کالیبراسیون که به آن واسنجی نیز گفته می‌شود عبارت از مقایسه یک ابزار اندازه‌گیری با یک استاندارد و تعیین میزان خطای آن نسبت به استاندارد و در صورت لزوم تنظیم دستگاه مطابق با استانداردها می‌باشد. در واقع این فرایند ویژگی‌های کارآمدی دستگاه یا مواد مرجع را به‌وسیله انجام مقایسات مستقیم مشخص می‌کند. هر وسیله‌ای جهت اندازه‌گیری استفاده می‌شود و در روش‌های اجرایی به استفاده از آن اشاره شده است نیاز به تعیین دقت و صحت یا کالیبراسیون دارد.
با کالیبراسیون بیشتر آشنا شوید
به بیان ساده کالیبراسیون به اندازه‌گیری و دقت یک واحد اندازه‌گیری در برابر مرجع تأیید شده اشاره می‌کند. باتوجه‌به اینکه دست‌یافتن به کیفیت بالا و انجام آزمایش‌های دقیق با انجام اندازه‌گیری‌ها و آزمون‌های مطمئن صورت می‌گیرد؛ بنابراین انجام کالیبراسیون در تجهیزات آزمایشگاهی و پزشکی بسیار بااهمیت است. به طور دوره‌ای دستگاههای اندازه‌گیری باید کالیبره شوند. گذر زمان، حوادث غیرقابل‌پیش‌بینی، فرسودگی و… موجب می‌شود تا نتایج آن‌ها با استانداردها تطابق نداشته باشد و نیاز به تأیید مجدد باشد.
امکان دارد برخی دستگاه‌ها صرفاً به‌عنوان نشان‌دهنده استفاده شوند. برخی دیگر ممکن است به‌عنوان ابزار تشخیصی و آشکارسازی مورداستفاده قرار بگیرند. به‌طورکلی اگر وسیله‌ای برای تعیین قابلیت پذیرش محصول یا عوامل مؤثر در فرایند آزمون به کار نرود کالیبراسیون آن ضرورتی ندارد. به‌عنوان‌مثال دستگاهی مانند چمبر تست شرایط پایداری که محفظه‌ای کنترل شده از نظر رطوبت و دما در اختیار پژوهشگر می‌گذارد لازم است گواهی‌های کالیبراسیون برای میزان پایداری دما و رطوبت را گرفته باشد.
لوازم و تجهیزات آزمایشگاهی را از کجا تهیه کنیم
شما برای تهیه لوازم و تجهیزات آزمایشگاهی نیاز به یک واردکننده یا تأمین‌کننده معتبر دارید، مجموعه تارا طب این امکان را برای شما فراهم می‌کند تا با خیالی آسوده اجناس موردنظر خود را تهیه کنید. شرکت تارا مدرن طب تجهیز با بیش از ده سال سابقه فعالیت در زمینه واردات و تأمین مواد اولیه شیمیایی و لوازم و تجهیزات آزمایشگاهی همواره توانسته رضایت مشتریان خود را باکیفیت بالا، قیمت مناسب و ارسال سریع جلب کند. شما می‌توانید جهت استعلام موجودی، قیمت و خرید از طریق راه‌های ارتباطی موجود در سایت با مشاورین فروش ما در ارتباط باشید.
تعاریف مختلف کالیبراسیون
برای کالیبراسیون تعاریف متعددی ارائه شده که به ذکر آن‌ها می‌پردازیم. در استاندارد ملی ایران در بخش واژه‌ها و اصطلاحات پایه و عمومی اندازه‌شناسی این فرایند چنین تعریف شده است:
- مقایسه ابزاردقیق با یک مرجع استاندارد آزمایشگاهی در شرایط استاندارد، برای اطمینان از سلامت و دقت آن و تعیین میزان خطای این وسیله با استاندارد و تنظیم آن در مقایسه با استاندارد
- تعریف دیگر آن، مقایسه دو سیستم یا وسیله اندازه‌گیری است (یک با عدم‌قطعیت معلوم و دیگری با عدم‌قطعیت نامعلوم) جهت محاسبه عدم‌قطعیت وسیله‌ای که عدم‌قطعیت نامعلومی دارد.
- تعریف دیگر در ایزو 10012 آمده که کالیبره را چنین بیان کرده است: تحت شرایط مشخصی مجموعه‌ای از عملیات برقرار می‌شود و رابطه بین مقادیر نشان‌داده‌شده با وسیله اندازه‌گیری و مقادیر متناظر آن کمیت توسط استاندارد مرجع را مشخص می‌کند.
تاریخچه کالیبراسیون
با اطمینان می‌توان گفت که در طول تاریخ کالیبراسیون همواره دغدغه بشریت بوده است، حتی اگر نامی دیگر داشته است. یکی از اولین اقداماتی که در این حوزه انجام شده حدود 100 سال پیش در استرالیا توسط مرجع ملی آزمون استرالیا (NATA) انجام شد. بعد از جنگ جهانی دوم اقداماتی توسط ژاپن در مسیر تنظیم اسنادی برای کالیبره کردن ابزار صورت گرفت. در بریتانیا سازمانی به نام BCS در اواخر سال 1996 جهت عرضه خدمات کالیبره در سطح ملی تأسیس شد.
این سازمان از سمت دولت پشتیبانی می‌شد تصمیم گرفت که به‌جای تأسیس زنجیره آزمایشگاه‌های دولتی کالیبراسیون در کل کشور، شرایط دیگری را به وجود آورد. طبق این شرایط آزمایشگاه‌های صنایع، مراکز دولتی و دانشگاه‌ها می‌توانستند مجوز صدور مجوزهای موثق و معتبر کالیبره را در صورت موفقیت‌آمیز بودن در آزمونی دشوار دریافت کنند. این روش باعث شد که امکان دریافت گواهی‌نامه‌های معتبر جهت خریدارهای تجهیزات و ابزارهای اندازه‌گیری فراهم شده تا همواره استانداردهای ملی قابل‌ردیابی باشند. در حال حاضر مهم‌ترین استانداردهایی که به موضوع ابزار کالیبره می‌پردازند عبارتند از DIN865، ISO3599، ISO10360 و DIN861.
هدف از کالیبراسیون چیست
اغلب کالیبراسیون اولیه دستگاه اندازه‌گیری و آزمون (TME) در مرحله تولید و ساخت آن انجام می‌شود که شامل این مراحل می‌تواند باشد: درجه‌بندی دستگاه، تنظیم مدارهای الکتریکی وسیله مانند تنظیم نشان‌دهنده‌های دیجیتالی، تخمین عدم‌قطعیت و پایداری دستگاه است. بعدازاین مراحل، وسیله اندازه‌گیری باتوجه‌به طول عمر آن استفاده می‌شود. کالیبراسیون دوباره برای اطمینان از عملکرد درست دستگاه‌ها و کنترل کیفیت اجزای آن‌ها است. بر همین اساس در کالیبراسیون مجدد می‌توان اجزا و عواملی از دستگاه که کیفیت خود را ازدست‌داده‌اند را شناسایی کرد.
هدف از کالیبره کردن ایجاد نظامی مؤثر برای کنترل دقت و صحت پارامترهای مترولوژی دستگاههای آزمون و وسایل اندازه‌گیری و کلیه تجهیزاتی است که عملکرد آن‌ها بر کیفیت فرایند اثرگذار می‌باشد. این کار جهت اطمینان از تطابق اندازه‌گیری‌های انجام شده با استانداردهای جهانی به کار می‌رود.
اهداف اصلی کالیبراسیون را به طور مختصر بشناسید
- جهت مطمئن شدن از قرائت‌هایی که از دستگاه صورت می‌گیرد.
- به‌منظور تعیین درستی مقادیر خوانده شده دستگاه.
- برای استقرار قابلیت ردیابی دستگاه به استانداردهای مرجع که این هدف نهایی کالیبراسیون است. مهم‌ترین ویژگی یک اندازه‌گیری قابلیت ردیابی است، وجود قابلیت ردیابی نتایج آن تا استانداردهای ملی و سپس بین‌المللی است.
انواع کالیبراسیون
برخی از متداول‌ترین انواع کالیبراسیون را ممکن است به آن نیاز داشته باشید عبارت‌اند از:
- رطوبت و دما
چنانچه با مولد رطوبت، دوربین‌های حرارتی، دماسنج‌ها، ایستگاه‌های هواشناسی و سایر دستگاه‌هایی که با دما و رطوبت در ارتباط هستند و کار می‌کنند باید تحت کنترل قرار بگیرند. این نوع فرایند باید در یک محیط کنترل شده انجام شود تا تغییرات خارجی بر نتایج اثری نگذارد.
- فشار
فشارسنج‌ها، گیج‌ها و فرستنده‌ها نیاز به کالیبراسیون فشار دارند. طی این فرایند طیف فشار هیدرولیک و گاز اندازه‌گیری می‌شود. اغلب تجهیزات باید بر اساس استانداردهای ملی و بین‌المللی کالیبره شوند.
- مکانیکی
نوع مکانیکی ای فرایند عواملی مانند جرم، نیرو، ارتعاش یا گشتاور را کالیبره می‌کند. مثلاً امکان دارد جهت اندازه‌گیری دقیق وزن به کالیبره کردن یک ترازو نیاز داشته باشید. همچنین میکرومترها، آچارهای گشتاور و ترازوها نیز ممکن است به این نوع کالیبراسیون نیاز داشته باشند.
- برق
ابزارهایی که مقاومت، ولتاژ و فرکانس را می‌سنجند نیاز به کالیبره الکتریکی دارند. این تجهیزات شامل دیتالاگر، آزمایش‌کننده عایق و کلمپ متر می‌باشند. هر نوع کالیبراسیون شامل کاربرد روش‌های متنوع برای رسیدن به نتایج است.
مراحل کالیبراسیون
کالیبراسیون لوازم و تجهیزات اندازه‌گیری امری حساس است. به همین دلیل اگر می‌خواهید همواره ابزاری کالیبره داشته باشید باید حساب شده عمل کنید. در موقع کالیبره کردن دستگاه سعی کنید به ترتیب مراحل زیر را طی کنید:
مرحله اول: کدگذاری
ابتدا باید ابزار اندازه‌گیری مختلف را دقت و حوصله کافی کدگذاری کنید. البته تنها کدگذاری کافی نیست، بله لازم است برای تجهیزات شناسنامه تهیه کنید و به تفکیک شناسنامه لیست کامل آن‌ها را داشته باشید.
مرحله دوم: طبقه‌بندی
پس از طی مرحله اول، تجهیزات اندازه‌گیری را از نظر کالیبره طبقه‌بندی کنید. این طبقه‌بندی بر اساس معیارهای مختلفی انجام می‌شود. اهمیت، فاصله زمانی، دشواری و هزینه از مهم‌ترین پارامترهایی هستند که باید به آن‌ها توجه کنید.
مرحله سوم: تعیین حد مجاز خطا
هیچ موقع نمی‌توان انتظار دقت بی‌نهایت را از تجهیزات اندازه‌گیری داشت. همواره مقداری خطا باتوجه‌به درجه دقت موردنیاز شما وجود دارد، البته که تعیین حد مجاز خطا به عهده شما می‌باشد. حد مجاز خطاها را باتوجه‌به کاربرد موردنظر تعیین کنید.
مرحله چهارم: انتخاب کالیبره‌کننده
یکی از مهم‌ترین مراحل انتخاب کالیبره کننده هست که امکان دارد بسیاری از افراد یا مراکز ادعای خبره بودن در کالیبره را بکنند. پیش‌آگاهی شما می‌تواند در انتخاب به شما کمک کند.
مرحله پنجم: اجرای کالیبراسیون
طی این مرحله با اجرای آزمایش درصد خطای دستگاه مشخص می‌شود و عملیات اجرا می‌شود. یعنی با مراجعه به استاندارد و تجربه دستگاه تنظیم شده و در صورت داشتن عیوب پایه‌ای جهت تعمیر ارسال می‌شود. در آخر برچسب و گواهی کالیبراسیون صادر و نصب می‌شود.
مرحله ششم: ثبت سوابق کالیبراسیون
نگهداری و حفظ سوابق کالیبراسیون بسیار مهم است، زیرا بازرسین مراکز مختلف اقدام به نظارت بر تجهیزات می‌کنند. این سوابق از معتبرترین و مستندترین سوابقی هستند که بر سلامت کامل تجهیزات دلالت دارند. در ضمن هنگام فروش دستگاه نیز این مدارک اهمیت بسیاری خواهند داشت.
عوامل متعدد مؤثر بر زمان کالیبراسیون
- توصیه و پیشنهاد کارخانه سازنده
- روند داده‌های حاصل از سوابق کالیبره کردن قبلی
- سوابق نگهداری و تعمیر دستگاه
- طول زمان استفاده و تعداد دفعات آن
- میزان عمر دستگاه
- تغییر شرایط محیطی از قبیل رطوبت، دما، ارتعاشات و…
چگونگی و روش انجام کالیبراسیون
هزینه و کیفیت کالیبراسیون به روش انجام و تعداد آن بستگی دارد. هزینه این فرایند از عوامل مهم و تعیین‌کننده در انجام آن است. در روش‌های گوناگون کالیبره هزینه‌ها متفاوت است. به‌طورکلی این فرایند به سه روش قابل‌اجرا است. روش اول برای رسیدن به خطا و ثبت نتایج حاصله است. دومین روش که روش اول را دربرگرفته، علاوه‌برآن نتایج به‌دست‌آمده با استاندارد و دستورالعمل مقایسه می‌شود و وضعیت وسیله از جهت رد یا قبول آن تشخیص داده می‌شود. روش سوم نیز روش دوم را در بر می‌گیرد و تنظیم، تعمیر یا حذف خطای ایجاد شده را نیز شامل می‌شود. در همین راستا لازم است توضیحات بیشتری درباره انواع روش‌های کالیبراسیون داده شود. سیستم‌های کالیبره کردن به چهار گروه زیر تقسیم کرد:
-
جهت بازرسی و تصحیح
باتوجه‌به نتایج بازرسی، تصحیح انجام می‌شود. تا موقعی که خطا در حد قابل‌قبول سیستم اندازه‌گیری باشد به تصحیح نیازی نیست و از وسیله اندازه‌گیری می‌توان استفاده کرد. اگر خطای مقادیر اندازه‌گیری از حد قابل‌قبول بیشتر باشد اعمال تصمیمات لازم و ضروری است.
-
کالیبره فقط به‌منظور بازرسی
اگر میزان خطای اندازه‌گیری شده از اعمال بازرسی در حدود تعریف شده باشد می‌توان از دستگاه اندازه‌گیری استفاده کرد. به دلیل اینکه تصحیح و تعمیر دستگاه اندازه‌گیری هزینه‌بر است با بازرسی‌های دوره‌ای تا موقعی که خطای وسیله اندازه‌گیری در حدود تعریف شده باشد می‌توان از آن استفاده کرد.
-
کالیبراسیون به‌منظور تصحیح
طی این روش بازرسی انجام نمی‌شود؛ ولی تصمیمات لازم برای رسیدن به مفهوم معادل کالیبراسیون جدید و استفاده از وسیله اندازه‌گیری که به‌صورت دوره‌ای انجام می‌شود استفاده مجدد از آن را ممکن می‌سازد. اگر نقطه صفر تغییر کرده باشد می‌توان با تصحیح مجدد، وسیله اندازه‌گیری را تنظیم کرد.
-
عدم کالیبراسیون
در این روش بدون تصمیمات لازم و بازرسی دستگاه اندازه‌گیری مورداستفاده قرار می‌گیرد. در این حالت بر اساس آنکه مقدار بعضی از خطاهای مشخص دستگاه از حدود کنترل تعریف شده جهت اندازه‌گیری در فرایند تولید کوچک‌تر هستند، بدون انجام کالیبره دوره‌ای وسیله اندازه‌گیری به کار می‌رود.
کالیبراسیون استاندارد چیست
آزمایشگاه کالیبراسیون ابزار اندازه‌گیری را با یک مقدار صحیح (استاندارد قابل‌ردیابی) مقایسه می‌کند. استاندارد کمیتی است که بر اساس هفت واحد پایه SI با تعدادی واحد مشتق شده ساخته می‌شود. SI سیستم بین‌المللی واحدها می‌باشد و این هفت‌پایه عبارت از متر (m)، کیلوگرم (Kg)، زمان (ٍS)، آمپر (A)، مول(mol)، کلوین (K) و کاندلا (cd) می‌باشد.
شرایط محیطی مؤثر بر کالیبراسیون
- فشار
- دما
- رطوبت
- صدا
- نور
- جریان هوا
- لرزش
- ذرات معلق در هوا
- امواج الکترومغناطیسی
- ترکیب محیط اندازه‌گیری
مکان انجام کالیبراسیون
مکان انجام این فرایند می‌تواند در آزمایشگاه شرکت یا در محل به‌کارگیری دستگاه باشد. بهتر است دستگاه را در محلی که قصد استفاده از آن را دارید کالیبره کنید تا مواردی مثل تغییر شرایط محیطی و آسیب به دستگاه در حمل‌ونقل تأثیری در صحت کالیبراسیون نداشته باشد. دستگاهی که کالیبره شده باید با دستگاهی که کالیبره نشده قابل‌تشخیص باشد تا خطاهای تصادفی دقت انجام آزمایش دچار اختلال نکند. جهت این کار اغلب برچسبی روی دستگاه کالیبره شده می‌چسبانند که نام و کد شناسایی دستگاه و تاریخ کالیبره، تاریخ کالیبره بعدی، محدودیت استفاده و روش استفاده از دستگاه درج شده است.
هم‌زمان با این مرحله برگه ثبت کالیبراسیون ارائه می‌شود که مواردی از قبیل اطلاعات شناسایی صحیح دستگاه مثل نام و کد و سریال، نام محل نگهداری و مسئول، حدود خطای قابل‌قبول، تاریخ، نتایج فرایند کالیبراسیون به‌صورت مقادیر قبل از تبدیل و بعد از تصحیح جهت هر یک مقادیر مورد اندازه‌گیری، تعداد سری مقادیر مورداستفاده در کالیبره دستگاه محاسبه می‌شود. شرایط محیطی هنگام سنجش، نام فردی که آزمایش را انجام داده، جزئیات هرگونه محدودیت در استفاده، جزئیات تمام تنظیمات، خدمات، تغییرات و تعمیرات انجام شده شامل می‌شود.
به‌طورکلی کالیبراسیون در محل مزایایی از قبیل هزینه کمتر، سرعت بالای فرایند، عدم انقطاع در عملکرد دستگاه و به حداقل رسیدن تنش‌های ناشی از دستگاه را دارد.
طبقه‌بندی برچسب‌ها
طبقه‌بندی برچسب‌های مخصوص کالیبراسیون به شرح زیر است:
- برچسب استانداردهای اولیه به رنگ قرمز
- برچسب مخصوص استانداردهای ثانویه به رنگ طلایی
- برچسب استانداردهای کاری به رنگ سبز
- برچسب دستگاههای متفرقه به رنگ سفید
- برچسب NCR، مربوط به تجهیزاتی است که احتیاجی به کالیبراسیون ندارند.
- برچسب CBU که به تجهیزاتی که به‌ندرت استفاده می‌شوند مربوط است.
نتیجه‌گیری
فرایند کالیبراسیون کارآمدی دستگاه یا مواد مرجع را با انجام مقایسه مستقیم مشخص می‌کند. بسیاری از افراد گمان می‌کنند انجام این فرایند فقط موجب هدررفتن هزینه و زمان می‌شود. لازم است این افراد بدانند که هر گونه عدم‌قطعیت در اندازه‌گیری سبب تشخیص نادرست و ایجاد حوادث ناگوار می‌شود. کالیبره کردن به ایمن شدن جهان کمک می‌کند. ممکن است در نگاه اول این موضوع عجیب به نظر برسد، اما روزانه میلیون‌ها عملیات کالیبره برای اجرای منافع ما بی‌سروصدا در حال انجام است.
به‌عنوان‌مثال موقعی که روی صندلی هواپیما نشسته‌اید و منتظر پرواز آرامی هستید یا از کنار مرکزی هسته‌ای رد می‌شوید یا حتی موقعی که با خیال راحت از دارویی استفاده می‌کنید، تمامی فرایند‌ها و سیستم‌های پیش روی شما باید مرتب کالیبره شوند تا از حوادث دور بمانید. بر همین اساس هیچ‌کس نمی‌تواند بگوید که کالیبراسیون مهم نیست. کارکردن با ابزاری که کالیبره شده‌اند به محقق این امکان را می‌دهد که به نتایج تحقیقات خود اطمینان داشته باشد و بداند که نتایج حاصل از تغییرات واقعی پدیده‌ها هستند نه به دلیل نادرستی تخمین و عدم‌قطعیت در اندازه‌گیری.
از موارد مهمی که در زمان استقرار استانداردهای سری 9000 در مشاغل ایرانی موردتوجه قرار گرفت، درک اهمیت کالیبراسیون تجهیزات موجود در مشاغل و کارخانجات بود. این فرایند اثربخشی یک دستگاه یا ماده مرجع را با مقایسه مستقیم تعیین می‌کند. در کشور ما تنها شرکت‌هایی مجاز به صدور گواهی کالیبراسیون مورد تأیید استاندارد را دارند که مجوز لازم از اداره ملی استاندارد ایران را داشته باشند. توجه کنید که اگر گواهی کالیبره توسط شرکتی که فاقد مجوز است صادر شود برای بازرس استاندارد معتبر نخواهد بود.