دانلود مقاله ازمایشگاه اندازه گیری دقیق

کالیبراسیون: موضوعات مهندسی صنایع

مقدمه:

حضوردربازارهای رقابتی فشرده در جهان امروز،صنعتگران را برآن داشته است تا بیش از گذشته به کیفیت محصولات خودتوجه نمایند.کشورهای در حال توسعه نیز که تمایل به رشد صنعتی دارنداز این قاعده مستثنی نیستند.

عوامل متعددی برکیفیت یک محصول تاثیر می گذارند که در اینجا می توان از دانش فنی،مواد اولیه،نیروی انسانی،تکنولوژی و ماشین آلات و...نام برد.یکی دیگرازاین عوامل موثر،ابزار- های اندازه گیری هستند که وظیفه محک زدن کیفیت محصول را باتوجه به استانداردها بر عهده دارند.

برای حصول اطمینان از کیفیت یک محصول، باید ابزارها از صحت ودقت عملکرد لازم برخوردارباشند ؛و به همین منظورمفهوم کالیبره کردن ابزارهای اندازه گیری مطرح می گردد.

شناخت اهمیت کالیبراسیون برای تجهیزات اندازه گیری مستقر در کارخانجات وصنایع یکی از مسایل مهمی بود که با آغازاستقرار استانداردهای سری 9000 در کارخانجات ایران مورد توجه قرار گرفت .

در این میان در بعضی از مراکز موجود به علت عدم آگاهی مشاوران یا مسئولین مربوطه حتی الزامات اولیه کالیبراسیون اعم از دانش فنی ،تجهیزات مناسب ،قابلیت ردیابی و ...رعایت نمی شود.حتی از گواهی نامه های کالیبراسیون صادره علیرغم هزینه هایی که در بر دارد نیز اطلاعات لازم جهت استفاده در سیستم اخذ نمی شود.بنابراین به نظر می رسد که درک صحیح و کامل از مفهوم کالیبراسیون، واجرای درست آن، در بهینه سازی سیستم اندازه گیری و نیز در جلو گیری از هزینه های اضافی کمک شایانی می کند .

کالیبراسیون چیست ؟

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 ی 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 .

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 .

علت کالیبراسیون:

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 ی 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.

زمان کالیبراسیون:

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 .

مکان کالیبراسیون:

کالیبراسیون در آزمایشگاه های مرجع انجام می پذیرید. کالیبراسیون می تواند در مکانی که وسیله اندازه گیری مورد استفاده قرار می گیرد نیز انجام شود. این عمل از مزایای زیر برخوردار است:

1-تنش های ناشی از جابجایی وسیله به حداقل می رسد

2-کاربران می توانند از حفاظت دستگاههای خود مطمئن باشند

3- کالیبراسیون در کوتاه ترین زمان خود انجام می گیرد و در عملکرد دستگاه انقطاعی پیش نمی آید

از معایب این عمل می توان به موارد زیر اشاره کرد:

1-تغییرات شرایط محیطی روی دستگاه های مرجع ممکن است تاثیر گذار باشد

2-ابعاد دستگاه های مرجع ممکن است مشکل ایجاد کند

3- کالیبراسیون در محل، هزینه های اضافی دربر دارد