Czynniki wpływające na częstość wzorcowań wyposażenia pomiarowego

Wyposażenie pomiarowe, które ma znaczący wpływ na dokładność lub ważność wyników wykonywanych pomiarów, powinno być wzorcowane przed oddaniem do użytkowania i w trakcie jego używania. To wzorcowanie ma na celu potwierdzenie, czy wykorzystywane wyposażenie spełnia przyjęte kryteria, np. największy dopuszczalny błąd pomiaru określony przez producenta lub inne wyspecyfikowane kryterium pozwalające na prowadzenie prawidłowych pomiarów w organizacji.

Dzięki okresowym ocenom i zgodności systemów zarządzania z międzynarodową normą PN-EN ISO/IEC 17025 [2] użytkownik oddający swój przyrząd do dowolnego laboratorium posiadającego akredytację jednego z sygnatariuszy European co-operation for Accreditation (EA) – w Polsce jest to Polskie Centrum Akredytacji (PCA) – ma pewność, że oddany przez niego do wzorcowania przyrząd posiada właściwości metrologiczne przedstawione w świadectwie wzorcowania (kalibracji) oraz że powinny one być tak samo zidentyfikowane niezależnie od laboratorium wzorcującego [3].

Właściwości metrologiczne

Personel odpowiedzialny w danej organizacji za prawidłową pracę przyrządów pomiarowych, szczególnie w dobie pandemii, kryzysu gospodarczego i ciągłego poszukiwania w firmie źródła oszczędności, powinien dokonać analizy okresów między kolejnymi wzorcowaniami posiadanych przyrządów pomiarowych. Z jednej strony kontrola powinna odbywać się względnie często, aby mieć możliwie dużą pewność, że wskazania przyrządów są poprawne, z drugiej zaś strony, należy brać pod uwagę koszty wzorcowań.

Systemy zarządzania, zakładowe kontrole jakości, normy branżowe narzucają, aby wskazania urządzeń pomiarowych były okresowo kontrolowane, przy czym pozostawia użytkownikowi dobór okresów między poszczególnymi wzorcowaniami oraz sprawdzeniami sprzętu i to od niego zależy, czy uzna on dany przyrząd za wymagający częstej, czy rzadszej kontroli. Wzorcowanie okresowe ma nam zapewnić, że wykonywane pomiary zachowują spójność pomiarową oraz potwierdzić, czy w przyrządzie zaszły bądź nie jakiekolwiek zmiany mogące nasuwać wątpliwości co do otrzymywanych dotychczas wyników pomiarów.

Trzeba tutaj wyraźnie zaznaczyć, że dla niektórych rodzajów przyrządów pomiarowych lub ich specyficznych zastosowań istnieje określony prawem czas ponownego wzorcowania lub nawet obowiązek legalizacji, a nie wzorcowania, może on też być zawarty w szczegółowych rozporządzeniach branżowych. W takich przypadkach należy go bezwzględnie przestrzegać.

Wskazane jest także, aby pomiędzy poszczególnymi wzorcowaniami dokonywać również sprawdzeń okresowych (pośrednich) [2], o ile jest to możliwe. Stanowią one obok wzorcowań dodatkowy element weryfikacji poprawności wskazań przyrządów, które podlegają kontroli parametrów metrologicznych. Jeżeli przy wzorcowaniu przyrządu zaleca się, aby był wzorcowany w całym wykorzystywanym przez użytkownika zakresie pomiarowym, to przy sprawdzeniach okresowych, które wykonuje się pomiędzy wzorcowaniami, można ograniczyć się np. do jednego punktu pomiarowego, który w sposób uproszczony pozwoli szybko zweryfikować poprawność wskazań przyrządu. Jeżeli użytkownik nie posiada własnego wzorca pomiarowego odniesienia, może dokonać sprawdzenia okresowego pomiędzy wzorcowaniami poprzez porównanie wskazań co najmniej dwóch przyrządów w tym samym punkcie. Jeżeli są to takie same modele przyrządów, to w ten sposób raczej trudno będzie zauważyć ich dryf przyrządowy [5], gdyż może on być identyczny, ale błąd gruby spowodowany np. uszkodzeniem jednego z nich lub zmianą charakterystyki czujnika da się zaobserwować jako istotna zmiana różnicy wskazań pomiędzy nimi.

Wpływ konstrukcji przyrządu

Jako zawansowany przyrząd pomiarowy można rozumieć:

• samodzielny miernik;
• zestaw składający się z czujnika z panelem odczytowym – wielkością wyjściową jest liczba określająca wartość danej wielkości fizycznej, panelem tym może być również ekran komputera;
• zestaw składający się z czujnika i przetwornika – wielkość wyjściową stanowi sygnał elektryczny (lub inny), np. prąd (420) mA, napięcie (010) V, rezystancja lub liczba impulsów;
• sam czujnik – wielkość wyjściowa zależna od typu i charakterystyki czujnika;
• miernik zintegrowany z czujnikiem.

Przyrząd pomiarowy może dokonywać pomiaru dwóch lub więcej wielkości jednocześnie, np. termohigrobarometr. W takim przypadku można wyznaczyć niezależnie okresy wzorcowań dla każdej mierzonej wielkości.

W przypadku zestawu, o ile jest to możliwe, wskazane jest łączne wzorcowanie czujnika z panelem odczytowym, jeżeli są one przeznaczone do stałej współpracy. Ważnym elementem jest odpowiednio przygotowany program wzorcowania oraz wiedza na temat spodziewanej niepewność pomiaru oferowanej przez laboratorium wzorcujące. Odstępy między wzorcowaniami w przypadku zestawów powinno się dobierać, biorąc pod uwagę parametry najsłabszego ogniwa w łańcuchu pomiarowym. Niejednokrotnie wymontowanie przyrządu lub czujnika jest bardzo trudne, czasochłonne i co za tym idzie, kosztowne albo wręcz niemożliwe do wykonania. W takiej sytuacji możliwe jest również wzorcowanie w miejscu pracy urządzenia. To często spotykana praktyka na liniach przemysłowych i w przypadku wyposażenia pomiarowego o większych gabarytach, np. komór termostatycznych (cieplarek, suszarek, zamrażarek, pieców), komór klimatycznych lub ciśnieniowych. Dla takiego wyposażenia wzorcowanie należy także przeprowadzać cyklicznie. Możliwość wzorcowania w miejscy ich pracy jest szczególnie wygodna w przypadku posiadania większej ilości urządzeń pomiarowych.

Dobór częstości wzorcowań

Głównymi czynnikami wpływającymi na częstość wykonywania wzorcowań przyrządów pomiarowych powinny być:

• zastosowanie przyrządu pomiarowego – im ewentualny błąd pomiaru mierzonej przez niego wielkości może powodować większe straty, tym częściej należy przyrząd kontrolować;
• wymagana niepewność, z jaką dokonywany jest pomiar – im niepewność pomiaru mniejsza, tym częstsze powinno być wzorcowanie lub sprawdzanie, gdyż zewnętrzne czynniki mają względnie większy wpływ na niepewność dokonywanego pomiaru;
• jakość samego przyrządu w odniesieniu do wielkości, które mierzy – im przyrząd dokładniejszy, a wymagania stawiane pomiarowi mniejsze, tym rzadziej można wzorcować;
• sposób i intensywność używania przyrządu, nie zawsze im przyrząd mniej używanym tym korzystniej dla stabilności jego właściwości metrologicznych;
• historia przyrządu – jeżeli istnieje możliwość określenia dryfu zmian wskazań oraz są one przewidywalne, a najlepiej stałe i niewielkie, to wzorcowanie może być prowadzone rzadziej, zaleca się nowe przyrządy wzorcować częściej, aby upewnić się, czy zostały przez producenta odpowiednio poddane procesowi stabilizacji wskazań;
• możliwość prowadzenia własnych okresowych sprawdzeń wewnętrznych – jeżeli są prowadzone częste sprawdzenia okresowe przez użytkownika i jest on w stanie kontrolować w sposób weryfikowalny poprawność wskazań swojego wyposażenia, to oddawanie sprzętu do wzorcowania w zewnętrznych laboratoriów akredytowanych może być stosowane rzadziej;
• zalecenie producenta przyrządu, jednak typowo producent określa największy dopuszczalny błąd pomiaru na 12 miesięcy;
• stopień przeszkolenia personelu z obsługi wyposażenia pomiarowego;
• koszt koniecznych działań korygujących, gdyby stwierdzono, że przyrząd nie spełnił stawianych mu wymagań;
• warunki, w jakich pracuje przyrząd, wpływ czynników zewnętrznych, np. transportu;
• posiadane możliwości finansowe – należy również brać pod uwagę koszty wzorcowania, aby móc zapewnić ciągłość wzorcowań sprzętu, nie można jednak ograniczyć ilości wzorcowanych przyrządów poniżej granicy bezpieczeństwa produkcji i usług.

W szczególnych przypadkach należy dokonywać własnych sprawdzeń wewnętrznych codziennie lub przed każdym pomiarem. Również ewentualne nieprawidłowości w przebiegu procesu produkcyjnego powinny być przesłankami do wzorcowania odpowiedzialnych za pomiary w tym procesie przyrządów. W przypadku wątpliwości, jak należy dobierać okres między kolejnymi wzorcowaniami, lepiej jest wybrać okres krótszy i w miarę potwierdzania pozytywnymi wynikami wzorcowania go wydłużać, niż wybrać okres zbyt długi, w którym użytkownik może nie do końca mieć wiedzę, co wskazuje przyrząd, np. w przypadku, gdy podany jest przez producenta błąd jednoroczny, a drugie wzorcowanie (zakładamy, że pierwsze odbyło się po zakupie) nowego przyrządu określimy za 24 miesiące, wtedy z samych danych katalogowych nie jesteśmy w stanie określić, jak mogą się zmieniać parametry metrologiczne przyrządu w drugim roku użytkowania, jego błąd nie zawsze musi być mniejszy lub równy od dwukrotności błędu rocznego. Typowy przyjmowany czasookres to 12 miesięcy lub 24 miesiące, rzadziej 36 miesięcy i 60 miesięcy.

Metody korekty częstości wzorcowań

Określony wstępnie czas do następnego wzorcowania może być (ale nie musi) korygowany z upływem użytkowania przyrządu. Dobrze wybrana do konkretnego przyrządu metoda określenia wyznaczenia okresu do przeprowadzenia kolejnego wzorcowana, z jednej strony, zapewni względnie najlepszą pewność poprawności wskazań przyrządów, z drugiej zaś nie obciąży firmy zbędnymi kosztami zarówno finansowymi, jak i poniesionymi w formie czasu pracy przeznaczonego na wzorcowanie. Najczęściej stosowane, a zarazem godne polecenia metody dotyczące sposobu doboru okresu pomiędzy wzorcowaniami można znaleźć w dokumencie ILAC-G24 [1], dokument przedstawia pięć takich sposobów i jest obecnie poddany przeglądowi mającemu zapewnić mu aktualność. Poniżej znajduje się krótki opis prezentowanych tam metod.

Metoda schodkowa

Za każdym razem, gdy wzorcowanie przyrządu jest dokonywane rutynowo, kolejny odstęp czasu jest zwiększany, jeżeli oceniane parametry mieszczą się w granicach np. 80% maksymalnego dopuszczalnego błędu pomiaru, lub zmniejszany jeżeli maksymalny dopuszczalny błąd został przekroczony. Metoda ta umożliwia szybki dobór odstępów czasu i jest łatwa do przeprowadzenia, może jednak powodować problemy związane ryzykiem w przypadku, gdy błąd przyrządu między kolejnymi wzorcowaniami nie jest stabilny, dlatego nie zaleca się jej do szerszego stosowania.

Metoda karty kontrolnej

Stosowanie karty kontrolnej jest jednym z najważniejszych narzędzi Statystycznej Kontroli Jakości (SQC – Statistical Quality Control). W tej metodzie wybrane zostają ważne punkty wzorcowania, a wyniki wzorcowania są zaznaczane na wykresie w funkcji czasu. Z wykresów tych wyliczane są rozrzut wyników i dryf, przy czym dryf określany jest jako wartość średnia w czasie jednego odstępu czasu między wzorcowniami, lub w przypadku bardzo stabilnych przyrządów w okresie kilku odstępów. Z tych wyników można wyznaczyć optymalny odstęp czasu między wzorcowaniami. Do rozpoczęcia obliczeń jest wymagana dobra znajomość zasad dotyczących zmienności danego przyrządu lub podobnego przyrządu. Dopuszczalne są, bez unieważniania obliczeń, znaczne odchylenia w odstępach czasu między wzorcowniami w stosunku do wyznaczonych; niezawodność może być obliczona i teoretycznie daje to poprawną wartość odstępu czasu między wzorcowniami.

Metoda czasu pracy przyrządu

Podstawowa metoda nie różni się od opisanej powyżej, ale odstęp czasu między wzorcowniami jest wyrażony w okresie użytkowania, a nie czasie kalendarzowym. Przyrząd ma rejestrowany czas użytkowania i jest przekazywany do wzorcowania, gdy przekroczona zostanie określona jego wartość. Ważną teoretyczną zaletą tej metody jest to, że liczba wykonanych wzorcowań, zależy bezpośrednio od czasu pracy danego przyrządu. Ponadto jest to automatyczna kontrola użytkowania przyrządu. Metoda nie może być stosowana w odniesieniu do biernych przyrządów pomiarowych (np. tłumików) lub wzorców (rezystancji, pojemności itd.), nie zaleca się stosowania metody również wtedy, gdy wiadomo, że przyrząd ma dryf lub wykazuje pogorszenie właściwości w czasie jego magazynowania, w czasie przemieszczania lub poddawania go pewnej liczbie krótkich cykli włączania/wyłączania. Metoda wiąże się z dużym kosztem monitorowania czasu pracy.

Metoda oceny za pomocą „czarnej skrzynki”

Metoda jest odmianą metody schodkowej i metody karty czasu pracy, jest szczególnie odpowiednia dla przyrządów złożonych. Parametry krytyczne są sprawdzane często (raz dziennie lub nawet częściej) za pomocą przenośnego urządzenia wzorcującego lub częściej za pomocą „czarnej skrzynki” przystosowanej specjalnie do sprawdzania wybranych parametrów. Jeżeli za pomocą „czarnej skrzynki” zostanie stwierdzone, że parametry przyrządu znalazły się poza granicami maksymalnych błędów dopuszczalnych, przyrząd zostaje skierowany do pełnego wzorcowania. Dużą zaletą tej metody jest to, że zapewnia użytkownikowi maksymalną dostępność przyrządu. Jest to bardzo dogodne w przypadku przyrządów, które są geograficznie odległe od laboratorium wzorcującego, ponieważ pełne wzorcowanie jest wykonywane tylko wtedy, gdy wiadomo, że jest ono konieczne. Główną trudnością jest wybór parametrów krytycznych i zaprojektowanie „czarnej skrzynki”. Charakterystyka samej „czarnej skrzynki” może również ulegać zmianie.

Metoda oceny statystycznej

W przypadku indywidualnego przyrządu lub typu przyrządów można także stosować metody oparte na analizie statystycznej. Metody te zyskują coraz większe zainteresowanie, szczególnie gdy są stosowane w połączeniu z odpowiednimi narzędziami programowymi. Gdy wzorcowaniu podlega duża liczba jednakowych przyrządów, odstępy czasu między wzorcowaniami mogą być określane za pomocą metod statystycznych.

Porównanie metod

Każda z zaprezentowanych metod posiada swoje zalety i wady (zestawienie w tabeli 1.), które będą wskazywały jej zastosowanie do danego typu przyrządów pomiarowych. Jeżeli wzorcowania prowadzone są odpowiednio często, może okazać się, że nie jest celowe podejmowanie kroków w celu adaptacyjnego wydłużania okresu czasu między wzorcowaniami. Takie rozwiązanie jest polecane dla szczególnie krytycznych elementów wyposażenia pomiarowego.

Dobór czasów odstępu między wzorcowaniami na przykładzie przyrządów do pomiaru temperatury, wilgotności i ciśnienia

Przyrządy do pomiaru temperatury

Jako standardowy odstęp między kolejnymi wzorcowaniami przyrządów do pomiaru temperatury należy przyjąć okres 12 miesięcy. W przypadku procesów o dużej czułości na zmiany temperatury zaleca się skrócenie go do 6 lub nawet 3 miesięcy lub prowadzenie częstszych własnych sprawdzeń okresowych.

Platynowe czujniki termometrów rezystancyjnych, w tym najczęściej stosowane typu Pt-100, należą do najdokładniejszych przyrządów do pomiaru temperatury. Charakteryzują się dobrą liniowością i stałością parametrów w czasie, szczególnie po dłuższym okresie użytkowania (odpowiednio wystarzone). Bardzo dobrze odgrywają rolę wzorców. Jeżeli nie kontrolują krytycznego miejsca w procesie o dużej czułości temperaturowej i w szerokim zakresie pomiarowym, kolejne wzorcowanie po zakupie wystarczy wykonać za 12 miesięcy, a kolejne można wydłużyć do 24 miesięcy.

Termoelementy i czujniki termoelektryczne w zależności od użytych metali do budowy termopar mierzą temperatury w bardzo szerokim zakresie temperatur. Jeżeli pracują przy stałym zanurzeniu, zaleca się wzorcowanie ich w odstępach rocznych. W przypadkach kiedy termoelementy są wbudowane w obiekt, wtedy lepszym rozwiązaniem od wzorcowania samego termoelementu jest wzorcowanie całego obiektu. Termoelementy powinny być wzorcowane przy głębokości zanurzenia, w jakiej pracują. W przypadku tych, które są umieszczane ze zmiennym zanurzeniem należy wyznaczony efekt niejednorodności czujnika i uwzględnić go w niepewności pomiaru. Niektóre termopary poddane działaniu gradientu temperatury wykazują zmianę swoich parametrów metrologicznych, w tym pogorszenie liniowości charakterystyki. Wyżarzenie może poprawić jednorodność termopar, ale powoduje zmianę charakterystyki i pociąga za sobą konieczność kolejnego wzorcowania; jednak szczególnie przy termoelementach z metali nieszlachetnych przy pracy o różnych zanurzeniach konieczna jest częstsza wymiana termoelementu na nowy, gdyż błędy spowodowane pracą przy różnym zanurzeniu mogą przekraczać kilka, a nawet kilkanaście kelwinów, a ich korekcja przez wyżarzanie daje tylko ograniczoną poprawę. Dużym problemem jest też degradacja płaszcza ochronnego i jego zanieczyszczenie, co może również powodować zmiany właściwości metrologicznych czujnika. Zaleca się w takim przypadku częstsze sprawdzenie wewnętrzne okresowe termoelementu, najlepiej w punkcie pracy lub skrócenie okresu pomiędzy wzorcowaniami.

Czujniki termistorowe i półprzewodnikowe są na ogół przeznaczone do współpracy z elektronicznymi miernikami temperatury. Charakteryzują się często dużą nieliniowością, która jest korygowana przez układ elektroniczny lub numerycznie, i niezbyt dobrą stabilnością w czasie, wskazana częstość wzorcowań to 12 miesięcy.

Termometry elektryczne i elektroniczne składają się z czujnika i panelu odczytowego. Należy oszacować, co stanowi najsłabsze ogniwo, na ogół są to czujniki, rzadziej układ elektroniczny, gdyż do dobrych czujników dobiera się też odpowiednie układy elektroniczne. Termometry te zaleca się wzorcować początkowo co
12 miesięcy, potem można ten okres wydłużyć w zależności od analizy otrzymywanych wyników pomiarów z poszczególnych kolejnych wzorcowań.

Przetworniki temperatury można traktować jak wskaźniki, w których wyjściem zamiast wielkości liczbowej w jednostce temperatury (np. w °C) jest wielkość elektryczna, jeżeli są wzorcowane łącznie z czujnikiem, stanowią odpowiednik termometru elektrycznego.

Termostaty cieczowe, termobloki, komory termostatyczne, komory klimatyczne (piece, suszarki, cieplarki) czyli urządzenia do utrzymywania stałej temperatury w określonej objętości, zaleca się wzorcować wraz z wykonaniem rozkładu temperatury w zależności od przeznaczenia co 12 do 24 miesięcy. Zaleca się, aby rozkład obejmował całą przestrzeń roboczą wykorzystywaną przez użytkownika. Liczba punktów w przestrzeni jest zależna od wielkości danego obiektu. Sprawdzeń okresowych można dokonać w jednym, najczęściej centralnie położonym lub określonym jako miejsce pracy punkcie urządzenia.

Termometry szklane cieczowe mimo prostoty swojej konstrukcji, jeżeli są wykonane poprawnie, mogą należeć do bardzo dokładnych przyrządów do pomiaru temperatury, a ich dokładność i stabilność może być porównywana z platynowymi czujnikami rezystancyjnymi, choć sama poprawność wykonywania pomiarów zależy od doświadczenia i kompetencji użytkownika. Ważnym elementem jest też, aby te termometry prawidłowo przechowywać, tzn. w pozycji pionowej. Liniowość termometrów szklanych cieczowych zależy w dużym stopniu od mechanicznego wykonania kapilary i rzadko zmienia się dla danego punktu pomiarowego w czasie w sposób losowy, ale może nie być funkcją monotoniczną. Obecnie w nowych termometrach szklanych cieczowych jako cieczy termometrycznej nie wolno stosować rtęci, co wpłynęło negatywnie na uzyskiwane dokładności wykonywanych pomiarów przez nie. Jeżeli termometr jest dobrze wykonany, można go wzorcować co 24 miesiące lub rzadziej, początkowo jednak zaleca się wzorcowanie nie rzadziej niż co 12 miesięcy.

Termometry manometryczne i bimetaliczne stosuje się obecnie głównie jako wskaźniki, w zależności od temperatury, warunków pracy oraz dokładności można je wzorcować co 12 do 36 miesięcy.

Regulatory, rejestratory i symulatory temperatury (bez czujnika) wzorcuje się tak jak przyrządy do pomiaru wielkości elektrycznych, podłączając w miejsce czujnika odpowiednio zadaną wielkość elektryczną, w zależności od przeznaczenia i jakości sprzętu zaleca się okres wzorcowania co 12 miesięcy, zgodnie z zaleceniami producenta.

Sprawdzenie okresowe przyrządów do pomiaru temperatury, gdy nie dysponuje się innymi przyrządami pomiarowymi, można stosunkowo łatwo wykonać dla temperatury 0°C (mieszanina lodu z wodą destylowaną) lub ok. 100°C (temperatura wrzenia wody, jednak w tym przypadku należy uwzględnić aktualne ciśnienie atmosferyczne).

Przyrządy do pomiaru wilgotności

Mierniki temperatury punktu rosy mierzą bezpośrednio temperaturę punktu rosy i należą do najdokładniejszych mierników do pomiaru wilgotności. Chcąc uzyskać wartość wilgotności względnej, należy mierzyć dodatkowo temperaturę w danej przestrzeni. Przy pomiarach przemysłowych istotny wpływ na błąd pomiaru temperatury punktu rosy może mieć zapylenie, powodując zabrudzenie lustra pomiarowego, co generuje błędny odczyt chwili wykraplania się rosy na lustrze przyrządu i w następstwie błędne określenie temperatury punktu rosy. Wzorcowanie tego typu mierników zaleca się przeprowadzać co 12 miesięcy, łącznie z ewentualnym dodatkowym czujnikiem temperatury. Samodzielne sprawdzenie okresowe jest trudne do wykonania, można próbować dokonać pomiaru w komorze klimatycznej, jednak dokładność mierników temperatury punktu rosy przewyższa dokładność regulatorów zastosowanych w tych komorach. Ewentualnie sprawdzenie można dokonać przez porównanie wskazań z innym miernikiem.

Mierniki wilgotności względnej – higrometry posiadają na ogół czujniki pojemnościowe ceramiczne lub polimerowe, których pojemność jest zależna od wilgotności względnej powietrza, w większości przypadków w sposób nieliniowy, linearyzacja następuje w układzie miernika albo przetwornika. Następstwem takiej konstrukcji czujnika jest duża histereza pomiaru. Wilgotny czujnik ma dużą stałą czasową dla odparowywania wilgoci, a długotrwała praca w wysokiej wilgotności może nawet uszkodzić niektóre typy czujników. Dobra praktyka laboratoryjna nakazuje oszacowanie histerezy takich przyrządów i włączenie ich w budżet niepewności pomiaru. Czasem można tę informację otrzymać na świadectwie wzorcowania. Wzorcowanie zaleca się powtarzać co 12 miesięcy. Sprawdzenia okresowe przez porównanie wskazań mierników, także z regulatorem komory klimatycznej lub najlepiej z miernikiem temperatury punktu rosy. Popularne dawniej higrometry włosowe są obecnie rzadko stosowane ze względu na niewielką dokładność pomiaru.

Termohigrometry i psychrometry to mierniki dokonujące jednoczesnego pomiaru wilgotności względnej i temperatury, są one powszechnie stosowane do monitoringu warunków środowiskowych w pomieszczeniach i magazynach. Jeżeli oddzielne przepisy nie stanowią inaczej, to zaleca się je wzorcować co 12 miesięcy w zależności od miejsca pracy i narażenia na wysoką wilgotność.

Komory klimatyczne podobnie jak komory termostatyczne należy wzorcować wraz z wykonaniem rozkładu w kilku punktach przestrzeni, wykonując jednoczesny pomiar temperatury i wilgotności. Wykonanie samego rozkładu wilgotności jest niewystarczające, gdyż wilgotność względna jest funkcją nie tylko wilgotności bezwzględnej, ale także i temperatury. Wzorcowania trzeba dokonywać w zależności od przeznaczenia co 12 do 24 miesięcy.

Przetworniki wilgotności należy traktować jak mierniki wilgotności z wyjściem o wielkości elektrycznej. Trzeba z nimi odpowiednio postępować, w zależności od tego, czy jest to przetwornik wilgotności względnej czy bezwzględnej.

Przyrządy do pomiaru ciśnienia

Urządzenia te można zaliczyć do przyrządów o względnie dużej stabilności parametrów metrologicznych. Należy zwrócić uwagę, w jakim medium pracuje ciśnieniomierz. Agresywne substancje mogą powodować szybsze zużywanie się elementów mechanicznych ciśnieniomierzy i konieczność ich częstszej kontroli.

Ciśnieniomierze sprężynowe wskazówkowe były dawniej dzielone w zależności od klasy na kontrolne i zwykłe, obecnie przy rosnącej dokładności przyrządów elektronicznych podziału tego nie stosuje się. Ciśnieniomierze sprężynowe należy wzorcować co 12 do 36 miesięcy w zależności od warunków pracy i żądanej dokładności prowadzonych pomiarów.

Ciśnieniomierze elektroniczne w tym barometry należy wzorcować podobnie jak ciśnieniomierze z elementami sprężystymi, biorąc jednak pod uwagę zastosowanie układów elektronicznych, które nie zawsze są odporne na warunki otoczenia pracy ciśnieniomierza, co 12 do 24 miesięcy. Narażenie ciśnieniomierza na wysokie temperatury i agresywne medium pracy ma negatywny wpływ na poprawność działania układów elektronicznych.

Manometry obciążnikowo-tłokowe to bardzo precyzyjne urządzenia o dużej stabilności w czasie, więc jeżeli pracują na przeznaczonych do tego stanowiskach mogą być wzorcowane co 5 lat.

Przetworniki ciśnienia podobnie jak przetworniki temperatury czy wilgotności należy traktować jak ciśnieniomierze elektroniczne z sygnałem wyjściowym w postaci wielkości elektrycznej. Komory ciśnieniowe w przypadku pomiaru ciśnienia statycznego wystarczy wzorcować w jednym punkcie, ponieważ ciśnienie rozkłada się równomiernie w całej objętości. Zaleca się powtarzać wzorcowanie co 12 do 24 miesięcy.

Uwagi końcowe

Przy opracowaniu harmonogramu wzorcowań oraz harmonogramu sprawdzeń okresowych wyposażenia pomiarowego należy wziąć pod uwagę wiele czynników stanowiących o pracy danego przyrządu. Drugie wzorcowanie nowego przyrządu warto wykonać nie później niż po 12 miesiącach, a jako kryterium akceptacji przyjąć największy dopuszczalny błąd pomiaru określony przez producenta.

Należy rozważyć jakie czynności pomiarowe można wykonać we własnym zakresie jako sprawdzenia wewnętrzne i czy jest to celowe, a jakie zlecić laboratorium posiadającemu potwierdzone kompetencje metrologiczne [4].

W przypadku obiektów, dla których wykorzystuje się większą powierzchnię lub objętość do pracy, jak np. w komorach termostatycznych czy komorach klimatycznych, wskazane jest przeprowadzenie wzorcowania wraz z wykonaniem rozkładu w przestrzeni użytkowej urządzenia w celu wyznaczenia niejednorodności przestrzennej oraz niestabilności w czasie.

Przy każdej adiustacji czy naprawie sprzętu pomiarowego wskazane jest przeprowadzenie ponownego wzorcowania. W przypadku zlecenia adiustacji w zewnętrznym laboratorium należy otrzymać wyniki wzorcowania przed i po wykonanej adiustacji, w celu poznania błędów pomiaru przyrządu przed adiustacją.

Procedury ustalania odstępów między kolejnymi wzorcowaniami oraz ich zmiany powinny być oparte na wieloletniej obserwacji i analizie otrzymywanych świadectw wzorcowania. Przyjęte programy wzorcowania powinny być jasno określone i nie powinny się zmieniać, aby zapewnić możliwość analizy trendu zmian. Należy szacować ryzyko, jak zastosowany model kontroli poprawności wskazań przyrządów pomiarowych gwarantuje nam zachowanie poprawności wykonywanych pomiarów. Podejście, że zamiast kolejnego wzorcowania, z uwagi na cenę wzorcowania, użytkownik wybiera zakup nowego urządzenia wraz ze świadectwem wzorcowania. pozbawia nas możliwości oceny z jaką dokładnością były prowadzone dotychczasowe pomiary.

Wykonując sprawdzenia okresowe, należy zwrócić uwagę na stałe czasowe przyrządów, wykonywać pomiar w warunkach ustalonych i mieć opracowane procedury postępowania.

Aby zapewnić spójność pomiarową przeprowadzonych wzorcowań, należy je zlecać w Głównym Urzędzie Miar lub w akredytowanym laboratorium wzorcującym. Ważnym elementem przy wyborze laboratorium będzie oferowany zakres pomiarowy i uzyskiwana niepewność pomiaru. Aktualny wykaz jednostek posiadających akredytację w Polsce znajduje się na stronie internetowej PCA [4]. Wydane przez posiadacza akredytacji jednego z sygnatariuszy EA świadectwa wzorcowania są ważne w każdym kraju, który podpisał porozumienie EA (UE, EFTA i kilka innych krajów).

Literatura

1. ILAC-G24:2007/OIML D 10:2007 Wytyczne dotyczące wyznaczania odstępów czasu między wzorcowaniami przyrządów pomiarowych.
2. PN-EN ISO/IEC 17025:2018-02 Ogólne wymagania dotyczące kompetencji laboratoriów badawczych i wzorcujących.
3. DA-06, Polityka dotycząca spójności pomiarowej wyników pomiarów, PCA 2020.
4. Polskie Centrum Akredytacji, pca.gov.pl, wykaz laboratoriów wzorcujących.
5. PKN-ISO/IEC Guide 99, Międzynarodowy słownik metrologii. Pojęcia podstawowe i ogólne oraz terminy z nim związane (VIM).

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!