راهنماي تعيين فواصل كاليبراسيون تجهيزات اندازه گيري

عوامل متعددي بر روي فواصل زماني بين كاليبراسيونها تاثير گذار مي باشند و بايد توسط آزمايشگاه در نظر گرفته شوند. مهمترين اين عوامل عبارتند از:
• عدم قطعيت در اندازه گيري مورد نياز يا اظهار شده توسط آزمايشگاه
• ريسك قرار گرفتن دستگاه اندازه گيري در خارج از تلرانس در هنگام استفاده
• نوع تجهيز
• استعداد استهلاك و انحراف
• توصيه سازنده
• ميزان و شدت استفاده
• شرايط محيطي (شرايط آب و هوايي، ارتعاش، تابش يونيزه كننده و غيره )
• روند داده هاي بدست آمده از سوابق كاليبراسيونهاي قبلي
• تاريخچه سوابق تعمير و نگهداري
• فراواني بررسي هاي متقابل در برابر ديگر استانداردهاي مرجع يا دستگاههاي اندازه گيري
• كثرت و كيفيت بررسيهاي ميان مرحله اي در اين مدت
• ريسك و مرتب سازي در هنگام حمل و نقل
• درجه و ميزان آموزش كاركنان

گرچه معمولاً نمي توان از هزينه كاليبراسيون در تعيين فواصل زماني كاليبراسيون صرف نظر نمود، ولي ممكن است افزايش
عدم قطعيت هاي اندازه گيري ناشي از فواصل زماني طولاني در مقابل هزينه كاليبراسيون سبك شمرده شوند. با توجه به تمامي عوامل بيان شده واضح است كه به آساني نمي توان فهرستي از فواصل كاليبراسيون در سطح جهاني تدوين كرد.
بهتر آن است كه خطوط راهنمايي در مورد چگونگي انجام فواصل زماني كاليبراسيون ارائه شود، سپس هرگاه كه كاليبراسيون بر مبناي روتين انجام مي شود ، مورد بازنگري قرارگيرد. آزمايشگاه بايد روشهاي مناسبي مطابق با استانداردها انتشار يافته، سازمانهاي فني معتبر يا مجلات علمي انتخاب نمايد . گزيده اي از اين روشها براي انتخاب اوليه فواصل زماني كاليبراسيون و تنظيم مجدد اين فواصل بر مبناي تجربه در اين مقاله ارائه مي شود . روشهاي توسعه يافته آزمايشگاهي يا روشهاي مورد قبول آزمايشگاه در صورتي كه مناسب و معتبر باشند، مي توانند مورد استفاده قرارگيرند.
آزمايشگاه بايد روشهاي مورد استفاده را مستند كر ده و نتايج كاليبراسيون را به عنوان تاريخچه داده ها به عنوان مبناي
تصميم گيري هاي آينده در مورد فواصل كاليبراسيون تجهيزات، جمع آوري كند. صرف نظر از فواصل زماني تعيين شده براي كاليبراسيون، آزمايشگاه بايد سيستم مناسبي جهت اطمينان از كاركرد مناسب و وضعيت كاليبراسيون استانداردهاي مرجع و تجهيزات اندازه گيري در بين كاليبراسيونها داشته باشد. انتخاب اوليه فواصل كاليبراسيون تصميم اوليه درمورد تعيين فواصل كاليبراسيون بر مبناي عوامل زير باشد:

•توصيه سازنده دستگاه
• مقدار پيش بيني شده و شدت استفاده
• تاثير عوامل محيطي
• عدم قطعيت در اندازه گيري مورد نياز
• ماكزيمم انحراف مجاز (به عنوان مثال برمبناي قوانين اوزان)
• تنظيم (تغيير) منحصر به فرد دستگاه
• تاثير كميت اندازه گيري شده (به عنوان مثال اثر درجه حرارت برروي ترموكوپلها )
• داده هاي جمع آوري شده يا منتشر شده در مورد همان دستگاه يا دستگاههاي مشابه
تصميم گيري عموماً بايد توسط شخصي باتجربه در اندازه گيري به ويژه در مورد دستگاههاي كاليبره شده و ترجيح ا ب ا دانش كافي در مورد فواصل استفاده شده در ديگر آزمايشگاهها، صورت گيرد. اين شخص بايد برآوردي براي هر دستگاه يا گروهي از دستگاهها در مدت زماني كه پس از كاليبراسيون در تلورانس باقي مي ماند، داشته باشد.

روشهاي بازنگري فواصل كاليبراسيون
هر گاه كاليبراسيون بر مبناي روتين انجام شده باشد ، تنظيم فواصل كاليبراسيون به منظور بهينه كردن تعادل ريسك ها –
همان گونه كه در مقدمه عنوان شده- ميسر مي شود . احتمالاً ممكن است فواصلي كه در ابتدا مشخص مي شوند، نتايج مطلوب را نداده و دستگاهها از آن چه انتظار مي روند كمتر قابل اعتماد باشند و روال كار مطابق پيش بيني نباشد . كافي است كاليبراسيونهاي محدودي از دستگاههاي معين به جاي كاليبراسيون كامل انجام شود و انحرافات ايجاد شده بوسيله انجام كاليبراسيون مجدد دستگاهها ممكن است نشان دهنده فواصل طولاني تر كاليبراسيون بدون افزايش ريسكها و غيره باشند. گستره اي از روشها براي بازنگري فواصل كاليبراسيون در دسترس هستند. تفاوت آنها بر طبق اين است كه:
• دستگاهها به طور انفرادي يا گروهي مورد بررسي قرار گيرند . (به عنوان مثال بوسيله مدل يا نوع سازنده )
• دستگاههاي خارج از كاليبراسيون توسط تغييرات تدريجي در اثر اضافه كاري يا استفاده معمولي قرار گيرند.
• دستگاهها انواع مختلف ناپايداري را نشان بدهند.
• دستگاهها نياز به تنظيماتي داشته باشند (تهيه تاريخچه اي ازسوابق ارزيابي به شيوه هاي متفاوت).
• داده هاي در دسترس و مهم به تاريخچه كاليبراسيون دستگاه ضميمه شوند.
بصيرت يا شهود مهندسي كه فواصل كاليبراسيون اوليه را تعيين مي كرد و سيستمي كه اين فواصل مقرر شده را بدون بازنگري حفظ مي كند به اندازه كافي قابل اعتماد نبوده و بنابر اين توصيه نمي شود.

روش 1: تنظيم خودكار يا پلكاني
هر زمان كه يك دستگاه بر مبناي روتين كاليبره مي شود ، كاليبراسيون بعدي در زماني موكول انجام مي شود كه دستگاه
در محدوده مثلاً 80 % يا كمتر محدوده تلورانس مورد نياز براي اندازه گيري قرار گرفته يا درخارج از گستره تلورانس قراردارد .
اين روش پلكاني ممكن است باعث تنظيم سريع فواصل زماني شود و به آساني انجام گيرد. هنگامي كه سوابق نگهداري شده و مورد استفاده قرار گيرند، دشواري مربوط به گروهي از دستگاهها كه نيازمند اصلاح فني يا نگهداري پيشگيرانه مي باشند ، شناخته خواهد شد. يكي از مضرات احتمالي سيستمهايي كه دستگاهها به طور انفرادي مورد بررسي قرار مي گيرند اين است كه نگهداشتن يك برنامه كاري روان و متعادل مشكل بوده و نياز به برنامه ريزي مفصل و پيچيده اي است.

استفاده زياد از اين روش براي تعيين فواصل كاليبراسيون مناسب نيست. ريسك مربوط به باطل شد ن تعداد زيادي از
گواهينامه ها يا دوباره كاريهايي كه در نهايت ممكن است مورد قبول نباشد، مويد اين امر است.

روش 2 ، نمودار كنترل:
نمودار كنترل يكي از مهمترين ابزارها در كنترل كيفيت آماري است. در اين روش نقاط مهم كاليبراسيون انتخاب و نتايج برحسب زمان رسم مي شوند ب ا استفاده از اين نمودارها ، هم پراكندگي و هم انحراف محاسبه مي شوند. يا انحراف از انحراف ميانگين در يك فاصله كاليبراسيون تجاوز مي كند و يا در مورد دستگاههاي خيلي پايدار انحراف در چندين فاصله كاليبراسيون ، از انحراف ميانگين بالا مي زند . از اين نمودارها فاصله بهينه كاليبراسيون محاسبه مي گردند. در حقيقت كاربرد اين روش سخت (و يا حتي خيلي سخت ) در مورد دستگاههاي پيچيده مي باشد و فقط عملا در پردازش
خودكار داده ها مورد استفاده واقع مي شود . قبل از محاسبات داشتن دانش كافي در مورد نحوه تغيير پذيري دستگاه يا دستگاه هاي مشابه ضروري مي باشد. علاوه بر اين دستيابي به حجم كاري متعادل مشكل است. با اين حال تغيير قابل ملاحظه در فواصل كاليبراسيون از مقدار تعيين شده بدون باطل كردن محاسبات مجاز مي باشد.

روش 3، زمان كاربرد
اين روش با روشهاي قبلي متفاوت است . در اين روش فواصل كاليبراسيون بر حسب ساعات كاربرد و ترجيحا برحسب ماههاي تقويم ساليانه بيان مي شوند. دستگاه به كمك انديكاتور زمان تنظيم مي شود و مراجعه به كاليبراسيون بايد زماني صورت گيرد كه انديكاتور به مقدار مشخصه برسد. به عنوان م ثال ، در مورد دستگاههاي ترموكوپل مورد استفاده در دماهاي خيلي زياد . مزيت نظري مهم اين روش آن است كه تعداد كاليبراسيون هاي انجام شده و بنابراين هزينه هاي كاليبراسيون، مستقيما با دوره زماني كه دستگاه مورد استفاده قرار مي گيرد مرتبط مي باشد . گذشته ازاين چك خودك ار در مورد بهره برداري يا استفاده دستگاه صورت مي گيرد. معذالك معايب عملي اين روش به شرح ذيل مي باشد:

اين روش را نمي توان در مورد دستگاههايPassive  يا استانداردها به كار برد. اين روش نبايد هنگامي كه دستگاه انحراف نشان مي دهد يا به صورت خراب كنار گذاشته مي شود يا به كار گرفته مي شود و يا در سيكل كوتاه روشن و خاموش مي شود، مورد استفاده قرار گيرد. هزينه اوليه تهيه و نصب تايمرهاي مناسب بالا مي باشد و بدليل دخل و تصرف كاربران، سرپرست لازم مي بيند كه هزينه ها را افزايش دهد. دستيابي به روندكاري ساده در مقايسه با روشهاي ذكر شده مشكل تر است بدليل اين كه آزمايشگاه هيچ گونه اطلاعي از زمان كاليبراسيون مجدد ندارد.

روش 4 ، جعبه سياه
in service checking or black –box testing
اين روش متفاوت از روشهاي 1و 2 مي باشد و به ويژه براي دستگاههاي پيچيده يا كنسولهاي تست مناسب است. پارامترهاي بحراني اغلب بوسيله ادوات كاليبراسيون پرتابل يا ترجيحاBlack box ساخته شده جهت كنترل پارامترهاي انتخاب شده،چك مي شوند. اگر تلرانس توسط گرديد Black boxمشاهده گردید براي كاليبراسيون كامل ارجاع داده مي شود. مزيت عمده اين روش آن است كه ماكزيمم قابليت استفاده را براي كاربر دستگاه فراهم مي كند و خيلي مناسب براي دستگاههاي geographically بيرون برده شده از آزمايشگاه كاليبراسيون مي باشد. به دليل اين كه كاليبراسيون كامل فقط هنگامي كه مورد نياز مي باشد، انجام مي شود . مشكل تصميم گيري در پارامترهاي بحراني و تخصيص دادن Black box مي باشد. گر چه از نظر تئوري اين روش داراي قابليت اعتماد خيلي بالا است اما كمي مبهم مي باشد، به دليل اينكه دستگاه ممكن است در بعضي از پارامترهايي كه توسط black box اندازه گيريمي شود، رد شده باشد و علاوه بر اين مشخصات خود  black box ممكن است ثابت باقي نماند. 

روش 5، ديگر روشهاي آماري
روشهاي مبتني برآناليزهاي آماري يك دستگاه منحصر به فرد يا يك نوع دستگاه مي تواند به عنوان يك روش ممكن ديگر
مورد استفاده قرار گيرد. اين روش بيشتر و بيشتر مورد استفاده مي باشد به ويژه هنگامي كه در تركيب با ابزارهاي نرم افزاري مناسب مورد كاربرد قرارگيرد. هنگامي تعداد زيادي از دستگاههاي يعني گروههاي دستگاهي كاليبره مي شوند، فواصل كاليبراسيون مي تواند با كمك روشهاي آماري مورد بازنگري قرارگيرد.
مقايسه روش
هيچ روشي به طور ايده ال براي گستره اي از دستگاهها مناسب نمي باشد. گذشته از اين بايد ياداوري كرد كه روش انتخاب شده تحت تاثير اين است كه آيا زمايشگاه در نظر دارد برنامه نگهداري طرح ريزي شده داشته باشد يا خير. عوامل ديگري ممكن است بر انتخاب روش اثر داشته باشند. روش انتخاب شده به نوبه خود تحت تاثير شكل سوابق نگهداري شده مي باشد. شکل 1 را ملاحظه فرمایید.

منبع:

DGA-TM-08/REV.5.0/13/11/09Guideline for the Determination of Calibration Intervals of Measuring Equipment