Jak czytać świadectwo wzorcowania, czyli instrukcja z przykładem

Wyobraź sobie, że dostajesz nową suwmiarkę do działu kontroli jakości, a razem z nią kilkustronicowy dokument pełen liczb i skrótów. Podpisujesz odbiór i odkładasz świadectwo wzorcowania do segregatora, bo wygląda na zwykłą formalność. A to właśnie ten dokument mówi Ci, czy możesz zaufać pomiarom, które przyrząd będzie wykonywał przez najbliższy rok. Dzisiaj omawiamy, co naprawdę znajduje się w świadectwie wzorcowania, jak czytać niepewność pomiaru, jak sprawdzić, czy przyrząd nadaje się do dalszej pracy, oraz jak to wygląda na konkretnym przykładzie.

Co zawiera świadectwo wzorcowania?

Świadectwo wzorcowania to dokument wystawiany przez laboratorium wzorcujące, który potwierdza, jak dokładnie dany przyrząd pomiarowy mierzy w porównaniu do wzorca odniesienia. Każde świadectwo, niezależnie od tego, czy dotyczy suwmiarki, wagi, manometru czy termometru, zawiera kilka stałych elementów.

Świadectwo wzorcowania – dane identyfikacyjne 

Na początku znajdziesz dane identyfikacyjne, czyli nazwę i numer fabryczny przyrządu, datę wzorcowania przyrządu pomiarowego, warunki środowiskowe, w jakich je przeprowadzono, na przykład temperaturę i wilgotność w laboratorium, oraz informację o wzorcu odniesienia, do którego porównywano Twój przyrząd. Dalej pojawia się sama tabela wyników, w której dla kilku punktów pomiarowych, rozłożonych zwykle na całym zakresie pracy przyrządu, podana jest:

• wartość wzorcowa, 
• wartość wskazana przez Twój przyrząd, 
• błąd wskazania, 
• niepewność pomiaru.

Świadectwo wzorcowania – metoda wzorcowania  

Na końcu świadectwa znajduje się zwykle informacja o współczynniku rozszerzenia niepewności, opis metody wzorcowania oraz podpisy osób odpowiedzialnych. Ważne jest to, że świadectwo wzorcowania samo w sobie nie stwierdza, czy przyrząd jest dobry czy zły. Ono opisuje, jak przyrząd zachowuje się w chwili wzorcowania, a ocenę przydatności do konkretnego zastosowania musisz wykonać sam, porównując wyniki z Twoimi wymaganiami.

To musisz wiedzieć! Świadectwo wzorcowania to nie to samo co świadectwo legalizacji. Legalizacja dotyczy przyrządów podlegających nadzorowi metrologicznemu i kończy się jednoznacznym stwierdzeniem zgodności lub niezgodności z przepisami. Wzorcowanie natomiast dostarcza Ci konkretnych danych liczbowych, a decyzję o przydatności przyrządu podejmujesz samodzielnie, w oparciu o własne wymagania techniczne. Nie zakładaj więc, że sam fakt posiadania świadectwa oznacza automatycznie, że przyrząd nadaje się do Twoich pomiarów.

Zdobądź praktyczne umiejętności z zakresu sprawdzania i wzorcowania przyrządów pomiarowych. Nasze szkolenie łączy wiedzę teoretyczną z ćwiczeniami praktycznymi, dzięki czemu nauczysz się prawidłowo kontrolować dokładność pomiarów, interpretować wyniki oraz stosować obowiązujące wymagania i procedury. Zapisz się na szkolenie i podnieś swoje kwalifikacje pod okiem doświadczonych specjalistów 🡪 Sprawdzanie i wzorcowanie uniwersalnych przyrządów pomiarowych

Jak interpretować wyniki pomiarów i niepewność?

Najważniejsza kolumna w tabeli wyników to błąd wskazania, czyli różnica między tym, co pokazał Twój przyrząd, a wartością wzorcową, uznawaną za prawdziwą. Błąd może być dodatni, co oznacza, że przyrząd pokazuje więcej niż powinien, albo ujemny, gdy pokazuje mniej.

Obok błędu wskazania zawsze znajdziesz niepewność pomiaru, najczęściej oznaczaną jako U, wraz z podanym współczynnikiem rozszerzenia, zwykle k równym 2. Niepewność to nie błąd przyrządu, tylko zakres, w którym z określonym prawdopodobieństwem, zwykle około 95 procent, mieści się rzeczywista wartość błędu. Innymi słowy, jeśli świadectwo podaje błąd wskazania 0,02 mm oraz niepewność 0,01 mm, oznacza to, że rzeczywisty błąd Twojego przyrządu z dużym prawdopodobieństwem leży gdzieś między 0,01 a 0,03 mm.

Niepewność pomiaru zależy od wielu czynników, między innymi od dokładności samego wzorca odniesienia, warunków środowiskowych podczas wzorcowania oraz powtarzalności wyników. Im mniejsza niepewność, tym bardziej wiarygodne jest laboratorium i tym dokładniej opisany jest Twój przyrząd, ale mniejsza niepewność nie oznacza sama w sobie, że przyrząd jest dokładniejszy, tylko że jego dokładność została precyzyjniej oszacowana.

Warto wiedzieć!

Zwróć uwagę, czy laboratorium, które wzorcowało Twój przyrząd, ma akredytację, na przykład Polskiego Centrum Akredytacji. Świadectwa z akredytowanych laboratoriów są uznawane międzynarodowo i mają jasno określoną, potwierdzoną z zewnątrz metodykę wyznaczania niepewności. Świadectwo z laboratorium nieakredytowanego wcale nie musi być gorsze, ale wymaga od Ciebie dodatkowej weryfikacji, czy zastosowana metodyka jest zgodna z uznanymi normami.

Jak sprawdzić, czy przyrząd spełnia wymagania?

Żeby ocenić, czy przyrząd nadaje się do Twoich pomiarów, musisz zestawić dane ze świadectwa z wymaganą dokładnością pomiaru, wynikającą z Twojego procesu lub z tolerancji kontrolowanego wyrobu. Sprawdzasz zatem dwie rzeczy: 

• czy błąd wskazania powiększony o niepewność pomiaru mieści się w dopuszczalnym błędzie granicznym dla danego przyrządu, 
• czy sama zdolność pomiarowa przyrządu jest wystarczająca względem tolerancji wyrobu, który tym przyrządem mierzysz.

Do tej drugiej oceny stosuje się zasadę, według której niepewność pomiarowa przyrządu powinna stanowić najwyżej 1/3, a w bardziej rygorystycznych podejściach 1/10, szerokości tolerancji kontrolowanej cechy. Jeśli niepewność przyrządu zajmuje zbyt duży kawałek tolerancji wyrobu, sam pomiar wprowadza tyle niepewności, że trudno jednoznacznie stwierdzić, czy wyrób jest zgodny, czy nie.

Przykład analizy świadectwa wzorcowania krok po kroku

Załóżmy, że wzorcujesz suwmiarkę używaną do kontroli wałka o średnicy nominalnej 20 mm, z tolerancją ±  0,05 mm, czyli akceptowalny przedział to od 19,95 do 20,05 mm. 

Świadectwo wzorcowania w punkcie pomiarowym 20 mm podaje wartość wzorcową 20,000 mm, wskazanie przyrządu 20,015 mm, błąd wskazania + 0,015 mm oraz niepewność U równą 0,008 mm przy współczynniku k=2.

1. Krok pierwszy to sprawdzenie błędu granicznego dopuszczalnego dla tego typu suwmiarki, który producent określa zwykle na poziomie ± 0,02 mm dla tego zakresu pomiarowego. Dodajesz błąd wskazania i niepewność, co daje 0,015 + 0,008, czyli 0,023 mm w najgorszym przypadku. Ta wartość nieznacznie przekracza dopuszczalny błąd graniczny 0,02 mm, co oznacza, że przyrząd znajduje się na granicy akceptowalności i wymaga Twojej decyzji, czy wciąż może być używany, czy powinien zostać skorygowany.
2. Krok drugi to sprawdzenie relacji niepewności do tolerancji wyrobu. Tolerancja wałka wynosi 0,10 mm łącznie, czyli 0,05 mm w każdą stronę, a niepewność przyrządu to 0,008 mm. Stanowi to około 8% szerokości tolerancji, co mieści się bezpiecznie poniżej progu 1/3, więc z punktu widzenia zdolności pomiarowej przyrząd jest odpowiedni do kontroli tego konkretnego wyrobu.

Wniosek z takiej analizy jest następujący: przyrząd nadaje się do pomiaru wałka pod względem zdolności pomiarowej, ale jego błąd wskazania zbliża się do granicy dopuszczalnej dla samego przyrządu, więc warto rozważyć jego regulację albo skrócenie odstępu do kolejnego wzorcowania, zamiast czekać na pełny, standardowy okres.

Cenna wskazówka. Zawsze sprawdzaj świadectwo wzorcowania w punkcie pomiarowym najbliższym wartości, którą faktycznie mierzysz na co dzień, a nie tylko na początku i końcu zakresu przyrządu. Błąd wskazania i niepewność mogą się różnić w zależności od punktu pomiarowego, więc ocena na podstawie niewłaściwego punktu może dać Ci fałszywy obraz rzeczywistej przydatności przyrządu.

Świadectwo wzorcowania – najważniejsze zasady interpretacji 

Świadectwo wzorcowania to konkretny zestaw danych, który mówi Ci, na ile możesz zaufać wynikom pomiarów wykonywanych tym przyrządem. Kluczem do prawidłowej interpretacji jest patrzenie zawsze na błąd wskazania razem z niepewnością, sprawdzanie właściwego punktu pomiarowego oraz odniesienie tych danych do konkretnej tolerancji wyrobu, a nie do ogólnych wrażeń o jakości przyrządu.

5 najważniejszych punktów do zapamiętania:

1. Świadectwo wzorcowania opisuje, jak przyrząd zachowywał się w chwili wzorcowania, a ocenę przydatności do konkretnego zastosowania zawsze wykonujesz sam.
2. Błąd wskazania i niepewność pomiaru trzeba analizować razem, nigdy osobno, bo dopiero ich suma pokazuje realny zakres możliwego odchylenia.
3. Niepewność przyrządu powinna stanowić najwyżej 1/3 szerokości tolerancji mierzonej cechy, żeby pomiar był wiarygodny.
4. Świadectwo wzorcowania to nie to samo co legalizacja, a data wzorcowania nie określa sama w sobie okresu ważności przyrządu.
5. Zawsze sprawdzaj wyniki w punkcie pomiarowym najbliższym rzeczywistemu zastosowaniu przyrządu, a nie w punkcie najbardziej korzystnym dla oceny.