کالیبراسیون تجهیزات ابزار دقیق و انواع مختلف کالیبراسیون

کالیبراسیون چیست؟

کالیبراسیون فرایند مقایسه یک ابزار یا تجهیزات با یک ابزار استاندارد است. ابزار مرجع قبلاً کالیبره شده و به مجموعه‌ای از پارامترهای شناخته‌شده ارجاع داده شده است. ابزار مرجع باید به طور مستقیم قابل ردیابی برای تجهیزاتی باشد که کالیبره شده‌اند. کالیبراسیون برای به حداقل رساندن هر نوع عدم قطعیت در اندازه‌گیری با اطمینان از صحت تجهیزات آزمایش انجام می‌شود. برای اکثر سازمانهای استاندارد نسبت دقت 3:1 خواهد بود. هدف اصلی کالیبراسیون بررسی صحت ابزار داده‌شده و تعیین قابلیت ردیابی اندازه‌گیری است.

تعریف کالیبراسیون

طبق واژه‌نامه وبستر ، کالیبراسیون به معنی “بررسی ، تنظیم یا استانداردسازی تدریجی درجه‌بندی یک ابزار اندازه‌گیری کمی” است. 
همانطور که می‌دانیم اندازه‌گیری سیستم تله‌متری با تشخیص یک اندازه‌گیری توسط یک مبدل واقع در یک وسیله آزمایش یا در یک محل آزمایش از راه دور آغاز می‌شود و در یک داده به پایان می‌رسد. دستگاه ذخیره‌سازی یا صفحه نمایش واقع در محل آزمایش گیرنده، پیوندهای رادیویی، سیم ‌شی مستقیم، روش های الکترو نوری یا سایر ترکیبات می‌توانند سیستم‌های تله‌متری را به هم متصل کنند. برای اطمینان از بالاترین کیفیت ممکن، مهندسین قطعات را در آزمایشگاه مناسب آزمایش و کالیبره می‌کنند. 

قبل از نصب سیستم متعاقباً، مهندس سیستم تله‌متری را تحت نظارت دقیق و دقیق کالیبراسیون قرار می‌دهد؛ درست قبل و بعد از آزمایش کنونی. مهندس ابزار دقیق از انواع مبدلها برای اندازه گیری‌های فیزیکی استفاده می‌کند. نمونه‌هایی از این اندازه گیری‌ها شامل شتاب، سرعت و جابجایی است. فشار، آکوستیک، جریان، کرنش، رطوبت، خوردگی، تصاویر، فیلم، دما، شار حرارتی، موقعیت، گشتاور، قدرت شفت، نرخ زاویه ای، زمان، فرکانس و زاویه فاز. هر اندازه گیری ممکن است به روش کالیبراسیون متفاوتی نیاز داشته باشد. 

انواع روشهای کالیبراسیون تجهیزات ابزار دقیق

کالیبراسیون ابزار دقیق یک فرآیند مهم است که در آن ابزارها و تجهیزات دقیق برای اطمینان از دقت و صحت نتایج تنظیم و تنظیم می‌شوند. انجام کالیبراسیون به معنای تطابق اندازه‌گیری‌های یک ابزار با استانداردهای معتبر است. در زیر، انواع روش‌های کالیبراسیون تجهیزات ابزار دقیق را توضیح می‌دهیم:

1. کالیبراسیون تطبیقی (Comparative Calibration): در این روش، ابزار دقیق مورد نظر با یک ابزار استاندارد یا ابزاری که قبلاً کالیبره شده است، مقایسه می‌شود. این مقایسه می‌تواند با استفاده از اندازه‌گیری‌های متعدد یا مقایسه مقادیر خوانده شده توسط دو ابزار انجام شود.
2. کالیبراسیون تنظیمی (Adjustment Calibration): در این روش، با تنظیم پارامترهای داخلی یک ابزار دقیق، تطابق آن با یک مقدار استاندارد انجام می‌شود. به عبارت دیگر، با تغییر تنظیمات داخلی ابزار، آن را به حالتی می‌رسانند که مقادیر اندازه‌گیری‌اش با استاندارد مطابقت دارد.
3. کالیبراسیون ترازی (Alignment Calibration): در این روش، ابزار دقیق با استفاده از ترازی کردن با یک استاندارد یا ابزار دیگر، تطابق داده می‌شود. این روش معمولاً در ابزارهایی مانند دستگاه‌های اندازه‌گیری طولی یا زوایای دقیق مورد استفاده قرار می‌گیرد.
4. کالیبراسیون تناوبی (Periodic Calibration): در این روش، ابزارها و تجهیزات دقیق به طور دوره‌ای و در بازه‌های زمانی مشخص کالیبره می‌شوند. این کالیبراسیون معمولاً بر اساس نیازهای استانداردی یا مقررات صورت می‌گیرد.
5. کالیبراسیون خودکار (Automated Calibration): در این روش، ابزارهای دقیق با استفاده از دستگاه‌ها و نرم‌افزارهای اتوماسیون کالیبره می‌شوند. این فرآیند به صورت خودکار انجام می‌شود و به دقت بالاتری در کالیبراسیون منجر می‌شود.
6. کالیبراسیون تجربی (Empirical Calibration): در این روش، با تجربه و آزمون‌های مکرر، رابطه‌هایی بین اندازه‌گیری‌های ابزار دقیق و مقادیر استاندارد تعیین می‌شود. سپس با استفاده از این روابط، ابزار به منظور کالیبراسیون استفاده می‌شود.
7. کالیبراسیون اپتیکی (Optical Calibration): در ابزارها و تجهیزات اپتیکی، انجام کالیبراسیون به معنای تنظیم پارامترهای اپتیکی مانند فاصله کانونی، زوایای دید و مشخصه‌های نوری است.

توجه داشته باشید که هر نوع ابزار دقیق ممکن است به نوع خود نیازمندی‌ها و روش‌های کالیبراسیون مختص خود را داشته باشد. همچنین، انجام کالیبراسیون به دقت و با رعایت روش‌های مناسب به منظور حفظ دقت و صحت اندازه‌گیری‌ها بسیار مهم است.

خطای کالیبراسیون چیست؟

بیشتر خطاهای کالیبراسیون ترکیبی از خطاهای پسماند، صفر، دهانه، خطی هستند . خطای صفر همیشه ممکن است با نوع دیگری از خطاها همراه باشد. شناسایی کارآمد و اصلاح خطاهای کالیبراسیون یک ابزار دقیق بسیار مهم است. یک پسماند خطای کالیبراسیون زمانی رخ می دهد که پاسخ دستگاه با ورودی افزایش‌یافته در مقایسه با ورودی کاهش‌یافته متفاوت باشد. خطاهای هیسترزیس همیشه در اثر اصطکاک مکانیکی بر روی عنصر متحرک مانند دم، اهرم، لوله بوردون و غیره ایجاد می‌شود. خروجی یک دستگاه با مشکل پسماند همیشه از تغییر ورودی عقب می‌ماند؛ زیرا اصطکاک همیشه در جهت مخالف حرکت نسبی عمل می کند. یک آزمایش کالیبراسیون تک نقطه‌ای را به عنوان نشانه کیفی کالیبراسیون انجام دهید. اگر ساز در محدوده مشخصات عمل می‌کند ، مشکلی وجود ندارد. در غیر این صورت ، قطعاً دستگاه باید دوباره کالیبره شود .

برای مطالعه‌ی بیشتر: انواع تجهیزات ابزار دقیق

چرا کالیبراسیون مهم است؟

به دلیل ساییدگی و ساییدگی معمولی، تقریباً دقت همه دستگاه‌های اندازه‌گیری در طول زمان کاهش می‌یابد.. همچنین محیط تولید خطرناک ممکن است به دقت دستگاه آسیب برساند. گاهی اوقات ممکن است به دلیل استفاده طولانی عمکلرد دستگاه دچار افت شود. به طور خلاصه، همه این عوامل منجر به عملکرد نادرست واحد تولیدی می‌شوند. در صورت عدم وجود دقت در دستگاه‌های اندازه‌گیری، کیفیت محصولات نیز کاهش خواهد یافت. برای عملکرد مناسب تجهیزات، کالیبراسیون یک فرایند مهم است که باید به طور منظم انجام شود.

اگر می‌خواهید در مورد کالیبراسیون آشکارساز گازی اطلاعاتی کسب کنید بر روی مقاله زیر کلیلک کنید:

اصول کالیبره کردن دتکتور گازی

تعداد دفعات کالیبراسیون یک تجهیز

یک دستگاه اندازه‌گیری/ ابزار باید طبق توصیه سازنده کالیبره شود. باید به صورت دوره‌ا‌ی در بازه‌های سالانه ، سه ماهه یا ماهانه کالیبره شود. بعضی مواقع ممکن است شوک مکانیکی یا الکتریکی برای دستگاه اندازه‌گیری اتفاق بیفتد؛ کالیبراسیون باید پس از وقوع چنین حادثه‌ای در دستگاه اندازه گیری انجام شود. در مقایسه با هزینه کالیبراسیون، هزینه‌ها و خطرات پنهان مربوط به دستگاه کالیبراسیون بسیار بیشتر است. بنابراین بهتر است دستگاه را در فواصل منظم طبق توصیه سازنده برای کاهش خطا و افزایش دقت اندازه گیری‌ها کالیبره کنید.

تفاوت بین QC و Calibration چیست؟

Qc (کنترل کیفیت) برای این منظور به کار می‌رود که مطمئن شوید دستگاه به درستی کار می‌کند. در حالی که کالیبراتورها یک نقطه مرجع برای تنظیم دستگاه ارائه می‌دهند. اگر عملکرد دستگاه در بهترین حالت خود نباشد یا به عبارتی دیگر اگر QC خارج از محدوده تشخیص داده شود، از کالیبراتورها برای تنظیم دستگاه جهت قرار دادن آن در محدوده مشخص استفاده می‌شود.

مزایای کالیبراسیون چیست؟

• کالیبراسیون ثابت می‌کند که دستگاه به درستی کار می کند.
• اعتماد کاربر را افزایش می‌دهد.
• کالیبراسیون شرایط ردیابی را برآورده می‌کند.
• صرفه جویی در مصرف برق و صرفه جویی در هزینه را افزایش می‌دهد.
• باعث کاهش میزان رد و شکست می‌شود؛ بنابراین بهره‌وری بالاتری را ایجاد می‌کند.
• بهبود کیفیت محصول و کیفیت خدمات منجر به رضایت مشتریان می‌شود.
• ایمنی را افزایش می‌دهد.

تجهیزات مورد نیاز برای کالیبراسیون ابزارهای دقیق

1. استانداردهای کالیبراسیون: این استانداردها به عنوان مرجع مورد استفاده قرار می‌گیرند تا دقت و صحت ابزارهای دقیق تعیین شود.
2. ابزارهای اندازه‌گیری دقیق: این ابزارها شامل میکرومتر، کالیپر، زاویه‌گیر، اندازه‌گیرهای دقیق فشار، دما و رطوبت، ولتاژمترها، اسیلوسکوپ‌ها و سایر وسایل اندازه‌گیری دقیق می‌شوند که برای کالیبراسیون ابزارهای مشابه به کار می‌روند.
3. نرم‌افزار کالیبراسیون: این نرم‌افزارها برای ثبت، مدیریت، و تحلیل داده‌های کالیبراسیون استفاده می‌شوند. آنها به کاربر اجازه می‌دهند نتایج کالیبراسیون را ثبت کرده و تاریخچه کالیبراسیون را مدیریت کنند.
4. نمونه‌های کالیبراسیون: این نمونه‌ها به عنوان مرجع برای اعتبارسنجی ابزارهای دقیق استفاده می‌شوند. آنها باید دارای دقت و قابلیت تولید مقادیر دقیق باشند.
5. تجهیزات کمکی: شامل ابزارها و لوازم کمکی مانند کابل‌ها، پراب‌ها، سوزن‌ها، هدرهای اتصال و غیره است. این تجهیزات برای انجام اندازه‌گیری‌ها و کالیبراسیون با دقت بیشتر کمک می‌کنند.
6. دستورالعمل‌ها و دفترچه‌های راهنما: دستورالعمل‌های کالیبراسیون که مراحل کالیبراسیون را به‌طور دقیق شرح می‌دهند و دفترچه‌های راهنما که شامل تنظیمات و پارامترهای مربوط به کالیبراسیون هستند.
7. ضبط داده‌ها و دستگاه‌های ثبت داده: این دستگاه‌ها به شما این امکان را می‌دهند که نتایج کالیبراسیون را به طور دقیق ثبت کرده و بررسی کنید. ضبط دقیق داده‌ها در فرآیند کالیبراسیون بسیار حائز اهمیت است.
8. محیط کالیبراسیون: محیطی که کالیبراسیون در آن انجام می‌شود؛ این محیط باید دارای شرایط دما، رطوبت و فشار محیطی مناسب باشد تا نتایج کالیبراسیون دقیق به دست بیاید.
9. لوازم ایمنی: به منظور حفاظت از کاربران در طول فرآیند کالیبراسیون، لوازم ایمنی از جمله محافظ چشمی، دستکش‌های ایمنی و محافظ صورت ممکن است مورد نیاز باشند.

تجهیزات بالا به عنوان یک پکیج کامل، اطمینان از انجام کالیبراسیون دقیق و قابل اعتماد ابزارهای دقیق را فراهم می‌کنند.