Освоение стандартов калибровки: навигация по вызовам точного измерения

Стандарты либо просты и очевидны — либо нет

Калибровка приборов — жизненно важный аспект контроля качества, затрагивающий всё: от геометрических параметров в чертежных спецификациях до методов измерения и инспекции высокоточных металлических деталей.

Тем не менее, существуют некоторые вызовы (смело скажем, головные боли?), связанные со стандартами калибровки для различных измерительных и инспекционных инструментов. Хотя в теории калибровка абсолютна, есть много причин, почему она не совсем абсолютна.

Даже общие предположения о стандартах калибровки не лишены вызовов. Например, хотя существуют принятые временные интервалы, технически прибор может выйти из калибровки за минуты после того, как был откалиброван.

Кроме того, прослеживаемость документов, используемых для калибровки, обычно отслеживается до стандарта, установленного Национальным институтом стандартов и технологий (NIST). Однако существуют обстоятельства, где просто нет стандартов NIST для калибровки.

Различия в терминологии

Измерительное оборудование почти всегда калибруется, но есть определенные функциональные аспекты производственного оборудования, которые должны быть в пределах спецификаций и поэтому также должны быть откалиброваны. Однако даже термин калибровка подлежит некоторым интерпретациям:

• Когда кто-то говорит, что он проводит калибровку, действительно ли он выполняет действие по возвращению прибора в спецификацию?
• Или под «калибровкой» он просто имеет в виду проверку приборов на то, что они все еще функционируют в пределах указанного допуска согласно стандартам калибровки?

Например, когда мы калибруем свои печи здесь в Metal Cutting, мы проверяем, правильно ли они показывают температуру. Если печь работает неправильно, она считается вышедшей из калибровки, и мы ремонтируем её, а затем снова выполняем процедуру температурной калибровки.

Хотя печи нельзя отправить на калибровку вовне, другие специализированные инструменты, которые мы используем, регулярно отправляются на калибровку с целью возвращения их в спецификацию. Это может включать очистку прибора измерительным поставщиком или его программирование для измерения определенным образом. Для этой категории оборудования калибровка больше похожа на перестройку, чем на регулировку.

Отсутствие прослеживаемых стандартов калибровки

Для некоторых вещей легко представить объекты или концепции, служащие основой для установленных стандартов калибровки. Например, легко получить прослеживаемые стандарты калибровки NIST для деталей длиной 1,0″ (25,4 мм) или диаметром 0,04″ (1 мм).

Однако может быть трудно получить прослеживаемый стандарт для детали, которая очень длинна или имеет диаметр очень большой или очень маленький.

Например, стандарт длиной 2 метра или диаметром 10 микрон просто слишком сложен для манипулирования, по противоположным причинам. А что насчет калибровки электрического сопротивления, такого как оммовое сопротивление деионизированной воды?

Существуют техники и методы для калибровки всего этого. Однако они не так просты, как калибровка удобных для обращения длин и диаметров.

В работе, которую мы делаем со специальными металлами здесь в Metal Cutting Corporation, нас часто просят гарантировать отсутствие трещин или пустот в металле, который нам либо отправляют на обработку, либо который мы сами закупаем и поставляем от имени наших клиентов. Вихретоковое тестирование (ECT) — знакомый и интересный метод, который мы используем, включающий тонкие техники для инспекции металлических деталей на поверхностные дефекты вроде трещин.

Однако одна истина об ECT: нет прослеживаемого стандарта NIST для калибровки. Поэтому для обнаружения дефектов эталонные стандарты создаются путем внесения искусственных дефектов, таких как нотчи ЭРО. Эти эталонные стандарты используются для установки параметров ECT: частоты, амплитуды и чувствительности.

Допуски и другие зависимости

Производители все хотят, чтобы калибровка была независимым референсом неизменного стандарта. Однако вся калибровка включает некоторую зависимость между стандартом NIST, существующим в хранилище, и всем, что измеряется впоследствии по цепочке поставок.

Так, будь то лаборатория A2LA, полагающаяся на свой референс к объекту в хранилище, или производитель, полагающийся на объекты, референсированные обратно к объекту независимой лаборатории, всегда существует серия контингенций в исполнении любой системы калибровки, а также допуски в системе.

Например, влияние накопленных допусков должно учитываться. Если вы отправляете оборудование на калибровку, вы должны помнить учесть:

• Допуск калибруемого прибора
• ПЛЮС допуск штифта, используемого для калибровки прибора
• ПЛЮС допуск лаборатории, выполняющей задачу

Проблемы с десятичной точкой

Еще одна проблема, часто возникающая со стандартами калибровки: на сколько знаков после запятой (сколько нулей) должна быть калибровка? Здесь в Metal Cutting мы используем штифт класса XXX с допуском 0,000020″ (0,000508 мм) для калибровки чего-то с намного более свободным допуском, например, ручного микрометра, который идет до 0,00005″ (0,00127 мм).

Еще один интересный размерный вопрос: если лаборатория A2LA измеряет объект с номиналом 1,000000″ как 1,000003″ используя их NIST-прослеживаемое оборудование, то 1,000003″ становится новой нормой. То есть это становится новым размером для калибровки измерительного оборудования, читающего до шести знаков после запятой.

Согласование между приборами, методом калибровки и допусками

Кроме того, два разных человека могут измерить деталь, каждый используя откалиброванный прибор в идеальном рабочем порядке и в пределах указанного допуска, и тем не менее может быть разница в их измерениях. Возможно, один использует прибор, откалиброванный к верхней границе диапазона допуска, а другой — к нижней.

Особенно с высокоточными деталями, имеющими очень малые измерения, вопрос о том, является ли откалиброванное измерение согласованным измерением, — это еще один потенциальный вопрос. Это требует подтверждения того, что пользователи не просто измеряют одними и теми же приборами, но и что приборы откалиброваны одним и тем же методом и в тот же допуск.

Три различия в стандартах калибровки

В конце концов, можно сказать, что в стандартах калибровки действительно три различия:

• Очевидные стандарты, такие как NIST-прослеживаемые откалиброванные штифты для приемо-сдаточного контроля длин или диаметров;
• Не столь очевидные, такие как для температуры и других характеристик, для которых нет объектов, определяющих стандарты;
• Те вещи, для которых просто не существует стандартов калибровки вообще, такие как ECT.

Здесь, в Metal Cutting, где каждый день мы производим тысячи мелких металлических деталей, эти соображения жизненно важны для поддержания наших стандартов контроля качества, чтобы мы могли поставлять высококачественные высокоточные детали, соответствующие спецификациям заказчиков.