Kalibreringen er for de fleste et nødvendigt onde og en tilbagevendende omkostning. Et stykke papir du skal have på dit udstyr, der dokumenterer og underbygger kundekrav, myndighedskrav, egne krav, egne kvalitetssystemer og periodisk vedligehold. Men er det ikke mere end det?
At kalibreringerne ”bare” er noget, der skal udføres, opleves ved at krav og betingelser for, hvordan udstyret skal kalibreres, sjældent er defineret. Dette kan selvfølgelig fortolkes som, at måleudstyr skal være kalibreret mod sine egne specifikationer, hvilket også er et godt og fuldt gyldigt udgangspunkt, men det giver måske en unødvendig omkostning. Men hvad betyder kalibrering så for dig og hvilke overvejelser skal du gøre dig?
Generelt er det dyrt, ikke at forholde sig til de faktiske behov og krav i forhold til valg af måleudstyr og instrumenter, samt den periodiske omkostning i forhold til kalibreringer, dokumentation og omkostninger dette medfører. Dette er ofte et dilemma, da udstyret er dikteret af et valg, taget og projekteret af andre. Udstyret kan således være specificeret og valgt ud fra et historisk, beregnet, hvad der var muligt eller ”op af skuffen” principper. Under alle omstændigheder er der en opgave i, at vurdere udstyrets og måleinstrumenternes tekniske kapabilitet i forhold til anvendelse af disse.
Er der montage- eller driftsforhold, som kan have væsentlig indflydelse på daglige måleresultater, som der skal tages højde for under kalibrering.
Er det væsentligt, at udstyret skal kalibreres ”på stedet”, eller kan det nedtages og kalibreres på værkstedet eller af et eksternt laboratorium?
Hvad er det ønskede og forventede resultat, hvad er praktisk opnåeligt i den givne opstilling. Som et minimum skulle kalibreringen jo gerne kunne eftervise, at måleudstyret er inden for en samlet nøjagtighed, der er specificeret.
Kalibreringen som en periodisk funktionstest…
Om kalibrering nogensinde kan blive en direkte god forretning er selvfølgelig et definitionsspørgsmål. En ting er sikkert, hvis man ikke har noget at sammenholde målinger og resultater med, så aner man jo ikke, hvor man er henne.
En enhed, der er en del af et regulerings- eller afregningskredsløb, der ikke fungerer eller måler inden for sine definerede specifikationer, kan medføre unødigt råvareforbrug, miljøbelastning, unødigt energiforbrug, samt fatale kvalitetsmæssige og økonomiske konsekvenser.
Det er derfor altid en god ide, at vurdere og afveje hvor ”kritisk”, det givne udstyr er. Det er således ikke et spørgsmål, om en kalibrering er en god forretning, men mere et spørgsmål om man har råd til at lade være!
Kalibreringbetydning*: Sæt af handlinger der underbygger, ved specifikke betingelser, sammenhængen mellem værdier af kvantiteter indikeret med et måleinstrument eller målesystem, eller værdier repræsenteret ved materiale måling eller reference materiale, og de korresponderende værdier realiseret af standarder. Det er således vigtigt at forstå, at en kalibrering ikke indeholder en justering!
* VIM (Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology)
En meget simplificeret udgave af denne definition
En kalibrering betyder dermed: en sammenligning mellem en målt værdi og en ”sand værdi”. Se figur 1. At indføre begrebet ”sand værdi” er lidt af en tilsnigelse, da den sande værdi i det viste målesystem er 1 kg loddet. Men selv den i målesystemets ”sande værdi” er jo bestemt med en given nøjagtighed. Begrebet kalibrering hænger uløseligt sammen med sporbarhed.
Figur 1: Kalibreringssystem til sammenligningskalibrering
Sporbarhed til en fælles international defineret sand værdi. Sporbarhed kan betragtes som en kæde. Alle kædens led skal være intakte for at opretholde ”styrken”. Men det er ikke kun et spørgsmål om at opretholde sporbarheden og historikken. Hvordan udstyret over tid opfører sig, er også en væsentlig faktor, hvis man udnytter sine kalibreringsresultater aktivt.
Det er hele tiden et spørgsmål om at opretholde sporbarheden og historikken, da det har betydning for din kalibrering. Derfor er det korrekte, at udføre en kalibrering ud fra resultatet af denne og de opstillede acceptkriterier, og derfra tage stilling til, om udstyret skal justeres. Skal udstyret justeres, foretages dette, hvorefter det vil være nødvendigt, at udføre en ”kalibrering efter justering”.
Netop ved systematisk at anvende kalibreringernes historiske resultater, kan kalibreringsomkostningen vende fra kun at være et nødvendigt onde til en rigtig god investering.
Viser den periodiske kalibrering (eks. 1-årlige) at udstyret er uden for de opstillede acceptkrav, og derfor konsekvent skal justeres, kan det jo være tegn på, at der er valgt for ustabilt eller forkert udstyr. Faktisk kan der være anvendt udstyr, der har været uden for acceptkravet et helt år. Afhængigt af udstyrets direkte indflydelse på kvaliteten af det endelige produkt, kan dette have fatale økonomiske konsekvenser. Valget kan være at mindske kalibreringsintervallet og justere oftere for at skadesbegrænse, eller selvfølgelig erstatte udstyret (om muligt). – Omvendt kan kalibreringen vise, at instrumentet står klippefast år efter år inden for acceptkriteriet. Når dette er dokumenteret gennem en periode, kan man vælge at øge kalibreringsintervallerne, og dermed holde omkostningen nede.
Summa summarum er, at det måske ikke altid er det billigste udstyr, der er billigst i længden, når de samlede omkostninger regnes med.
Er en kalibrering ikke bare en kalibrering? – Hele formålet er jo at opretholde og kunne dokumentere en sporbarhed.
Hvad der vælges, er ofte brancherelateret, og i høj grad dikteret af kunde- og markedssegmenter. Desuden er der sket løbende udvikling og forbedringer af de tekniske specifikationer på procesudstyret, som har medført forøgede krav til kalibreringerne. Den generelle regel om at kalibreringen bare skal være minimum fire gange bedre i nøjagtighed, end enheden under test, bliver vanskeligere at efterleve.
Det er derfor nødvendigt at kende sine usikkerhedsbidrag, beregnet eller kvantificeret, for at kunne udtale sig om instrumentet er inden for acceptkravene. Sporbarheden er således kun en af mange faktorer, der skal tages højde for. En anden er, om det overhovedet er muligt med det valgte kalibreringssystem at kunne kalibrere udstyret under test uden at ”overdøve” resultatet.
Antag at du forsøgte at kalibrere et 1 kg lod (specifikationen ±10 g) med reference 1 kg lod, der selvfølgelig har en sporbarhed, men er angivet inden for ±100 g. Kalibreringen kan fint udføres, sporbarheden er i orden, men resultatet vil være ubrugeligt, da tolerancen på referencen er så stor, at det er umuligt at eftervise, at 1 kg loddet under test er inden for sine specifikationer.
Måleevne
Som før nævnt er begrebet den ”sande værdi” en tilnærmelse – Alle kalibreringssystemer bidrager med en målenøjagtighed, uanset om der er tale om et simpelt 1 kg lod (referencen) på en vægt eller mere komplekse systemer med digitale instrumenter. Referencen er udmålt med en given nøjagtighed, ud over referencens egne specifikationer. Desuden vil der være usikkerhedsbidrag fra målesystemet, metoder og omgivelser, se figur 2.
Figur 2: Måleevnen er laboratoriets evne til at måle uden indflydelse fra ”enhed under test” ved et uendeligt antal målinger.
Resultatet af en kalibrering
Resultatet af kalibreringen vil derfor være angivet med en nøjagtighed (afvigelse) i forhold til referencen. Afvigelsen er normalt en beregnet middelværdi. Et gennemsnit ud fra et antal gentagelser af målinger, se figur 3.
Figur 3: Til venstre ser du en dårlig nøjagtighed, da der bliver ramt langt væk fra midten af skiven, men god præcision da punkterne ligger tæt. Til højre er det modsat.
Usikkerheden (præcisionen) er afledt af antallet af gentagelser, repeterbarhed for kalibreringen, kalibreringssystemets / laboratoriets måleevne, enheden under test, omgivelsespåvirkninger etc. Usikkerheden vil antageligt være angivet statistisk med f.eks. 95,45% sandsynlighed, eller i form af en dækningsfaktor (2σ), se figur 4.
Figur 4: Angivelse af kalibreringsusikkerhed.
Acceptkriterium
Et realistisk acceptkriterium skal således tage højde for enhedens specifikationer samt repeterbarhed for kalibreringen, kalibreringssystemets / laboratoriets måleevne, enheden under test, omgivelsespåvirkninger etc.
Hvis et acceptkriterium ikke er angivet, er det reelt kun muligt, at forholde sig til enhedens egne specifikationer, angivet ved nøjagtighed og præcision. Hvis et kalibreringslaboratorium har en måleevne, der ligger minimum fire gange bedre end enheden under test, vil bidraget fra dette kunne negligeres i det samlede resultat. Således vil specifikationerne for enheden under test være et godt bud på et acceptkriterium. Er det ikke muligt at opnå denne forskel mellem enheden under test og kalibreringsudstyret, kan det give problemer, da udstyrets specifikationer brugt som acceptkriterium, således både skal kunne indeholde specifikationer samt laboratoriets måleevne.
Men hvad er forskellen mellem at vælge en sporbar akkrediteret eller sporbar kalibrering?
Sporbar kalibrering
Ved at vælge en sporbar kalibrering, får man selvfølgelig sporbarheden, men ikke nødvendigvis ret meget mere. Der er ikke nødvendigvis specifikke krav til metoder eller anvendt udstyr, samt hvem der kan og må udføre kalibreringerne. Der er ikke nødvendigvis angivet en samlet præcision, hvorved kalibreringen er udført. Dette er selvfølgelig et udtryk for den ”laveste fællesnævner”. De fleste der udfører sporbare kalibreringer iht. ISO9000 har styr på procedure og valg af udstyr til opgaven, samt hvem der er kapable til udførelse. En sporbar kalibrering kan derfor være fuldt ud tilstrækkelig i forhold til de krav og forudsætninger, der er sat til opgaven.
Kalibreringen er udført med sporbart udstyr
Kvalitetssikringsreference f.eks. ISO9000
Akkrediteret kalibrering
Den akkrediterede kalibrering giver et væsentligt bedre dokumenteringsgrundlag og en tilsikring af, at udstyr, forhold og udførelse er dokumenteret og egnet til opgaven, samt at der er opgivet en beregnet og kvantificeret præcision for hver kalibrering.
Et akkrediteret laboratorium er under ekstern uvildig kontrol via f.eks. DANAK, der løbende tilsikrer, verificerer og tester laboratoriets evne til at opretholde sin måleevne og kapabilitet.
Hvorfor skal du vælge en akkrediteret kalibrering?
En akkrediteret kalibrering bør vælges i det omfang, det er muligt, da en akkrediteret kalibrering er dit bevis for standardens sporbarhed, udstedt af en uafhængig tredje part (eks. DANAK). En akkrediteret kalibrering kan dermed være med til at eliminere spørgsmål og tidskrævende leverandørvurderinger, da du undgår at skulle holde styr på krav til udstyr, personale og dokumentation.
Kalibreringen er udført i henhold til specifikationer for måleområdet og målekapabiliteten.
Der er krav om kompetence, udstyrets kapabilitet og forhold i omgivelser.
Laboratoriet er evalueret på sin evne til at opretholde ensartede acceptable resultater i forhold til andre laboratorier.
Flere omstændigheder har indflydelse på hvorfor du bør kalibrere dit måleudstyr:
Stigende kundekrav
Procesoptimering og outsourcing (opretholdelse af konkurrenceevne)
Tilpasninger til produktionsstandarder (myndighedskrav, miljøhensyn etc.)
Kvalitetssikring (ensartethed af produkter)
Dokumentation af processen
For at opfylde disse krav, er det en nødvendighed, at dit udstyr er systematisk kalibreret og dokumenteret, men du bør ikke kun kalibrerer på grund af krav og betingelser, men også fordi kalibrering har betydning for dig og din virksomhed.
Er kalibrering et nødvendigt onde eller en god forretning?
Svaret på hvorvidt kalibrering så er et nødvendigt onde eller en god forretning for dig, må på baggrund af ovenstående være - begge dele.
Kalibrering kan være et nødvendigt onde, hvis der er krav, der betyder, at du ikke kommer uden om en kalibrering, men det kan også være en god forretning, da kalibrering af dit måleudstyr kan minimere for eksempel unødigt råvareforbrug.
Den periodiske kalibrering kan desuden hjælpe dig med at vurdere om du anvender det rigtige måleudstyr til din opgave, og dermed være en økonomisk gevinst for din virksomhed.
