مفهوم و اهداف فرایند کالیبراسیون

برای این که یک اندازه­گیری معتبر باشد و از طرف طرفین مورد قبول قرار بگیرد باید با یک استاندارد مشترک، از طریق یک سری مقایسه زنجیره ای و قابل ردیابی انجام شود. آزمایشگاه­های کالیبراسیون در حکم حلقه­های این زنجیر هستند که یک اندازه­گیری را مطابق با استاندارد مرتبط صحه گذاری می­کنند. در کالیبراسیون، اندازه­گیری انجام شده با استفاده از وسیله مورد آزمون، با مقادیر اندازه­گیری شده به کمک وسیله با درستی بسیار بهتر مقایسه می­شود تا خطاهای وسیله مورد آزمون مشخص شود. خطاها در صورتی قابل قبول هستند که در محدوده مجاز، طبق استاندارد قرار گیرند. تمامی وسایل اندازه­گیری قبل از اولین استفاده باید کالیبره شوند تا به تمامی تنظیمات انجام شده روی آن­ها اطمینان حاصل شود و کالیبراسیون یکی نیست » تصدیق کالیبراسیون « مفهوم اغلب سازندگان، همراه وسیله فروخته شده، یک گواهی تصدیق کالیبراسیون ارائه می­نمایند که نباید آن را با گواهی کالیبراسیون اشتباه گرفت. گواهی تصدیق به این معنی است که به خریدار و استفاده کننده وسیله اندازه­گیری، این اطمینان را می­دهد که مقادیر نشان داده شده به وسیله تجهیز فروخته شده در محدوده مجاز از نظر سازنده قرار دارد؛ این محدوده مجاز ممکن است با استفاده از تنظیم ( نه کالیبراسیون) وسیله، محقق شده باشد یا فرآیند تولید وسیله اندازه­گیری به گونه­ای کنترل شده باشد که در نهایت آن را در محدوده مجاز قرار دهد. در هر صورت، این گواهی (تصدیق) به معنی تضمین کالیبره بودن آن نیست و غالباً سازنده یا فروشنده وسیله، هزینه جداگانه­ای را برای کالیبراسیون در یک مرکز کالیبراسیون معتبر و دارای صلاحیت از خریدار طلب می­نماید. که این هزینه غالباً کم نیست. همچنین محتوای این دو گواهی نیز با هم تفاوت عمده دارد، در گواهی کالیبراسیون نتایج نقاط کالیبره شده همان وسیله فروخته شده ثبت شده است در حالی که در گواهی تصدیق چنین مورد خاصی وجود ندارد. توصیه می­شود کالیبراسیون طبق روش­های مکتوب انجام گیرد. کالیبراسیون فقط ارائه گواهینامه و برچسب زدن نیست، بلکه اعتبار بخشیدن به تمام اندازه­گیری­هایی است که در مراکز صنعتی انجام می­گیرد. هدف از کالیبراسیون، یکسان نمودن نتایج آزمایش­ها و اندازه­گیری ها در سطح جهانی است؛ یعنی اگر یک اندازه­گیری و آزمایش در یکی از نقاط دور افتاده ایران انجام گیرد باید با نتایجی که در پیشرفته­ترین کشورهای جهان به دست می­آید یکسان باشد؛ بنابراین می­توان گفت کالیبراسیون به معنی درستی، اعتماد و اطمینان، هم­خوانی، وحدت و رسیدن به مقدار واقعی کمیت است. به منظور کنترل وسایل، پایش و اندازه­گیری در صنایع، باید برنامه زمانی کالیبراسیون را تعیین نمود که تعیین این زمان مستلزم عوامل زیادی از قبیل نوع تجهیز، کارخانه سازنده، اطلاعات مربوط به انحراف مقادیر به دست آمده قبلی، طول زمان استفاده، شرایط محیطی و غیره است. پیش از پیدایش علم مدیریت کیفیت در جهان و فراگیر شدن آن، بحث مربوط به کنترل تجهیزات، پایش و اندازه گیری در صنایع از اهمیت ویژه­ای برخوردار بوده است. یکی از جنبه­های مهم کارآیی یک نظام کالیبراسیون، تعیین حداکثر فاصله زمانی واقعی میان تأییدهای متوالی استانداردها و تجهیزات اندازه­گیری است و تعیین زمان فواصل کالیبراسیون دوره­ای دستگاه­های اندازه­گیری یکی از عناصر مؤثر یک سیستم کالیبراسیون است.

عوامل زیادی در تعیین این زمان مؤثرند که مهم­ترین آنها به شرح زیر است:

1. نوع وسیله (دستگاه)؛
2. پیشنهاد و توصیه کارخانه سازنده؛
3. اطلاعات مربوط به انحراف مقادیر و روند داده­های به دست آمده از روی سوابق کالیبراسیون­های قبلی؛
4. سوابق تعمیر و نگهداری دستگاه؛
5. طول زمان استفاده، تعداد دفعات استفاده و چگونگی استفاده از دستگاه؛
6. میزان گرایش به فرسودگی و تغییر تدریجی ویژگی­های مترولوژیکی با گذشت زمان؛
7. تعداد دفعات و کیفیت بازرسی تجهیزات در داخل سازمان؛
8. تعداد دفعات آزمون ضربدری دستگاه با دستگاه­های دیگر به ویژه در مورد استانداردهای اندازه­گیری؛
9. شرایط محیطی ( دما، رطوبت، ارتعاش و غیره)؛
10. دقت اندازه­گیری مورد نظر.

در تعیین فواصل کالیبراسیون، هزینه­های کالیبراسیون را نمی­توان نادیده گرفت که این خود ممکن است عامل محدود کننده به شمار آید. بنابراین، با توجه به عوامل فوق، آشکار است که جدول فواصل کالیبراسیون یکنواختی را نمی­توان تهیه نمود. باید ابتدا جدول اولیه­ای تهیه شود و سپس با توجه به موقعیت­های خاص در آن تغییراتی ایجاد گردد. به هنگام تعیین فواصل کالیبراسیون مجدد هر وسیله اندازه­گیری، دو معیار اساسی و متناقض وجود دارند که لازم است به موازنه درآیند که عبارتند از:

الف: خطر احتمالی ناشی از به کارگیری یک وسیله اندازه­گیری در خارج از حدود تلرانس آن که باید تا حد امکان کاهش یابد.

ب: هزینه­های کالیبراسیون سالیانه که باید در حداقل نگه داشته شوند.

هدف کالیبراسیون ایجاد نظامی موثر به منظور کنترل صحت و دقت پارامترهای مترولوژیکی دستگاه‌های آزمون و وسایل اندازه‌گیری و کلیه تجهیزاتی است که عملکرد آنها بر کیفیت فرایند تاثیرگذار می‌باشد. این کار به منظور اطمینان از تطابق اندازه گیری‌های انجام شده با استانداردهای جهانی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تعریف دقیق کالیبراسیون در استاندارد ملی ایران به شماره ۴۷۲۳ آمده‌است. کالیبراسیون اجازه می‌دهد که میزان تصحیح لازم را نسبت به نشاندهی تعیین کنیم. با کالیبراسیون ممکن است خواص اندازه شناختی دیگری نظیر اثر کمیتهای تاثیر گذار نیز تعیین شود. در واقع کالیبراسیون ویژگیهای کارآمدی دستگاه یا مواد مرجع را بوسیله انجام مقایسات مستقیم مشخص می‌کند. کدام دستگاهها باید کالیبره شوند هر وسیله‌ای که برای اندازه گیری به کار می‌رود و در روشهای اجرایی به استفاده از آن اشاره شده‌است، نیاز به تعیین صحت و دقت یا کالیبراسیون دارد.

دستگاههای اندازه گیری باید به طور دوره‌ای کالیبره شوند. گذشت زمان، فرسودگی، حوادث غیر قابل پیش بینی، باعث می‌شوند تا قابلیت ردیابی نتایج آنها تا استانداردها زیر سوال رفته و نیازمند تایید مجدد باشند. برای تجهیزات کالیبره شده گواهی کالیبراسیون صادر شده و ضمیمه دستگاه می‌گردد. کالیبره کردن تمام تجهیزات لازم نیست. برخی از آنها ممکن است صرفا به عنوان نشان دهنده مورد استفاده قرار گیرند. انواع دیگر تجهیزات ممکن است به عنوان ابزار تشخیصی و آشکارسازی به کار بروند. هر گاه وسیله‌ای برای تعیین قابلیت پذیرش محصول و یا عوامل موثر در فرایند آزمون مورد استفاده قرار نگیرد کالیبراسیون آن ضرورت ندارد.

اهداف اصلی کالیبراسیون:

۱- برای اطمینان از قرائت‌هایی که از دستگاه صورت می‌گیرد.

۲- برای تعیین درستی مقادیر خوانده شده از دستگاه.

۳- برای استقرار قابلیت ردیابی دستگاه به استانداردهای مرجع

(هدف نهایی کالیبراسیون برقراری قابلیت ردیابی عنوان شده‌است.) قابلیت ردیابی traceability مهمترین ویژگی که یک اندازه گیری باید داشته باشد وجود قابلیت ردیابی نتایج آن تا استانداردهای ملی و سپس بین المللی می‌باشد.

وقتی سطح اطمینان و عدم قطعیت کلیه اندازه گیری‌ها بیان شود درستی و دقت نتایج اندازه گیری تضمین می‌گردد. قابلیت ردیابی قابلیت ارتباط دادن مقدار یک استاندارد یا نتیجه یک اندازه گیری با مرجع‌های ملی یا بین المللی از طریق زنجیره پیوسته مقایسه‌ها که همگی عدم قطعیتی معین دارند. کالیبراسیون تنها راه برقراری قابلیت ردیابی می‌باشد استقرار قابلیت ردیابی نتایج اندازه گیری (در کالیبراسیون) بوسیله تعیین نام دستگاه مرجع کالیبراسیون و عدم قطعیت آن محاسبه اعلام عدم قطعیت اندازه گیری برای نتایج کالیبراسیون و نیز بیان شرایط محیطی اثر گذار بر نتیجه اندازه گیری قابلیت ردیابی نتایج کالیبراسیون استقرار می‌یابد.

ابزارهای اندازه­گیری به دلایل گوناگون مثل گذشت زمان و کار با آن­ها و شرایط استفاده و غیره نمی­توانند به طور دائم درست کار کنند و فقط از طریق کالیبراسیون صحیح می­توان به خطاهای موجود در ابزار اندازه گیری پی برد