Wzorcowanie (kalibracja)

Wzorcowanie (kalibracja) to procedura, w której wskazania przyrządu pomiarowego porównuje się z wartościami wzorca o znanej niepewności i ustala zależność między nimi. Wynikiem jest świadectwo wzorcowania z błędami wskazań i niepewnością pomiaru. Wzorcowanie stwierdza stan miernika, ale go nie reguluje.

---

Co oznacza wzorcowanie według słownika metrologii?

Międzynarodowy słownik metrologii VIM opisuje wzorcowanie jako działanie dwuetapowe. Najpierw laboratorium ustala, jak wskazania przyrządu mają się do wartości odtwarzanych przez wzorzec, łącznie z niepewnościami po obu stronach. Potem tę zależność wykorzystuje się do tego, żeby ze wskazania przyrządu uzyskać poprawny wynik pomiaru.

Słowo kalibracja pochodzi od angielskiego calibration. W polskiej terminologii metrologicznej jego odpowiednikiem jest wzorcowanie, a w nazwach usług laboratoriów i w cennikach oba słowa występują zamiennie. W instrukcjach części przyrządów „kalibracją” nazywa się też zerowanie przewodów pomiarowych albo korektę wskazań – metrologia nazywa taką czynność adiustacją.

Wzorzec użyty przy wzorcowaniu musi być wyraźnie dokładniejszy od badanego miernika, przyjmuje się zwykle co najmniej trzykrotnie. Sam wzorzec też ma swoje świadectwo, a jego wzorzec kolejne – aż do wzorca państwowego albo międzynarodowego. Taki nieprzerwany łańcuch porównań nazywa się spójnością pomiarową. Dzięki niej 0,80 Ω zmierzone w Gdańsku i w Rzeszowie oznacza tę samą wartość.

Czym różni się wzorcowanie od adiustacji i legalizacji?

Trzy czynności dotyczą tego samego przyrządu, ale odpowiadają na różne pytania. Wzorcowanie mówi, jak przyrząd mierzy w tej chwili, i niczego w nim nie zmienia. Adiustacja (regulacja, strojenie) zmienia ustawienia przyrządu tak, żeby jego wskazania wróciły do wartości odniesienia. Legalizacja to decyzja urzędowa potwierdzająca, że przyrząd spełnia wymagania określone w przepisach.

Cecha	Wzorcowanie	Adiustacja	Legalizacja
Cel	stwierdzenie błędów wskazań i niepewności	doprowadzenie wskazań do wartości odniesienia	potwierdzenie zgodności z wymaganiami prawnymi
Czy zmienia przyrząd?	nie	tak	nie (to kontrola)
Charakter	dobrowolne, na zlecenie użytkownika	usługa serwisowa, zwykle u producenta	obowiązkowa dla przyrządów objętych prawną kontrolą metrologiczną
Kto wykonuje	laboratoria wzorcujące, urzędy miar	serwis, producent	Główny Urząd Miar, okręgowe urzędy miar, upoważnione podmioty
Dokument	świadectwo wzorcowania	protokół z regulacji	świadectwo legalizacji albo cecha legalizacji na przyrządzie
Przykład z elektryki	miernik impedancji pętli zwarcia	miernik, którego błąd przekroczył dopuszczalny	licznik energii elektrycznej do rozliczeń

Kolejność czynności jest stała: najpierw wzorcowanie pokazuje błąd, potem w razie potrzeby wykonuje się adiustację, a na końcu ponowne wzorcowanie, bo po regulacji poprzednie wyniki przestają opisywać przyrząd. Legalizacji podlegają przyrządy używane m.in. do rozliczeń handlowych i ochrony zdrowia – stąd urzędowa cecha na licznikach energii, wodomierzach czy dystrybutorach paliwa. Mierniki elektryka do pomiarów ochronnych nie są objęte legalizacją, więc ich wiarygodność potwierdza wzorcowanie.

Co zawiera świadectwo wzorcowania?

Laboratoria akredytowane przez Polskie Centrum Akredytacji (PCA) wystawiają świadectwa według jednolitego wzoru. Rozpoznasz je po znaku akredytacji z numerem w postaci AP i trzech cyfr. Wymagania wobec takich laboratoriów określa norma PN-EN ISO/IEC 17025. Na świadectwie znajdziesz:

• dane przyrządu: typ, producenta i numer fabryczny,
• metodę wzorcowania i warunki środowiskowe, w jakich je wykonano,
• informację o spójności pomiarowej, czyli do jakich wzorców odniesiono pomiary,
• tabelę wyników: wartość wzorcową, wskazanie przyrządu, błąd wskazania i niepewność rozszerzoną, podawaną zwykle dla współczynnika rozszerzenia k = 2, co odpowiada poziomowi ufności około 95%.

Ocena, czy przyrząd mieści się w dopuszczalnych błędach (stwierdzenie zgodności), pojawia się na świadectwie tylko wtedy, gdy klient o nią poprosi. Bez niej dokument podaje same liczby, a decyzja o dalszym używaniu miernika należy do Ciebie. Świadectwo nie ma też daty ważności – od początku lat 2000 polskie laboratoria przestały ją wpisywać.

Przy czytaniu wyników dodawaj błąd i niepewność. Jeśli w punkcie 1,00 Ω miernik pętli zwarcia wskazał 1,03 Ω, a niepewność wynosi 0,02 Ω, rzeczywisty błąd może sięgać 0,05 Ω. Przy wyniku pomiaru odległym od wartości granicznej ta różnica nie ma znaczenia. Przy wyniku tuż pod granicą może zdecydować o ocenie obwodu, dlatego zamawiając wzorcowanie, warto poprosić o stwierdzenie zgodności ze specyfikacją producenta.

Jak często wzorcować miernik do pomiarów elektrycznych?

Żaden przepis nie wyznacza terminu ponownego wzorcowania. Wzorcowanie jest czynnością dobrowolną, a odstęp między kolejnymi ustala użytkownik przyrządu. Laboratorium nie wpisuje następnego terminu, bo nie wie, jak miernik jest przechowywany i jak intensywnie pracuje.

W praktyce punktem wyjścia jest zalecenie producenta – na przykład Sonel podaje dla swoich mierników okres 12 miesięcy. Metody wydłużania albo skracania odstępu opisują wytyczne ILAC-G24 / OIML D 10. Wcześniejsze wzorcowanie ma sens, gdy miernik:

• spadł, zamókł albo przeszedł naprawę lub adiustację,
• pracuje codziennie w terenie, w wilgoci i przy drganiach,
• pokazuje na znanym obwodzie inne wartości niż wcześniej.

Między wzorcowaniami możesz sprawdzać przyrząd sam, mierząc zawsze ten sam obiekt kontrolny, np. rezystor o znanej wartości. Taka kontrola nie zastępuje świadectwa, ale szybciej wychwyci miernik, który zaczął zawyżać lub zaniżać wyniki.

Wzorcowanie a wiarygodność protokołu z pomiarów ochronnych

Pomiary odbiorcze i okresowe instalacji 230/400 V wykonuje się według normy PN-HD 60364-6, a mierniki do pomiarów ochronnych powinny spełniać wymagania serii PN-EN 61557. Norma PN-E-04700 wprost wymaga, by przyrządy stosowane w badaniach miały świadectwa potwierdzające ich sprawność techniczną. Na ich podstawie oceniasz, czy zadziała samoczynne wyłączenie zasilania, więc błąd przyrządu przekłada się bezpośrednio na ocenę bezpieczeństwa ludzi.

Wzorcowanie dotyczy każdego przyrządu, którego wynik trafia do protokołu: miernika do pomiaru impedancji pętli zwarcia, do pomiaru rezystancji izolacji, do badania wyłączników RCD i do pomiaru uziemienia. Zwykły multimetr do szukania usterek nie musi mieć świadectwa, dopóki jego wskazania nie są podstawą oceny instalacji.

W protokole wpisuje się typ i numer fabryczny miernika, a przy nich numer i datę świadectwa wzorcowania. Zarządcy nieruchomości coraz częściej wymagają tego w przetargach na przeglądy instalacji. Protokół sporządzony miernikiem bez aktualnego świadectwa trudno obronić, gdy ktoś zakwestionuje wyniki, na przykład po wypadku albo przy sporze z inwestorem.

Na egzaminie SEP w części o pomiarach może pojawić się pytanie o wymagania wobec przyrządów do badań ochronnych albo o różnicę między wzorcowaniem a legalizacją. Wystarczy zapamiętać trzy zdania: wzorcowanie stwierdza błąd, adiustacja go usuwa, legalizacja jest urzędowym potwierdzeniem zgodności z przepisami.

Najczęściej zadawane pytania

Źródła:

• Najczęściej zadawane pytania – wzorcowanie i legalizacja – Okręgowy Urząd Miar w Poznaniu
• Świadectwo wzorcowania – to wystarczy? – Sonel
• Wzorcowanie, kalibracja czy legalizacja? – WIKA