مهندس سجاد قاسمی پنجشنبه 16 آذر 1396 08:33 ب.ظ نظرات ()

اصولا برای هر نوع تجزیه و تحلیل درمراكز صنعتی، نیاز به داده های دقیق و درستی می باشد(این موضوع همواره به صورت پیش فرض مورد توجه قرار می گیرد). حال اگر داده هایی در مراحل مختلف بازرسی و آزمایش که از دستگاه های اندازه گیری حاصل می گردد ،دقیق و درست نباشد ،مبنای تجزیه و تحلیل درمراكز صنعتی ،درست نبوده و مسلما این مراكز را به بیراهه کشانده و حتی در بسیاری از موارد موجب خسارت های جبران ناپذیری خواهد شد. لذا به همین علت است که در تمامی نظام های مدیریت کیفیت،کالیبراسیون و یا کنترل تجهیزات اندازه گیری و آزمون و تست به طور جدی مورد توجه قرار گرفته و در تمامی پروژه های هر سازمان به عنوان یکی از ارکان اصلی و پایه تعریف شده و باید به بهترین شكل ممكن به اجرا در آید.


کالیبراسیون چیست؟

 کالیبراسیون فقط ارائه گواهینامه و برچسب زدن نیست، بلکه اعتبار بخشیدن به تمام اندازه گیریهایی است که درمراكز صنعتی انجام می گیرد. هدف از کالیبراسیون ،یکسان کردن نتایج آزمایش ها و اندازه گیری ها در سطح جهانی است یعنی، اگر یک اندازه گیری و آزمایش در یکی از نقاط دور افتاده ی ایران انجام گیرد باید با نتایجی که در پیشرفته ترین کشور های جهان حاصل می گردد یکسان باشد پس می توان گفت :


کالیبراسیون : 

یعنی درستی، اعتماد و اطمینان، همخوانی، وحدت و رسیدن به مقدار واقعی کمیت.


شرایط یک آزمایشگاه کالیبراسیون

 آزماشگاه با بهره مندی ازسیستم کنترل دما و رطوبت ، باید شرایط محیطی را در حد ایده آل برای اطمینان از صحت اندازه گیری کمیتهای فوق فراهم نماید.
 داشتن کارشناسان زبده و با تجربه در این امر و همچنین استفاده از دستگاه های اندازه گیری و کالیبراتورهای بسیار دقیق و روشهای استاندارد باعث می شود تا کیفیت و صحت نتایج کالیبراسیون در حد بالایی قابل اطمینان باشد.


دستگاههای اندازه گیری مورد کالیبره در نیروگاه

 کالیبراسیون انواع بلوک سنجه ، بلوک زوایه ، رینگ گیج، پین گیج، سطح صافی،کولیس(داخل سنج ، خارج سنج ، عمق سنج)، میکرومتر(داخل سنج ، خارج سنج ، عمق سنج، قطر سنج) ، ارتفاع سنج ، ساعت اندیکاتور ، ساعت شیطانکی، سیلندر گیج ، متر ، خط کش ، تراز ، گونیا ، ضخامت سنج رنگ و فیلم آن ، ضخامت سنج اولتراسونیک، گیجهای برو نرو، رینگی ، توپی و دهانه اژدری ، فیلر ، شعاع سنج ، زاویه سنج ، گام سنج گرندومتر ، اپلیکاتور ، اندازه گیری ابعاد و زوایای قطعات کوچک با پروفایل پروژکتور .


الکتریک و الکترونیک

کلیبراسیون تجهیزاتی که کمیتهای ولتاژ AC/DC ، جریان AC/DCC ، مقاومت الکتریکی، سلف ، فرکانس ، زمان و توان را ایجاد و یا اندازه گیری میکنند.
 مولتیمتر ، مولتیمتر کلمپی ، ولتمتر ، آمپر متر ، فرکانس متر ، پاور متر ، جعبه مقاومت ، جعبه خازن ، جعبه سلف ، ارت تستر ، اینسولیشن تستر، LCR متر، منبع تغذیه ، فانکشن ژنراتور

کالیبراسیون دستگاههای اندازه گیری

فشار
همه ما فشار را با فرمول P=F/A می شناسیم که F بیانگر نیرو و AA بیانگر مساحتی است که نیرو به آن اعمال می شود. از جمله ابزارهایی که فشار را اندازه گیری می کند می توان ترانسدیمرهاو…رانام برد.
 تمامی این وسایل و ابزار به مرور زمان دقت اولیه خود را از دست می دهند و باید با یک مرجع فشار مقایسه شوند و میزان خطاهای آنها مشخص شود. به وسیله کالیبراسیون پس از محاسبه میزان خطاها می توان هر یک از این ابزار را به طریقی در محدوده درست اندازه گیری قرار داد. (تنظیم) اگر چه امروزه برای ایجاد فشار مرجع از وسایل زیادی استفاده می شود اما هیچ یک از این وسایل نمی تواند دقت وسایلی که به روش اولیه P=F/A فشار می سازند را داشته باشند و در صورتی که این قبیل وسایل با چنان دقتی فشار ایجاد کنند مدت کالیبراسیون مجدد خود آنها زود فرا می رسد. به منظور آنکه مطلب روشن شود می توان از مراجع اولیه فشار نظیر Deadweight Tester و کالیراتورهای دیجیتال و دستیHand Pump نام برد که به طور متوسط مدت اعتبار گواهینامه های آنها به ترتیب3 سال و 3 ماه است.


(نسبت 12/11) بر این اساس در کلیه آزمایشگاه های کالیبراسیون مرجع یا ثانی که هدف ایجاد فشار با دقت های بالا و با زمان طولانی است از دستگاههای Deadweight Tester استفاده می شود و کالیبراتورهای پرتابل یا دیجیتال را برای بازرسی و کنترلهای دوره ای بکار می برند ضمن آنکه خود این دستگاه های پرتابل توسط وسایلی نظیر Tester Deadweight کالیبره می شود .


Deadweight Tester چگونه کار میکند؟ 

اگر چه به غلط بسیاری از کالیبراتورهای مقایسه ای یا سایر وسایل را Deadweight Testerr می نامند اما همانطوریکه از نام آن مشخص است دستگاه بر اساس وزنه کار می کند و این وزنه ها با اعمال فشار به یک سطح که عمدتا یک پیستون متحرک در داخل سیلندر است فشار را می سازد. با تغییر دادن وزن و در نتیجه تغییر نیرو و ثابت ماندن سطح می توان فشارهای متفاوتی را ایجاد كرد .
عواملی که می توانند روی یک D.W.T تاثیر بگذارد این عوامل را میتوان به دو گروه تقسیم کرد:
1) عواملی که روی وزنه های دستگاه تاثیرگذار است
2) عواملی که روی مساحت موثر سیلندر و پیستون تاثیر می گذارد


 از مهمترین عوامل تاثبر گذار در وزن مساله شتاب جاذبه است که می تواند نسبت به عرض جغرافیایی منطقه و ارتفاع از سطح دریا در محل آزمایشگاه تغییر کند با این حساب وزنه هایی که در شرکت سازنده ساخته میشود الزما همان نیرو را در آزمایشگاهی که از آنها استفاده می کنند ایجاد نمی نماید. اگر چه بهترین راه حل برای این مورد ساختن وزنه ها بر اساس شتاب جاذبه(g) منطقه ای است که دستگاه در آنجا کار می کند اما در صورتیکه دستگاهها بر اساس شتاب جاذبه استاندارد g=980/665 cm/s2 ساخته شده باشد میتوان به سادگی طبق فرمول زیر این اصلاح را انجام داد: .
Pt=P(G)gi/gs


 شتاب جاذبه استاندارد/شتاب جاذبه آزمایشگاه * فشار ایجاد شده= فشار واقعی— به عنوان مثال در صورتیکه شتاب جاذبه در آزمایشگاه کالیبراسیون g=981/235 cm/s2 باشد و فشاری که انتظار می رود با گذاشتن وزنه ها ایجاد شود معادل 250 بار باشد بر اساس فرمول فوق فشار واقعی برابر است با :
Pt=981.235/980.665 * 250=1.0005812 * 250=250.1453 Bar


 از جمله عواملی که می توانند روی سطح مقطع پیستون و سیلندر تاثیر بگذارد عامل دما است و به همین سبب بهتر است دستگاه در محیطی قرار داشته باشد که دمای آن ثابت و معادل دمای آزمایشگاهی باشد که در آن کالیبره شده است.با این وجود در صورتی که بتوان هنگام استفاده از D.W.T دمای محیط را اندازه گیری کرد میتوان مجددا بر اساس فرمول زیر اصلاحات را انجام داد.
فشار ایجاد شده * ضریب تغییر به ازای دما
(اختلاف دمای دو آزمایشگاه)+ فشار ایجاد شده= فشار واقعی
ضریب 002/0 میزان تغییر طول به ازای هر درجه سلسیوس است.
 جدا از دو موردی که در بالا مطرح شد عوامل زیاد دیگری نیز می تواند روی کار دستگاه تاثیر گذار باشد ولی این عوامل بیشتر در آزمایشگاههای مرجع در نظر گرفته می شود و در آزمایشگاههای ثانویه و کارخانه ای از آنها صرف نظر می شود. از جمله این موارد می توان به نمونه های زیر اشاره کرد :
1) تغییر سطح موثر سیلندر بر اثر تغییر فشار
2) تاثیر هوا و فشار محیط بر دستگاه
3) جرم حجمی وزنه های و پیستون
4) اختلاف سطح بین محل اعمال فشار و محل اندازه گیری


کالیبراسیون فشار

 کالیبراسیون فشار همیشه توسط یک فشار شناخته شده برای وسیله مورد آزمایش و ثبت دو اندازه کمتر انجام می شود،فشار شناخته شده و سیگنال خروجی یا مقادیر خوانده شده وسیله تحت آزمایش.
 تغییرات دیگر ممکن است ثبت شود،از قبیل دمای وسیله تحت آزمایش ،زمان خواندن و فشاری که زمان افزایش یا کاهش آن نشان داده می شود.
 انحرافات زیادی در کالیبراسیون وجود دارد ساده ترین آنها روش های دستی است و کامل ترین آنها سیستم ها ی کالیبراسیون خود کار می باشد. به هر حال،قلب هر سیستم تجهیزات اندازه گیری فشار آن است.


استاندارد فشار مطلق

 استاندارد های فشار مطلق،یک وکیوم(خلاء)دائم،در محفظه مرجع دارند. صفر آنها توسط خلاءکردن محفظه فشار کمتر از تفکیک پذیری تجهیزات یا فشار باقیمانده اندازه گیری توسط یک اندازه گیر خلاء و تنظیم فشار در نقطه صفر تنظیم شده است . اگر چه اندازه گیری خلاءبا صحت(درستی)پایین به صورت درصدی از کل گستره اندازه گیری انجام شده است،اما خطا،نسبت کوچکی از تفکیک پذیری با توجه به استاندارد است مگر اینکه استاندارد یک گستره کوچکی از فشار داشته باشد.

 استاندارد های فشار مطلق گاهی اوقات در فشارهای بالا یا با به کار بردن فشار از یک استاندارد دیگر صفر می شوند. و یا توسط اندازه گیری فشار یک اتمسفر با هر دو تجهیزات و تنظیم صفر تجهیزات برای خواندن مقادیر وسیاه مورد آزمایش به کار میروند.


استاندارد های فشار گیج

 استاندارد های فشار گیج با فشار یک اتمسفر به عنوان یک فشار مرجع مورد استفاده قرار می گیرند. این تجهیزات به آسانی قابل صفر شدن هستند. فشار یک اتمسفر برای یک محفظه فشار به کار رفته و تجهیزات برای خروجی صفر تنظیم شده اند.


استاندارد های فشار دیفرانسیلی

 استاندارد های فشار دیفرانسیلی مانند استاندارد های فشار گیج (پیمانه ای) صفر می شوند ،کاربرد فشار در دو محفظه و تنظیم صفر آنها شبیه فشار گیج میباشد. یک موقعیتی جهت اثرات فشار درون آن تنظیم شده است. به خاطر اختلاف سطح مقطع موثر بر روی فشار و مرجع در هر طرف عنصر حساس فشار، هر وسیله در یک فشار مرجع صفر می شودو دوباره اگر تغییرات فشار مرجع کافی باشد صفر کردن آن انجام میشود. اثر فشار در این حالت توسط اتصال به فشار و محفظه فشار مرجعی با یگدیگر تعیین می شود که در یک فشار و ثبت انحراف صفر به کار برده شوند.
این آزمایش تا زمانی انجام می شود که این اثرات کافی باشد.


بررسی مراحل کالیبراسیون

1.دستگاه مورد آزمایش را برای ثبات صفر در یک دمای ثابت بررسی کنید.کاربر باید بداند که چه مقدار تغییرات صفر در زمان آزمایش مورد نیاز است. یک انحراف تدریجی طولانی ممکن است نیاز به تعیین زمان مجاز برای صفر کردن مجدد دستگاه مورد آزمایش داشته باشد.


2.پس از اتصال تمام خطوط فشار و قبل از شروع کالیبراسیون،از عدم نشتی سیستم اطمینان حاصل کنید. کل گستره فشار را برای اندازه گیری بررسی کنید سپس کنترل فشار رامتوقف و خرابی های آن را باز بینی کنید نشتی در سیستم وجود نداشته باشد. نشتی ها باعث گرادیان فشار در سیستم کالیبراسیون نا صحیح می شوند.


3.حرکت دستگاه مورد آزمایش را با به کار بردن فشار در کل گستره اندازه گیری و ثابت نگه داشتن آن بررسی کنید.حرکت آن شامل افزایش تدریجی خوانده ها می باشد و دما نیز باید ثابت نگه داشته شود.


4.دمای دستگاه مورد آزمایش را هنگام افزایش و کاهش فشار ثابت نگه دارید. مطمئن شوید که فشار به نقطه مورد نظر نزدیک شده بدون اینکه از آن نقطه فراتر رود چون امکان محاسبه هیسترزیس در هنگام رفت و برگشت و تکرار پذیری کل گستره کاهش میابد.


5.اگرضریب دمایی دستگاه مورد آزمایش معین باشد کالیبراسیون باید در دمای دیگری (در صورت تغییر)تکرار شوداگر گمان رود که ضریب دمایی غیر خطی است کالیبراسیون باید در دودمای دیگر هم انجام شود. هیستر زیس دما گاهی یک مشکل است در این موارد کالیبراسیون در دمای اولیه جهت تعیین انحراف از صفر برای مقادیر فشار خوانده شده انجام میشود.


نتیجه :

جزئیات کالیبراسیون فشار یا درستی بالا باید توسط کاربر مورد توجه قرار گیرد:
◄انتخاب دقیق نوع استاندارد فشار
◄تنظیم تجهیزات کالیبراسیون
◄گسترش و پیشرفت روش کالیبراسیون
◄حفظ قابلیت ردیابی تا استاندارد های ملی
◄تهیه روش نگهداری مناسب برای استاندردها و تجهیزات
◄تجزیه و تحلیل داده های کالیبراسیون جهت اطمینان از عملکرد صحیح
◄برقراری مناسب برای تعیین زمان تایید دوباره گواهینامه کالیبراسیون


کالیبراسیون فشاربرای رسیدن به صحت بالاتر

 اولین تصمیم این است که در عمل چه نوع استانداردی را می توان به آن اختصاص داد؟ انتخاب بین استاندارد های اولیه و ثانویه است. یک استاندارد اولیه فشار ،دستگاه مولد یا اندازه گیر کمیت فشار است که می تواند مستقیما اندازه های فشار را توسط اندازه گیری جرم، طول ،دما و شتاب جاذبه تبدیل کند. مثل دستگاهDWT یا مانو متر های جیوه ای استاندارد ثانویه ،دستگاهی است که باید کالیبره شده باشد و خروجی آن به صورت فشار نمایش داده شود. این دو استاندارد مزایا و معایبی را دارا هستند.


استاندارد های اولیه فشار

وقتی استاندارد های مختلف فشار موجود است یعنی اینکه یک کیفیت مطلوب و مقتضی باید انتخاب شده باشد.

 امروزه ،ترانسد یو سر های فشار در کمیت های زیاد ولی با درستی (صحت)بالا ساخته می شوند. استاندارد های فشار خودکار ،نیاز به فرآیند ساخت ودر نهایت کالیبراسیون دارند. به دلیل تصحیحات ،استفاده از وزنه ها با دست و کنترل محیط ،استاندارد های اولیه فشار جهت سازگاری با آزمون تولیداتی که به نحوه ی نیاز به کالیبراسیون خودکار دارند چنین شرایطی سخت و گران می باشد .

درستی اندازه گیری : 

میزان نزدیكی نتیجه یك اندازه گیری با مقدار واقعی اندازه ده

 تكرار پذیری( نتایج اندازه گیری) :  

میزان نزدیكی بین نتایج اندازه گیری پیاپی از یك اندازه ده كه تحت شرایط یكسان انجام میشود. این شرایط را شرایط تكرار پذیری میگویند.

 1-همان روش اندازه گیری

 2- همان شخص

 3- همان وسیله اندازه گیری

 4- همان شرایط محیطی

5- تكرار در یك فاصله زمانی كوتاه

تجدید پذیری : 

میزان نزدیكی بین نتایج اندازه گیری كه روی یك اندازه ده تحت شرایط تغییر یافته انجام شده است. شرایط تغییر یافته ممكن است شامل موارد زیر باشد :
1- اصول اندازه گیری 

2- روش اندازه گیری 

3- شخص 

4- دستگاه اندازه گیری 

5- استاندارد مرجع 

6- محل 

7- شرایط محیطی 

8- زمان 

عدم قطعیت اندازه گیری : 

پارامتری مربوط به نتیجه اندازه گیری كه پراكندگی مقادیری را كه میتوان بطور منطقی به یك اندازه ده نسبت داد را مشخص میكند.

رواداری : 

ماكزیمم یا مینیمم انحرافی كه میتوانیم در مورد یك كمیت روا بداریم.

خطای اندازه گیری : 

نتیجه یك اندازه گیری منهای مقدار واقعی اندازه ده.
انحراف : 

مقدار اندازه گیری شده منهای مقدار مرجع آن

خطای نسبی : 

خطای اندازه گیری منهای مقدار مرجع آن

خطای تصادفی : 

تفاضل نتیجه یك اندازه گیری از میانگین نتایجی كه از انجام تعداد نامحدودی انداره گیری برای یك اندازه ده و در شرایط تكرار پذیر بدست میاید.

 خطای سیستماتیك : 

میانگین بدست آمده از انجام تعداد نامحدودی از یك اندازه ده در شرایط تكرار پذیری منهای مقدار واقعی آن اندازه ده. در باره خطای سیستماتیك میتوان گفت كه خطای سیستماتیك برابر است با خطا منهای خطای تصادفی.


مقدارتصحیح : 

مقداری كه برای جبران خطای سیستماتیك بطور جبری به نتیجه تصحیح نشده یك اندازه گیری اضافه میشود.

اتاق تمیز : 

محیطی كه از نظر شرایط فیزیكی مانند دما ، رطوبت نسبی ،صدا ، نور و خصوصا میزان آلودگی تحت كنترل قرار گیرد محیط و یا اتاق تمیز نام دارد.