454 Ventil 17 /201 1/ 5 Obvladovanje merilne opreme Zahteve za obvladovanje me- rilne opreme in zagotavljanje merilne sledljivosti so oprede- ljene v standardih sistemov vo- denja kakovosti serije ISO9000, ISO14000 in ISO17000. Elemen- te, pomembne pri obvladova- nju merilne opreme, obravna- va tudi ISO10012 (ILAC-G24 in OIML D10), ki govori o procesu meroslovne potrditve opreme. Poleg merilne pa je potrebno obvladovati tudi drugo opre- mo, ki vpliva na končni rezultat preskusa, testa, kalibracije, ovre- dnotenja, … Primož Hafner, univ, dipl. inž., LOTRIČ laboratorij za meroslov- je, d. o. o. V procesu obvladovanja merilne opreme je potrebna kalibracija, če želimo zagotoviti sledljivost naših meritev. Uporabnik lahko naroči kalibracijo pri usposobljenem kali- bracijskem laboratoriju ali jo izvede sam – interna kalibracija, pri čemer morajo veljati podobna merila. Vsaka organizacija mora opredeliti zahteve za posamezen kos opreme glede na njegovo uporabo. Na pod- lagi tega se pripravi program kalibra- cij oziroma drugih načinov prever- janja, s katerimi se bo nadziralo, ali oprema izpolnjuje opredeljene zah- teve. Na osnovi kalibracijskega certi- fikata (rezultat) se sprejme zaključek o primernosti opreme. Rezultat mora biti v tem primeru takšen, da omo- goča odločitev o ustreznosti gleda na predhodno postavljene zahteve uporabnika (npr. da je kalibracija opravljena v primernih merilnih toč- kah, da je merilna negotovost dovolj majhna). Organizacija mora opredeliti mero- slovne in druge zahteve za opremo glede na proces, v katerem se upo- rablja, oziroma določiti vse karak- teristike, ki so za neko opremo po- membne. Pri tem upošteva zahteve, opredeljene v metodi, splošne zah- teve, podatke iz literature, specifika- cije proizvajalca ter podatke iz prej- šnjih ugotovitev – validacija metode. Opredelitev zahtev vedno izhaja iz namena uporabe, tako so lahko zah- teve različne, če se oprema uporablja Slika 1. Oprema pod tlakom in varnostni ventili spadajo v zakonsko opre- deljeno opremo in jih je potrebno v skladu z zakonodajo redno preverjati. Tovrstne preglede lahko opravljajo samo pooblaščene osebe (OPP – organ za periodične preglede) Ministrstva za gospodarstvo. Tabela 1. Primer razvrstitve merilne opreme Primož HAFNER pri različnih procesih. Ker je obvladovanje merilne in druge opreme v procesu merjenja zahtevna naloga, se uporabniki navadno odlo- čajo za zahteve, ki jih opredeljujejo razni standardi. Vendar je potrebno poudariti, da se s tem lahko povzro- čijo odvečni stroški, zlasti zaradi zelo ozkih standardnih toleranc Tako se organizacije odločajo za razvrščanje merilne opreme v nivoje (tabela 1). Nivo Ime nivoja Oznaka (barva) Rok Posebne zahteve 1 etaloni rumena 12 zunanja kalibracija (ISO 17025) 2 delovni etaloni oranžna 12 interna kalibracija z etaloni 1. nivoja (po načelih ISO 17025) 3 merila prvega reda modra 6 zunanja kalibracija (ISO 17025) 4 merila drugega reda zelena 12 interna kalibracija z etaloni 2. nivoja 5 ostala merila rdeča 24 vizualni pregled 6 zakonska merila / zakon pooblaščena zunanja organizacija PODJETJA PREDSTAVLJAJO 455 Ventil 17 /201 1/ 5 PODJETJA PREDSTAVLJAJO zgolj v delnem merilnem obsegu, če tako merilo tudi uporabljamo. Ven- dar je pri tem potrebno preprečiti uporabo merila v delu, kjer točnost ni zagotovljena. Standardi navadno opredeljujejo zahteve za točnost merila v absolutnih vrednostih v obliki največjih dopustnih pogre- škov (NDP). V primerih, ko poseb- ne zahteve za ponovljivost oziroma natančnost merila v standardu niso zapisane, se laboratoriji držijo najve- čjih dopustnih pogreškov, ki veljajo za točnost merila. Drugi bistven kriterij sprejemljivosti je napaka, ki smo jo storili, ko smo določali točnost merila. Tej napaki rečemo merilna negotovost, ki dolo- ča, kako točno smo določili pogrešek merila. Standardi le redko opredelju- jejo kriterije za »velikost« merilne ne- gotovosti. V meroslovnem svetu se uveljavlja načelo, da naj bi bila me- rilna negotovost manjša od 1/3 NDP (tabela 2). Razlog za to je verjetno preprost. Če pogledamo osnovno razčleni- tev merilne negotovosti v merilnem procesu, potem to lahko zapišemo z enačbo: Pri čemer pomeni: U – skupna ali končna merilna ne- gotovost, k – faktor pokritja (verjetnost poraz- Slika 2. Tudi programska oprema mora biti pod stalnim nadzorom Slika 3. Kalibracija merilnika debeline na etalonih iz različnih materialov in različnih debelin Tabela 2. Izračun vpliva merilne negotovosti na skupno točnost merila NDP merilna negotovost Seštevek 2 Vpliv negotovosti na skupni seštevek 1 mm 0,10 mm 1,01 1 % 1 mm 0,20 mm 1,04 4 % 1 mm 0,33 mm 1,11 11 % 1 mm 0,50 mm 1,25 25 % 1 mm 0,75 mm 1,56 56 % 1 mm 1,0 mm 2,0 100 % 1 mm 2,0 mm 5,0 400 % Prepogosto opažamo, da uporabniki nimajo ustrezno opredeljenih zahtev za primernost merilne opreme. Vsak kos merilne opreme mora imeti svoj evidenčni karton, na katerem so opredeljene tehnične specifikacije merila in najpomembnejši kriteri- ji za sprejemljivost merilne opreme (SMO). Pri izvedbi kalibracije pa je potrebno upoštevati splošne zahte- ve za kalibracijo (sledljivost etalon- ske baze, pogoji okolja, usposoblje- no osebje in ustrezni postopki). Kriterij sestavlja več vidikov, ki jih merilo v danem procesu mora zago- toviti in morajo biti ugotovljeni pri kalibraciji merila. Bistveni lastnosti merilne opreme sta točnost in na- tančnost. Točnost mora biti zagoto- vljena v celotnem oziroma lahko tudi 456 Ventil 17 /201 1/ 5 delitve), ki naj bi v meroslovju pri normalni ali Gaussovi porazdelitvi presegel 95 % ali k = 2 (v skladu z EA- 4/02), u m – prispevek negotovosti meril- nega instrumenta (po certifi- katu o kalibraciji), u mi – prispevek negotovosti zaradi uporabe merilnega instrumen- ta (odčitavanje, ponovljivost, obnovljivost, primerljivost, dol- gotrajna stabilnost, okolje, …), u v – prispevek negotovosti zaradi merjenega vzorca (predsta- vljajte si merjenje ledene kocke v topli sobi). Prispevek merilnega instrumenta (um in umi) moramo že v osnovi zmanjšati pod 1/3 (ker nam to prine- se v nadaljevanju največ 10 %) sku- pne tolerance pri merjenju vzorca. Z nadaljnjim upoštevanjem korekcij merila (glede na izmerjeni pogrešek pri kalibraciji) nam ostane zgolj člen merilne negotovosti. Korekcije ni po- trebno upoštevati in se je navadno pri končnih meritvah ne upošteva, saj je običajno relativno zelo majhna. V tem primeru lahko enostavno sešte- jemo korekcijo (lahko tudi celoten NDP) in merilno negotovost (tabela 3). Kalibracijski rezultat lahko upošteva- mo na sledeče načine: Primer 1: Merilec mora upoštevati napačno kazanje merila in napraviti pet serij ponovitev meritev ter izračunati pov- prečno vrednost. Skupaj z oceno ali izračunom merilne negotovosti, ki jo opravi pri meritvi (<0,1 mm), se od- loči za ustreznost vzorca. Primer 2: V tem primeru se zanemari pogrešek merila (+0,2 mm) in opravi še ena meritev. Pogrešek je tako skupaj z merilno negotovostjo (0,06 mm). Pri tem pa izračun končne merilne ne- gotovosti pokaže, da bi samo nego- tovost merjenja bistveno onemogo- čila ugotavljanje ustreznosti vzorca (>0,2 mm). Primer 3: V tem primeru se za ustreznost me- rila in meritev vzame celotna tole- ranca merila (±0,25 mm) in se ne upošteva korekcije merila. Izračun merilne negotovosti pokaže nemo- goče ugotavljanje ustreznosti vzorca, saj negotovost skoraj v celoti zasede toleranco (>0,3 mm). S pravilno uporabo merilnega in- strumenta dopuščamo večje varia- cije vzorcev (90 %) in s tem po- večamo ustre- znost vzorcev v končni izdelavi. Pri zmanjševa- nju slabih iz- delkov oziroma večanju zahtev odjemalcev si zares ne smemo privoščiti napak pri merjenju, saj te neposredno vplivajo na slabe izdelke, čeprav v veliki meri to niso. Z enostav- nimi ukrepi in boljšim načrto- vanjem, obvla- dovanjem me- rilne opreme lahko ustvarimo velike prihranke, čeprav sta prepogosta kalibracija in vzdrževanje merilne opreme strošek. Z razvrščanjem meril v nivoje glede na zahtevnost uporabe zmanjšamo možnost napak v procesu merjenja in s tem zagotovimo manjše število slabih izdelkov. Slika 4. Meritev navojnice na pogonskem ladijskem vijaku Slika 5. Meritev pravilnosti izvrtin (pravokotnost, vzpored- nost, …) na triosnem merilnem stroju Tabela 3. Zapis na kalibracijskem certifikatu merila. Meritev premera 1000 mm, s pomičnim merilom (d = 0,1 mm) in s toleranco za vzorec ±0,35 mm. Merjena vrednost Izmerjeni pogrešek NDP Merilna negotovost 1000 mm + 0,1 mm ± 0,25 mm 0,06 mm PODJETJA PREDSTAVLJAJO