بر کیفیت فرایند تأثیرگذار می‌باشد. این کار به منظور اطمینان از تطابق اندازه‌گیری‌های انجام شده با استانداردهای جهانی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

برای اطمینان از قرائت‌هایی که از دستگاه صورت می‌گیرد.
برای تعیین درستی مقادیر خوانده شده از دستگاه.
برای استقرار قابلیت ردیابی دستگاه به استانداردهای مرجع
هدف نهایی کالیبراسیون برقراری قابلیت ردیابی عنوان شده‌است. قابلیت ردیابی traceability مهمترین ویژگی که یک اندازه‌گیری باید داشته باشد وجود قابلیت ردیابی نتایج آن تا استانداردهای ملی و سپس بین‌المللی می‌باشد.

کالیبراسیون اولیه وسیله اندازه گیری چگونگی کارایی مورد ادعای سازنده را به مشتری نشان می دهد .پارامتر هایی که توسط دستگاه اندازه گیری می شود به استاندارد های اندازه گیری قابل ردیابی ارجاع داده می شود که اگر چنین نباشد اطمینانی به آنها نمی توان داشت. 
کالیبراسیون مجدد به خاطر کنترل و نگهداری فرایند های اندازه گیری که با وسیله ی اندازه گیری انجام می شود لازم است . معمولا عدم قطعیت وسیله نسبت به زمان و با استفاده های مکرر از آن افزایش می یابد . شناسایی رشد تدریجی عدم قطعیت و افزایش آن به راحتی توسط کاربران امکان پذیرنیست . آنچه که در اندازه گیری بسیار ضروری است قابلیت ردیابی است . 
 برقراری قابلیت ردیابی که با کالیبراسیون امکان پذیر می شود در کنترل سیستم اندازه گیری و تجارت بین المللی ضروری می باشد . قابلیت رد یابی عبارت است از : قابلیت ارتباط مقدار یک استاندارد یا نتیجه یک اندازه گیری با مرجع های ملی و بین المللی، از طریق زنجیره ی پیوسته ی مقایسه ها که همگی عدم قطعیتی معین دارند که به صورت ملی یا بین المللی تعیین یا مشخص می شوند . 
از ملزومات هر تحقیقات ،طراحی فعالیت های تولیدی ،آزمون های نهایی و کالیبراسیون تولیدات و تجهیزات قبل از تحویل می باشد . همچنین کالیبراسیون قابل ردیابی ،حصول اطمینان از عدم قطعیت اندازه گیری در یک بخش از فرایند را که بر بخش های دیگر فرایند تاثیر گذار است امکان پذیر می سازد. 
اعتبار اندازه گیری ها مربوط به تحقیقات بستگی به درستی برآورد پدیده های تحت مطالعه و عدم قطعیت های به دست آمده دارد. کالیبراسیون وسیله هایی که در تحقیقات مورد استفاده قرار می گیرند، عدم قطعیت و کنترل رشد عدم قطعیت را مشخص می نماید و به محقق کمک می کند که به نتایج حاصل از تحقیقات خود اطمینان داشته باشد؛ که این نتایج ناشی از تغییرات واقعی پدیده هاست؛ نه ناشی از عدم درستی در تخمین عدم قطعیت های اندازه گیری است. 

اقلامی که برای انجام اندازه گیری های کمی استفاده نمی شوند
اقلامی که به ندرت استفاده می شوند اما باید قبل از استفاده کالیبره شوند
اقلام معین شده به عنوان بدون نیاز به کالیبراسیون
اقلامی که فقط نیاز به کالیبراسیون اولیه دارند
1- NCR (No Calibration Required):
تجهیزاتی که اندازه گیری های کمی مهمی را انجام نمی دهند یا متعلقات تجهیزات دیگر هستند و یا فقط به عنوان اتصال دهنده کار می کنند،نیازمند کالیبراسیون نیستند. برای مثال گیرنده های RF قابل ردیابی به یک استاندارد فرکانس و بعضی از تجهیزات تست خودکار هستند.در موارد خاص ممکن است بعضی از تجهیزات متعلق به این گروه به درخواست استفاده کننده نیازمند کالیبراسیون باشند.
2- NPCR(No Periodic Calibration Required)
این تجهیزات از تعیین و تنظیم فواصل کالیبراسیون مستثنی هستند اما در شروع استفاده نیازمند کالیبراسیون اولیه و تنظیم هستند.بعضی از توجیهات برای تعیین اقلام این گروه به شرح زیر می باشد:
الف)تجهیز، اندازه گیری نمی کند و یا خروجی معلولی ندارد.
ب)تجهیز، به عنوان وسیله انتقال کاربرد دارد و از مقدار اندازه گیری یا خروجی آن بطور صریح استفاده نمی شود.
پ)تجهیز، اجزاء سیستم کالیبره شده یا متعلقات آن است.
ت)تجهیز، اندازه گیری می کند یا خروجی معلومی را ایجاد می کند که مقدار آن به وسیله یک گیج کالیبره شده در مدت استفاده نشان داده می شود.
ج)اندازه گیری های تجهیز تنها برای نشان دادن شرایط عملکردی استفاده می شود نه برای مقادیر عددی
نکته: اگر احتمال یا نشانه اضافه بارگذاری یا بد به کاربردن تجهیز وجود داشته باشد، تجهیز باید بلافاصله کالیبره شود و پس از آن در فواصل کوتاه تر، کالیبره شود تا این که نشان دهد پایداری آن کم نشده است.
نکته: هرگاه تجهیزی برای کالیبراسیون به خارج از آزمایشگاه ارسال شود، مشتری می تواند شروع دوره کالیبرسیون را از زمان شروع استفاده تجهیز قرار دهد.
3- CBU(Calibration Before Use)
تجهیزاتی که باید قبل از هر بار استفاده کالیبره شوند و نیازی به کالیبراسیون دوره ای ندارند.
روش و چگونگی کالیبراسیون: 
کیفیت و هزینه کالیبراسیون بستگی به روش کالیبراسیون و تعداد نقاط مورد بررسی دارد. هزینه کالیبراسیون از عوامل مهم و تعیین کننده در انجام آن می باشد . در روش های مختلف کالیبراسیون هزینه ها متغیر است.
به طور کلی کالیبراسیون به سه روش قابل اجراست. روش اول کالیبراسیون برای به دست آوردن خطا و ثبت نتایج حاصله است. روش دوم کالیبراسیون روش اول را در برگرفته و علاوه بر آن نتایج حاصله با استاندارد و دستورالعمل مقایسه شده و وضعیت وسیله نیز از جهت قبول یا رد آن مشخص میشود. روش سوم کالیبراسیون روش دوم را دربرگرفته و تنظیم، تعمیر یا حذف خطای ایجاد شده را نیز دربرمیگیرد.
 بنابر این لازم است توضیحات بیشتری درباره انواع روش های کالیبراسیون ارائه شود. سیستم های کالیبراسیون را می توان به چهار گروه زیر تقسیم کرد :
۱-کالیبراسیون جهت بازرسی و تصحیح
باتوجه به نتایج حاصل از بازرسی ،تصحیح اعمال می شود. تا وقتی که خطا در حدود قابل قبول سیستم اندازه گیری باشد، نیازی به تصحیح نیست و از وسیله ی اندازه گیری می توان استفاده کرد. اما اگر خطای مقادیر مورد اندازه گیری از حدود قابل قبول بیشتر باشد اعمال تصمیمات لازم ضروری است.
۲- کالیبراسیون فقط به منظور بازرسی
اگر خطای مقادیر مورد اندازه گیری که از اعمال بازرسی حاصل می شوند در حدود تعریف شده باشد، از دستگاه اندازه گیری می توان استفاده کرد.از آنجا یی که تصحیح ویا تعمیر دستگاه اندازه گیری گران است با بازرسی های دوره ای تا زمانی که خطای وسیله اندازه گیری در حدود تعریف شده باشد استفاده از آن بلامانع است.چنانچه خطاها ازحدود تعریف شده تجاوز کنند وسیله اندازه گیری را باید کنار گذاشت ویا تقلیل رده وکلاس داد.
۳-کالیبراسیون فقط به منظور تصحیح
در این روش بازرسی انجام نمی شود اما تصمیمات لازم جهت رسیدن به مفهومی معادل کالیبراسیون جدید واستفاده از وسیله اندازه گیری انجام می شود. به عنوان مثال تصحیح نقطه صفر وسیله اندازه گیری که به صورت دوره ای انجام می پذیرد، استفاده مجدد از آن را امکان پذیر می نماید.چنانچه نقطه صفر تغییر کرده باشد ، با تصحیح مجدد می توان وسیله اندازه گیری را تنظیم نمود.
۴- عدم کالیبراسیون
در این روش بدون انجام بازرسی و تصمیمات لازم از دستگاه اندازه گیری استفاده می شود . در این حالت به دلیل آنکه مقدار بعضی از خطاهای مشخص دستگاه از حدود کنترل تعریف شده برای وسیله اندازه گیری در فرایند تولید کوچکترند، بدون انجام کالیبراسیون دوره ای از وسیله اندازه گیری استفاده می شود .

تعیین زمان کالیبراسیون یکی از تصمیمات مهم و قابل توجه است که البته به نظر برخی منجر به اتلاف وقت و پول می گردد. عدم قطعیت های اندازه گیری سبب اتخاذ تصمیمات نادرستی می شود که این تصمیمات نادرست، ناشی از نتایج اندازه گیری فریبنده می باشد. 
هدف، انجام کالیبراسیون مجدد در فواصل زمانی بهینه است؛ به طوری که بین هزینه کالیبراسیون و هزینه های ناشی از عدم کالیبراسیون تعادل ایجاد شود . در حال حاضر برای تعیین فواصل کالیبراسیون مجدد، بیشتر به درصد درستی مورد انتظار وسیله های اندازه گیری توجه می شود؛ که این درصد را می توان از مشخصات آن به دست آورد . بزرگی این درصد نشانگر کم بودن شانس بروز اندازه گیری نادرست بوسیله دستگاه اندازه گیری است. برخی از کاربران این درصد را به منظور اطمینان بیشتر از کنترل کیفیت اندازه گیری، 95 درصد و یا بیشتر انتخاب می کنند؛ که آن هم بستگی به سیاست و خط مشی کلی کیفیت در شرکت مربوطه دارد. بنابراین انتخاب این درصد قرار دادی بوده و راحت ترین انتخاب قابل قبول 85 تا 90 درصد است . فرایند تعیین زمان کالیبراسیون از محاسبات مشکل ریاضی و آماری است و نیازمند داده های درست و کافی در حین کالیبراسیون است . 
تعیین حداکثر زمان فواصل کالیبراسیون دورهای دستگاههای اندازه گیری یکی از عناصر مؤثر در یک نظام کالیبراسیون است. عوامل زیادی در تعیین این زمان مؤثرند که مهمترین آن‌ها موارد زیر است:
۱ - نوع وسیله (دستگاه)
۲ - پیشنهاد و توصیه کارخانه سازنده 
۳ - روند دادههای به دست آمده از روی سوابق کالیبراسیونهای قبلی 
۴ - سوابق تعمیر و نگهداری دستگاه 
۵ - طول زمان استفاده تعداد دفعات استفاده و چگونگی استفاده از دستگاه 
۶ - میزان گرایش به فرسودگی و تغییر تدریجی ویژگیهای مترولوژیکی با گذشت زمان 
۷ - تعداد دفعات و کیفیت بازرسی تجهیزات در داخل سازمان 
۸ - تعداد دفعات تست ضربدری دستگاه با دستگاههای دیگر به ویژه در مورد استانداردهای اندازه گیری 
۹ - شرایط محیطی (دما، رطوبت، ارتعاش و ...)
۱۰ - دقت اندازهگیری مورد نظر 
هزینه کالیبراسیون را معمولاً نمیتوان در تعیین فواصل کالیبراسیون نادیده گرفت که این خود ممکن است عامل محدودکننده به شمار آید؛ بنابراین با توجه به عوامل فوق آشکار است که جدول فواصل کالیبراسیون یکنواختی نمیتوان تهیه کرد. بهتر است که ابتدا جدولی تهیه شود و سپس با توجه به موقعیتهای خاص در آن تغییراتی داده شود. به هنگام تعیین فواصل کالیبراسیون مجدد هر

وسیله اندازه گیری، دو معیار اساسی و متناقض وجود دارد که لازم است موازنه شوند:
۱ - خطر احتمالی ناشی از بهکارگیری یک وسیله اندازهگیری در خارج از حدود رواداری آن که باید تا حد امکان کاهش یابد.
۲ - هزینه کالیبراسیون سالیانه که باید در حداقل مقدار نگهداشته شود.
سیستمی که فواصل زمانی بین دو تأییدیه را، پس از تعیین اولیه بازبینی ننماید قابل اطمینان نیست. در بازبینی باید دو پارامتر ریسک و قرار نگرفتن وسیله در محدوده مجاز در فواصل بین دو تأیید و هزینه هر بار تست و تأییدیه مد نظر قرار گیرد. در این جا روشهایی برای بازبینی فواصل زمانی بین دو تأییدیه ارائه میگردد.
الف) تنظیم اتوماتیک یا پله ای:
هر زمان که وسیلهای به صورت روتین تأیید میشود، اگر وسیله قبل از پایان زمان بین دو تأییدیه به خارج از تلرانس خطا برود، فاصله زمانی بین دو تأییدیه کاهش داده میشود و اگر وسیله قبل از پایان زمان بین دو تأیید هنوز در محدوده تلورانس خطا باشد، زمان افزایش داده میشود. روش پلهای ممکن است به سرعت باعث حصول پریود بهینه شود بدون آنکه کارهای نوشتاری زیادی صورت پذیرد.
ب) چارت کنترل
کمیتهای تست شده در هر مرحله تأیید، یادداشت شده و منحنی تغییرات آن‌ها نسبت به زمان رسم میشود. از این منحنی‌ها پراکندگی حول میانگین و انباشتگی محاسبه میگردد.
ج) زمان تقویمی یا سپری شده 
ابتدا وسایل اندازهگیری به گروههایی بر اساس مشابهت ساختاری آن‌ها با یکدیگر، قابلیت اطمینان و پایداری یکسانی تقسیم میشوند. طول زمان تأییدیه مشخصی به هر گروه بر اساس درک و تجارب مهندسی اختصاص داده میشود. در هر گروه تعداد وسایلی که در زمان تعیین شده جهت تأیید مجدد برگردانده میشوند. اما خطای زیادی در آن‌ها مشاهده میشود، یا به گونهای تأیید نمیشوند، یادداشت شده و به صورت نسبتی از کل تعداد وسایل در آن گروه بیان میشود.
در تعیین اقلام غیرقابل تأیید آن تعداد که به طور واضح آسیب دیدهاند یا توسط مصرفکننده به عنوان مشکوک یا معیوب بازگردانده شدهاند، گنجانیده نمیشوند. چون این وسایل برای اندازهگیری به کار نمیروند، در نتیجه تولید خطا نمیکنند. اگر نسبت وسایل تأیید نشده زیاد باشد، پریود بین دو تأیید باید کاهش داده شود. اگر زیرمجموعهای خاص از وسایل مانند سایر اعضای گروه رفتار ننمایند، این زیرگروه باید به گروه دیگری منتقل شود که دارای پریود بین دو تأیید متفاوتی باشد. اگر تعداد وسایل غیرقابل تأیید دریک گروه خیلی کم باشد ممکن است از نظر اقتصادی افزایش پریود بین دو تأیید قابل توجیه باشد.
د- زمان مصرف شدن وسیله:
این روش برگرفته از روشهای قبلی است. اساس روش ثابت است، اما پریود بین دو تأییدیه به جای زمان سپری شده برحسب ماه، برحسب ساعات مصرف تعریف میشود. وسیله اندازهگیری مجهز به سیستم اندازهگیری زمان مصرف است و هر گاه زمان مصرف نشان داده شده به حد مشخصی رسید، وسیله تست، تنظیم و تأیید مجدد میشود. امتیاز تئوریک مهم این روش آن است که دفعات تأیید و در نتیجه هزینه تأیید مستقیماً بر اساس زمان مصرف است.
و- تست در حال سرویس یا جعبه سیاه:
این روش مکمل تست و تأیید کامل سیستم است. در این صورت در فاصله زمانی بین دو تأیید کامل، از وضعیت وسیله اندازهگیری اطلاع گرفته میشود و این اطلاعات کفایت یا عدم کفایت طول زمان بین دو تأیید کامل را روشن مینماید. این روش مشابهتی با روشهای اول و دوم دارد و برای وسایل و سیستمهای اندازهگیری پیچیده مناسب است. پارامترهای بحرانی و مهم بهطور مکرر مثلاً هر روز یک بار یا هر روز چند بار چک میشوند و این کار توسط کالیبراتوری که تن‌ها پارامترهای مشخصی را اندازهگیری میکند (Black Box) انجام میشود. اگر در این تست‌ها وسیله اندازهگیری تأیید نشود جهت بررسی، تست و تأیید کامل ارسال میشوند.
مهمترین مزیت این روش آن است که اطمینان لازم برای استفادهکننده از وسیله را فراهم میآورد. این روش برای وسایلی که از نظر جغرافیایی دور از لابراتوار کالیبراسیون هستند، مناسب است. زیرا تست و تأیید کامل زمانی انجام میشود که نیاز به آن وجود داشته باشد و از طرفی فاصله زمانی بین دو تأییدیه افزایش یابد. مشکل اساسی در این روش تعیین پارامترهای مهم وسیله اندازه گیری جعبه سیاه و طراحی جعبه سیاه است.

یکی از انواع کالیبراسیون, کالیبراسیون دیسنسر های سی ان جی جایگاه های سوخت CNG می باشد.
آنلاین اینستورمنت تامین کننده دستگاه های کالیبراسیون دیسنسر CNG از بهترین و معتبر ترین برندهای موجود در دنیا نظیر CORITEC آرژانتین و COMPAC نیوزلند است که نمونه محصولات این برندها و مشخصات دقیق آنها نیز در سایت موجود می باشد.
این محصولات در صورت درخواست شما مشتریان عزیز طبق سفارش شما بصورت مستقیم از شرکت سازنده تامین می شود.
لطفا در صورت درخواست با ما تماس بگیرید.