Kalibrace – definice, návod a význam

U nabídek digitálních multimetrů, osciloskopů nebo také síťových zdrojů mezi jejich vlastnostmi často čteme, že jsou „zkalibrované“. Zkalibrovaná provedení jsou zpravidla také o něco dražší než stejné produkty bez kalibrace.

Člověk by si mohl myslet, že zkalibrované měřicí přístroje za určitých okolností měří lépe a přesněji než nezkalibrované verze. Tak tomu ale není.

Co přesně znamená kalibrace a proč někteří uživatelé nezbytně nutně potřebují zkalibrované přístroje, to vám podrobněji vysvětlíme níže.

Nejprve si ale musíme říci něco o toleranci měření. O co se jedná a jak se tolerance měření zjišťuje, to si ukážeme na jednom multifunkčním měřicím přístroji.

Každý měřicí přístroj se vyznačuje určitou tolerancí, které se nelze vyhnout z důvodu jeho konstrukce, tolerance součástek a okolních podmínek. Nepřesnosti měření nezávisejí na měřené fyzikální veličině a vedou k více či méně odlišným výsledkům měření.

Jak velké smějí být odchylky v každém rozsahu měření, to uvádějí výrobci mezi technickými parametry jako toleranci – např. ±0,9 %. Při napětí 10,00 V by odchylka ±0,9 % činila maximálně ±0,09 V. Výsledek měření by se v důsledku toho musel pohybovat mezi 9,91 a 10,09 V.

K výchozí přesnosti se pak přičítají ještě chyby zobrazení ukazatele. Ty výrobce rovněž uvádí. Chyby zobrazení závisejí na rozsahu měření a na maximálním ukazateli měřicího přístroje.

Při kalibraci dochází k porovnání s přesně definovanou vstupní veličinou, která se označuje jako normál, s nímž se porovnává výsledek měření zkoušeného měřicího systému. Normál přitom musí vykazovat nejméně pětkrát vyšší přesnost než zkoušený měřicí přístroj.

S ohledem na výše uvedený příklad měření udává kalibrátor měřené napětí např. 10,00000 V a zkouší se, zda měřicí přístroj zobrazuje výsledek v mezích přesnosti.

Následně jsou provedena další měření ve stejném rozsahu napětí, resp. s jinou měřenou veličinou.Odchylky výsledků měření jsou zachyceny v protokolu o měření. Tento protokol je později přiložen k měřicímu přístroji.

Důležité: Při kalibraci jsou přesně zaprotokolovány pouze odchylky výsledků měření. Zásahy do měřicího přístroje, například za účelem minimalizace odchylek, se při kalibraci neprovádějí.

Kutilové, kteří ve svém volném čase sestavují elektronické obvody a řídicí jednotky, potřebují sice kvalitní, ale určitě ne zkalibrované měřicí přístroje.

Stejně tak multimetr v kufříku s nářadím automechanika nebo topenáře nemusí být za každou cenu zkalibrovaný.

Jinak je tomu ve firmách, v zařízeních, úřadech a průmyslových provozech, které jsou certifikované podle ISO 9001 apod. 

Na základě platných předpisů a v rámci požadovaného zajištění kvality musejí tato zařízení zjištěné výsledky měření, stejně jako provedenou kalibraci měřicích prostředků, nepřetržitě dokumentovat.

Zda je měřicí laboratoř schopná pomocí vhodných zkušebních prostředků správně a kompetentně provádět kalibraci, to pravidelně kontroluje a osvědčuje akreditační orgán.

Také společnost Conrad Electronic vlastní certifikovanou kalibrační laboratoř, a je tedy schopná kalibrovat měřicí přístroje ve vlastní režii. Kalibrovány jsou v první řadě digitální multimetry VOLTCRAFT a proudové kleště pro měření proudu, napětí a odporu

Měřicí přístroje, které nemůžeme kalibrovat sami, předáváme našemu partnerovi, společnosti Testo.

Záznamník dokumentuje teplotu a vlhkost vzduchu.

Naměřené hodnoty se odečtou a zadají do kalibračního programu.

Předtím, než může být měřicí přístroj zkalibrován, potřebuje dostatek času, aby se mohl zaklimatizovat. Kalibrace se provádí při teplotě 22 °C (±1,5 °C) a relativní vlhkosti vzduchu 50 % (±10 %). Proto se přístroje ke kalibraci skladují v kalibrační místnosti nejméně 12 hodin.

Kalibrace se provádí s pomocí kalibrátoru. Tento kalibrátor je schopen generovat vysoce přesná napětí, proudy nebo odpory. Z důvodu snadného provádění a zamezení chybám při nastavení je kalibrátor automaticky řízen počítačovým programem.

Po zadání typu měřicího přístroje kalibrační program ví, které rozsahy měření jsou zkoušeny a jak velká smí být maximální přípustná odchylka měření.

Pokud se jedna nebo více naměřených hodnot pohybuje mimo toleranci, kalibrace přesto proběhne až do konce. Provedená kalibrace později slouží k doložení chyby.

Následně je měřicí přístroj znovu seřízen. Při seřízení, které probíhá buď pomocí trimovacího potenciometru v přístroji, nebo pomocí softwaru přístroje, je zobrazená hodnota změněna tak, aby znovu ležela v přípustných mezích.

Následuje druhá kalibrace, která zdokumentuje úspěšné opětovné seřízení.

Měřicí přístroje, které nelze dodatečně seřídit a jejichž hodnoty leží mimo meze tolerance, by se v podnicích certifikovaných podle ISO 9001 nadále již neměly používat.

Kalibrace měřicího přístroje je vždy pouze záležitostí daného okamžiku. To znamená, že v okamžiku kalibrace měřicí přístroj dodržel své specifikace a zobrazil správnou hodnotu.

Technické komponenty ovšem podléhají stárnutí a opotřebení. Proto lze předpokládat, že se se zvyšujícím se stářím a při častějším používání přístroje zvětšují také odchylky měření.

Proto je třeba provádět pravidelné kalibrace. Doporučujeme vám, abyste kalibraci obnovili každých 12 měsíců.

Pokud ale byly na přístroji provedeny nějaké zásahy za účelem opravy, je potřeba provést kalibraci neodkladně.