ELEKTRO 3/2013 83 výměna zkušeností Kalibrační interval pro měřidla Úvod Nutnou cestou k zajištění správných vý-sledků měření se zaručenou metrologickou návazností je periodická kalibrace měřicích přístrojů. Kalibrace samozřejmě něco sto-jí, a to nejen její provedení, ale je nutné brát v úvahu i náklady uživatele vzniklé tím, že je třeba měřidlo ke kalibraci a z kalibrační labo-ratoře dopravit a že je uživatel nemá v době kalibrace k dispozici, popř. že si musí pořídit a udržovat náhradní měřidlo. Článek se zabý-vá kalibračními intervaly především pro složi-té elektronické přístroje. Protože většina uži-vatelů potřebuje určení konkrétních dob mezi kalibracemi a všechny hlavní dokumenty jsou jen obecné, je v závěru obsažen i výtah z kon-krétních doporučení ze zahraničí, především pro elektronické přístroje, u kterých je situa-ce složitější tím, že parametry může ovlivnit velký počet součástek v přístroji.Kalibrační interval Kalibračním intervalem se rozumí doba mezi dvěma po sobě následujícími kalibra-cemi.Jaký je doporučený interval mezi kalibra-cemi? Aby bylo možné soustavně správně měřit, měřicí a zkušební zařízení musí být monitorováno a kalibrováno pravidelně. Od-povídající doba je známa jako kalibrační in-terval. Uživatele měřicích a zkušebních za-řízení zajímá, jak často je nutná kalibrace jejich zařízení. Na tuto otázku neexistuje je-diná správná odpověď, protože kalibrace vždy představuje okamžitý přehled o skutečných podmínkách, které jsou závislé na mnoha fak-torech, včetně následujících:– měřená veličina a přípustné tolerance v rozmezí specifikace,– úroveň stresu, kterému bylo měřidlo vy-staveno,– stabilita od minulých kalibrací,– požadavky na přesnost měření,– požadavky na zabezpečování jakosti.V konečném důsledku to znamená, že doba mezi dvěma kalibracemi musí být sta-novena a sledována samotným uživatelem. Obvykle je doporučen kalibrační interval od jednoho do tří let.Zásady stanovení kalibračních intervalůKalibrační systém může být účinný jen tehdy, je-li zodpovědně stanoveno nejdelší možné období mezi dvěma po sobě následu-jícími kalibracemi. Toto období, označované jako kalibrační nebo rekalibrační interval, musí být tak dlouhé, aby bylo měřidlo kalib-rováno dříve, než výrazně změní své metro-logické parametry. Kalibrační intervaly jsou zpravidla rovnoměrné a jsou udávány podle druhu měřidla a způsobu jeho využití v měsí-cích, popř. rocích používání, méně často v ho-dinách provozu měřidla.Délka kalibračního intervalu závisí na mnoha činitelích, zejména na:– typu měřidla,− doporučení výrobce měřidla,− údajích získaných z předchozích kalibrací,− četnosti a náročnosti používání měřidla,− opotřebení funkčních ploch a driftu kalib-rovaného měřidla,− ovlivňujících veličinách a prostředí, ve kte-rém se měřidlo používá,− kvalifikaci a dovednosti pracovníků používajících kalibrované měřidlo.Počáteční stanovení kalibračního intervalu To je zpravidla založeno na technické in-tuici a na informacích o kalibračních interva-lech jiných srovnatelných uživatelů. Význam těchto informací nelze přeceňovat. Rozma-nitost činitelů ovlivňujících délku interva-lu je taková, že není možné obecně stanovit pro určité měřidlo takový kalibrační inter-val, který by měl všeobecnou platnost. Pro počáteční stanovení intervalu je nutné vzít v úvahu dvě protichůdná kritéria: je třeba jednak minimalizovat nebezpečí, že používa-né měřidlo přestane vyhovovat stanoveným podmínkám, s důsledky ve výrobě, a jednak minimalizovat náklady na kalibraci. Je tedy zřejmé, že při stanovení kalibračního inter-valu je třeba uvažovat metrologická i eko-nomická hlediska.Přezkoušení kalibračních intervalůStanovení kalibračních intervalů, popř. je-jich oprávněnost, je třeba pravidelně přezku-šovat, aby byla prokázána jejich účelnost. Ji-nak je nutné kalibrační interval změnit. Jest-liže je při rekalibraci zjištěno, že měřidlo ztratilo požadované parametry, bude nutné kalibrační interval zkrátit (jestliže nebyl sou-časný nepříznivý stav způsoben hrubou ne-dbalostí nebo zaviněním uživatele).Nelze přijmout argument, že zkrácení ka-libračního intervalu bude znamenat větší ná-klady. Nelze ztratit ze zřetele, že náklady na používání nepřesných, popř. metrologicky nevyhovujících měřidel jsou značné a mo-hou se projevit propuštěním vadných výrob-ků a u akreditovaných kalibračních laboratoří i přenosem chybného měření k mnoha zákaz-níkům, kteří využívají tyto laboratoře i k pro-kázání své návaznosti. Takové náklady budou vždy větší než náklady na častější kalibrace.Jestliže je při následných rekalibracích zjišťováno, že kalibrované parametry měři-del opakovaně leží v dovolených mezích, je možné uvažovat o prodloužení kalibračního intervalu. Pro přezkoušení kalibračních inter-valů existuje několik metod:− automatická, popř. stupňovitá,− metoda regulačního diagramu,− metoda časového rozvrhu,− metoda závislá na době používání,− metoda černé skříňky.Při automatické, popř. stupňovité meto-dě je prodlužován kalibrační interval, jsou-li metrologické parametry měřidla trvale v to-leranci, naopak je zkrácen, jsou-li mimo to-leranci. Metoda je málo pracná, a přestože vede ke komplikacím v organizaci metrolo-gické činnosti, je jednou z nejpoužívanějších.Při metodě regulačního diagramu jsou vý-sledky několika kalibrací zaneseny do regu-lačního diagramu v závislosti na čase a z prů-běhu diagramu se usuzuje na drift měřid-la. Posléze se vypočítá průměrný drift pro skupinu metrologicky podobných měřidel, a to v průběhu jednoho nebo několika kali-bračních intervalů. Metoda je značně prac-ná, předpokládá automatické zpracování dat.Pro skupinu měřidel je vhodná metoda ča-sového rozvrhu. Měřidla jsou rozdělena do několika skupin podle jejich konstrukční po-dobnosti a předpokládané spolehlivosti nebo přesnosti. V každé skupině se stanoví po-díl měřidel, u kterých se vyskytly nadměrné chyby z celkového počtu měřidel ve skupině. Jestliže je podíl těchto nevhodných měřidel velký, kalibrační interval se zkrátí. Jestliže se prokáže, že podíl nevhodných měřidel v dané skupině je velmi malý, může být kalibrační interval prodloužen.U všech tří uvedených metod je kalibrač-ní interval vyjadřován v kalendářních měsí-cích, popř. v letech.Metoda závislá na době používání (in-use time) je variantou předchozích metod. Ka-librační interval je zde vyjadřován v hodi-nách provozu měřidla. Měřidlo by mělo být vybaveno, je-li to proveditelné, indikátorem doby provozu a po uplynutí předem stanove-né doby by bylo předáno ke kalibraci. Vzhle-dem k potížím s indikací doby provozu se tato určuje často jen odhadem. Metoda je vhod-ná pro termoelektrické teploměry nebo mez-ní kalibry, naopak nevhodná pro měřidla, je-jichž vlastnosti se mění i během skladování, např. deformační tlakoměry.Metoda černé skříňky (black box) nachází použití při mezilhůtové kontrole měřidel a je obměnou první a druhé metody. Je vhodná doc. Ing. Jiří Horský, CSc., ČKS, Ing. Jana Horská, Ph.D., ČMI