Hiệu chuẩn cân, cách hiệu chuẩn thiết bị đo chính xác

Phương pháp hiệu chuẩn cân - Cách hiệu chỉnh dụng cụ đo lường

Trong bài viết này, Hoa sen vàng xem xét các cân nhắc thực tế và các thử nghiệm khác nhau mà bạn nên thực hiện khi hiệu chỉnh cân / dụng cụ cân của bạn.

Cân trọng lượng, dụng cụ cân, cân cân Các tài nguyên khác nhau đang sử dụng các thuật ngữ khác nhau. Tôi sẽ chủ yếu sử dụng thuật ngữ dụng cụ đo trọng lượng trên máy tính trong bài viết này.

Cân dụng cụ / cân / cân, được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp cho các phép đo khác nhau. Một số dụng cụ cân là dụng cụ phòng thí nghiệm nhỏ có kích thước vài gram và rất chính xác. Trong khi một số dụng cụ cân công nghiệp là những dụng cụ đo rất lớn, ví dụ, cân khối lượng của xe tải - cân xe tải xách tay. Tất cả chúng ta đều thấy các dụng cụ cân trong cuộc sống hàng ngày xung quanh chúng ta, ví dụ, khi chúng ta ghé thăm một cửa hàng tạp hóa và cân rau củ quà, siêu thị ...

Như với bất kỳ dụng cụ đo lường nào, dụng cụ cân cũng cần được hiệu chuẩn thường xuyên để đảm bảo rằng chúng được đo chính xác và chính xác. Một hiệu chuẩn theo dõi đo lường thích hợp là cách duy nhất để biết cách đo chính xác các dụng cụ đo.

Nhiều công cụ cân được sử dụng để đo lường pháp lý hoặc đo lường được sử dụng làm cơ sở cho chuyển tiền và đây là một phần của chương trình xác minh hợp pháp hoặc theo luật định dựa trên luật pháp. Thông thường việc hiệu chuẩn các dụng cụ cân dựa trên một hệ thống chất lượng (chẳng hạn như 9000), chăm sóc sức khỏe, an toàn giao thông (hàng không, hàng hải) hoặc điều tra pháp y.

Có các quy định dành riêng cho dụng cụ cân và hiệu chuẩn của chúng (Hướng dẫn hiệu chỉnh EURAMET, Cẩm nang NIST 44, OIML); nhiều hơn về những người sau này trong bài viết.

Trong bài viết này, trọng tâm chính là xem xét các cân nhắc thực tế và các thử nghiệm khác nhau mà bạn nên thực hiện khi hiệu chỉnh dụng cụ cân điện tử của chính bạn.

Hãy bắt đầu bằng cách xem xét một số bước bạn nên thực hiện trước khi hiệu chuẩn và sau đó xem xét các thử nghiệm khác nhau mà bạn nên làm.

1. Chuẩn bị trước khi hiệu chuẩn

Trước khi bạn có thể bắt đầu hiệu chuẩn dụng cụ cân, bạn nên làm rõ một vài điều và chuẩn bị.

Bạn nên tìm hiểu các đặc tính kỹ thuật của dụng cụ cân (trọng lượng tối đa, giá trị d), yêu cầu độ chính xác (sai số tối đa cho phép và độ không đảm bảo) và phải làm gì nếu hiệu chuẩn không thành công (điều chỉnh).

Thông thường, toàn bộ phạm vi đo được hiệu chuẩn và hiệu chuẩn được thực hiện ở vị trí sử dụng thiết bị. Hãy chắc chắn rằng bạn có đủ trọng lượng cho quy trình hiệu chuẩn có sẵn.

Dụng cụ cân nên được bật ít nhất 30 phút trước khi hiệu chuẩn. Nhiệt độ của các quả cân phải được ổn định đến cùng nhiệt độ nơi thực hiện hiệu chuẩn.

Dụng cụ cân phải ở mức ngang, đặc biệt đối với dụng cụ cân nhỏ và chính xác. Thực hiện một vài thử nghiệm trước bằng cách đặt trọng lượng gần với mức tối đa của phạm vi trên thiết bị và để đảm bảo nó hoạt động bình thường.

Trong trường hợp dụng cụ cân không thành công trong hiệu chuẩn và nó được điều chỉnh, bạn nên thực hiện một hiệu chỉnh như đã tìm thấy hiệu chỉnh trước khi điều chỉnh và hiệu chỉnh như là hiệu chỉnh trái sau khi điều chỉnh.

Tiếp theo, chúng ta hãy xem xét các thử nghiệm khác nhau nên được thực hiện trong quá trình hiệu chuẩn.

2. Kiểm tra độ lệch tâm

Trong sử dụng bình thường của một dụng cụ cân, tải không phải lúc nào cũng được đặt hoàn hảo vào trung tâm của thụ thể tải. Đôi khi kết quả của một dụng cụ cân có thể thay đổi một chút tùy thuộc vào việc tải được đặt ở các vị trí khác nhau trên thụ thể tải. Để kiểm tra vị trí của tải có ảnh hưởng như thế nào, thử nghiệm độ lệch tâm được thực hiện.

Trong thử nghiệm độ lệch tâm, tải tham chiếu được đặt ở một vài vị trí được chỉ định khác nhau trên thụ thể tải. Đầu tiên, tải được đặt ở trung tâm của thụ thể tải (trọng tâm của tải) và kết quả được quan sát. Tiếp theo, tải được đặt trong bốn khu vực khác nhau của thụ thể tải, như được minh họa trong hình dưới đây.

Hình trên là dành cho các thụ thể tải hình chữ nhật và tròn, nhưng trong thực tế, có nhiều hình dạng khác nhau của các thụ thể tải và vị trí của tải sẽ thay đổi. Các tiêu chuẩn OIML R76 và EN 45501 sẽ đưa ra hướng dẫn cho các hình dạng thụ thể tải khác nhau.

Quy trình hiệu chuẩn phải chỉ định nơi đặt tải trong quá trình kiểm tra và kết quả hiệu chuẩn (ở định dạng chứng chỉ) cũng nên ghi lại các vị trí.



Tải thử nghiệm được sử dụng trong thử nghiệm lệch tâm phải có ít nhất một phần ba (1/3) tải trọng tối đa của dụng cụ cân. Thử nghiệm tốt nhất nên được thực hiện chỉ bằng một tải thử nghiệm, nếu có thể. Bằng cách đó, dễ dàng hơn để chắc chắn rằng trọng tâm của tải trọng nằm ở vị trí đã chỉ định. Đối với một dụng cụ cân có nhiều phạm vi, thử nghiệm độ lệch tâm phải được thực hiện với phạm vi cao nhất.

Vì mục đích của kiểm tra độ lệch tâm là tìm ra sự khác biệt gây ra bởi vị trí của tải, không cần thiết phải có tải hiệu chuẩn chính xác. Điều tự nhiên là quan trọng để sử dụng cùng tải thông qua thử nghiệm.

Nếu kiểm tra độ lệch tâm cũng được sử dụng để xác định các lỗi của chỉ thị, thì nên sử dụng tải hiệu chỉnh.

Thủ tục kiểm tra độ lệch tâm

Dấu hiệu bằng 0 trước khi thử nghiệm. Tải thử nghiệm được đặt đến vị trí 1 và chỉ dẫn được ghi lại. Tải thử nghiệm sau đó được chuyển đến vị trí 2 đến 5 và chỉ báo được ghi lại ở mỗi vị trí. Cuối cùng, tải thử nghiệm được đặt lại vào vị trí 1 để kiểm tra xem chỉ thị chưa bị trôi khỏi chỉ thị trước đó ở vị trí 1.

Số không có thể được kiểm tra giữa mỗi vị trí để thấy rằng nó không thay đổi. Nếu cần thiết, dụng cụ có thể bằng 0 ở giữa mỗi bài kiểm tra.

Ngoài ra, bạn cũng có thể sử dụng thiết bị khi tải ở vị trí số 1, vì điều này giúp dễ dàng nhìn thấy bất kỳ sự khác biệt nào giữa các vị trí.

3. Kiểm tra độ lặp lại

Như bất kỳ dụng cụ nào, dụng cụ cân cũng có thể bị các vấn đề lặp lại. Điều này có nghĩa là khi cùng một tải được đo nhiều lần, kết quả không phải lúc nào cũng giống hệt nhau. Để tìm ra độ lặp lại của thiết bị, thử nghiệm độ lặp lại được thực hiện.

Kiểm tra độ lặp lại được thực hiện bằng cách thay thế cùng một tải trên cùng một vị trí trên thụ thể tải (để tránh bất kỳ lỗi lệch tâm nào) nhiều lần. Kiểm tra nên được thực hiện trong điều kiện giống hệt và không đổi và xử lý giống hệt nhau.

Tải được sử dụng phải gần với tải tối đa của thiết bị. Thường thì một thử nghiệm lặp lại được thực hiện chỉ với một tải, nhưng nó cũng có thể được thực hiện với một vài giá trị tải khác nhau.

Tải không nhất thiết phải là tải hiệu chỉnh, vì mục đích là tìm ra độ lặp lại. Nếu có thể, tải được sử dụng phải là một tải đơn (không phải một vài tải nhỏ).

Một thử nghiệm lặp lại thường được thực hiện bằng cách lặp lại phép đo ít nhất 5 lần liên tiếp. Đối với các nhạc cụ có phạm vi cao (trên 100 kg / 220 lbs), nên thực hiện ít nhất 3 lần.

Trong thử nghiệm độ lặp lại, thiết bị đầu tiên bằng 0, sau đó tải được đặt trên thụ thể tải và chỉ thị được ghi lại khi nó được ổn định. Sau đó, tải được loại bỏ và chỉ thị bằng không được kiểm tra và zeroed nếu cần thiết. Sau đó, tải được đặt lại, và như vậy.

Đối với một nhạc cụ đa phạm vi, tải gần nhưng dưới mức tối đa của phạm vi đầu tiên thường là đủ.

4. Kiểm tra cân

Mục đích của kiểm tra cân là để kiểm tra độ chính xác (hiệu chuẩn) của dụng cụ cân trong toàn bộ phạm vi của nó trong một số bước, với việc tăng và giảm trọng lượng.

Cách thực hành phổ biến nhất là như sau: bắt đầu với zeroing nhạc cụ mà không tải. Đặt tải của điểm kiểm tra đầu tiên, chờ ổn định và ghi lại chỉ thị. Tiếp tục tăng tải thông qua tất cả các điểm kiểm tra tăng. Khi tải tối đa được ghi lại, bắt đầu giảm tải thông qua các điểm kiểm tra giảm.

Trong một số trường hợp, dụng cụ cân có thể được hiệu chuẩn với chỉ tăng tải hoặc chỉ giảm tải. Thông thường, 5 đến 10 tải khác nhau (điểm kiểm tra) được sử dụng. Tải trọng cao nhất phải gần với mức tối đa của thiết bị. Tải thử nghiệm nhỏ nhất có thể là 10% tải tối đa hoặc trọng lượng nhỏ nhất thường được sử dụng.

Nói chung, các điểm kiểm tra được chọn sao cho chúng được phân bổ đều trong toàn phạm vi. Nhiều điểm kiểm tra có thể được sử dụng cho phạm vi sử dụng điển hình của thiết bị.

Với các thiết bị đa phạm vi, mỗi phạm vi sẽ được hiệu chỉnh riêng.

Tuyến tính

Trong một bài kiểm tra cân, sử dụng nhiều điểm thông qua phạm vi đo của thiết bị sẽ giúp tiết lộ bất kỳ vấn đề nào với độ tuyến tính. Các vấn đề tuyến tính có nghĩa là công cụ không đo chính xác như nhau trong toàn phạm vi. Ngay cả khoảng không và nhịp đầy đủ là chính xác, có thể có lỗi ở giữa phạm vi, được gọi là lỗi tuyến tính hoặc không tuyến tính (hoặc phi tuyến).



Dưới đây hình ảnh là một minh họa chung của phi tuyến. Ngay cả dải không và toàn dải của nhạc cụ cũng được điều chỉnh chính xác, có lỗi ở dải trung do độ không đều của nhạc cụ:

Độ trễ

Độ trễ là sự khác biệt trong chỉ định khi một điểm kiểm tra được tiếp cận với trọng lượng tăng hoặc giảm. Để tìm ra bất kỳ vấn đề trễ trong thiết bị, bạn cần hiệu chỉnh với các điểm tăng và giảm.

Trong một thử nghiệm cân, khi tăng hoặc giảm tải, điều quan trọng là không vượt quá hoặc dưới mức. Điều này có nghĩa là khi bạn tăng tải, bạn phải tiếp cận từng điểm kiểm tra với trọng lượng tăng dần. Bạn không nên thêm quá nhiều trọng lượng và sau đó loại bỏ nó, bởi vì sau đó bạn mất thông tin trễ.

Tương tự như vậy, với các điểm giảm, hãy đảm bảo rằng bạn tiếp cận từng điểm với trọng lượng giảm. Rõ ràng, để có thể làm điều này, việc sử dụng tải thử nghiệm phải được lên kế hoạch trước.

Hình dưới đây là một minh họa chung về độ trễ. Khi thiết bị được hiệu chuẩn, kết quả sẽ khác với các điểm hiệu chuẩn tăng và giảm:

5. Kiểm tra cân nặng tối thiểu

Kiểm tra trọng lượng tối thiểu là một bài kiểm tra không phải lúc nào cũng được thực hiện. Thử nghiệm này dù sao cũng được yêu cầu trong một số ngành, như ngành dược phẩm.

Mục đích của kiểm tra trọng lượng tối thiểu là tìm ra tải trọng nhỏ nhất có thể đo được trong khi vẫn đạt được kết quả đo đáng tin cậy và đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác. Khi giá trị đo được nhỏ hơn, thông thường sai số tương đối của số đọc sẽ cao hơn. Không nên sử dụng dụng cụ cân để đo bất kỳ tải nào nhỏ hơn tải tối thiểu.

Đối với bài kiểm tra trọng lượng tối thiểu, hai tiêu chuẩn chính có cách tiếp cận khác nhau. Hãy xem nhanh những thứ đó:

Dược điển Hoa Kỳ (Chương 41)

    Sau những thay đổi gần đây trong tiêu chuẩn, nó không đề cập đến thử nghiệm cân tối thiểu nữa, điều này đã được thay thế bằng yêu cầu xác định phạm vi hoạt động tối thiểu của thiết bị bằng cách tìm điểm mà độ lặp lại của thiết bị (độ lệch chuẩn gấp 2 lần) là 0,10% đọc.
    Trong thực tế, trong một số trường hợp, độ lệch chuẩn có thể rất nhỏ, nhưng trọng lượng tối thiểu cần đo phải dù sao cũng không được nhỏ hơn 820 lần khoảng quy mô thực tế (d).

Hướng dẫn hiệu chỉnh EURAMET 18 (Phụ lục G)

    Có nguyên tắc là bạn tính độ không đảm bảo đo cho từng điểm hiệu chuẩn và tải có thể sử dụng nhỏ nhất là điểm mà độ không đảm bảo vẫn đủ nhỏ cho các yêu cầu đối với thiết bị.

Ngoài các yêu cầu tiêu chuẩn trên, các yêu cầu trong ngành dược yêu cầu thử nghiệm cân tối thiểu riêng biệt, trong đó tải thử nghiệm nhỏ được đo nhiều lần để tìm ra độ chính xác của dụng cụ với tải nhỏ.

6. Các xét nghiệm khác

Ngoài ra còn có một số thử nghiệm khác được chỉ định trong các tiêu chuẩn, mặc dù chúng thường không được thực hiện trong quá trình hiệu chuẩn thông thường, nhưng có thể được thực hiện như một loại thử nghiệm phê duyệt hoặc trong xác minh ban đầu.

Ví dụ về các xét nghiệm này là:

•     Kiểm tra bao bì
•     Kiểm tra phân biệt đối xử
•     Sự thay đổi của chỉ định theo thời gian
•     Kiểm tra tương tác từ tính

Chủ đề bổ sung trong sách trắng liên quan

Để tránh bài đăng trên blog này xuất hiện quá lâu, vui lòng tải xuống sách trắng liên quan để đọc thêm về chủ đề này. Sách trắng thảo luận về các chủ đề bổ sung sau:

Trọng lượng

•     Xử lý trọng lượng
•     Khối lượng danh nghĩa / Khối lượng thông thường
•     Hiệu chuẩn trọng lượng
•     Trọng lực địa phương
•     Phao không khí
•     Tác dụng đối lưu
•     Tải thay thế

Giấy chứng nhận hiệu chuẩn

    Những thông tin cần chứng nhận hiệu chuẩn bao gồm.

Tính không chắc chắn

    Những loại điều sẽ gây ra sự không chắc chắn trong việc hiệu chuẩn các dụng cụ cân?

Tài liệu tham khảo liên quan

Các tài liệu tham khảo phù hợp nhất cho chủ đề này bao gồm, nhưng không giới hạn ở:

•     Hướng dẫn hiệu chỉnh EURAMET số 18, phiên bản 4.0 (11/2015)
•     EN 45501: 2015 - Các khía cạnh đo lường của dụng cụ cân không tự động
•     Cẩm nang NIST 44 (Phiên bản 2017) - Thông số kỹ thuật, dung sai và các yêu cầu kỹ thuật khác đối với thiết bị đo và cân
•     Công ước Dược điển Hoa Kỳ "Chương 41 Số dư" (2014) (viết tắt "USP 41" được sử dụng trong văn bản blog)
•     EA-4/02 (2013) - Đánh giá độ không đảm bảo của phép đo trong hiệu chuẩn
•     JCGM 100: 2008 - Đánh giá dữ liệu đo lường - Hướng dẫn biểu hiện độ không đảm bảo trong phép đo
•     JCGM 200: 2008 - Từ vựng quốc tế về đo lường - Các khái niệm cơ bản và tổng quát và các thuật ngữ liên quan
•     OIML R76-1 - Dụng cụ cân không tự động Phần 1: Yêu cầu về đo lường và kỹ thuật - Các thử nghiệm
•     OIML R 111 - OIML R111: Trọng lượng của các lớp E1, E2, F1, F2, M1, M1-2, M2, M2-3 và M3
•     TRỰC TIẾP 2009/23 / EC (2009) - Dụng cụ cân không tự động

Tham khảo bài viết : Calibration Professionals