RNDr. Miroslav Jan Skopal Zkušební laboratoř ... - QUICK.cz

MZDS R N D r . M i r o s l a v J a n S k o p a l
Mobilní Zkušebna Délkoměrů a výrobních Strojů
Anotace
CZ – 679 22 Lipůvka 242
IČ: 185 47 397
Email: mzds@o2active.cz
Zkušební laboratoř akreditovaná Českým institutem pro akreditaci, o.p.s.
podle ČSN EN ISO/IEC 17025:2005
ZAMYŠLENÍ NAD NOVĚ DEFINOVANÝM POJMEM KALIBRACE
PODLE VIM 3:2007 V METROLOGII DÉLKY
Nemám mandát k výkladu pojmu „kalibrace“, protože jsem nebyl účastníkem mezinárodní
pracovní skupiny, která novou definici připravila a v roce 2007 přijala. Protože ale moje práce
v oboru návaznosti měřidel délky je s tímto pojmem přímo spojena, musel jsem se nad jeho
významem v širších souvislostech zamyslet.
V následujícím jsou tyto úvahy publikovány.
Úvodem
Pojem a metrologický výkon kalibrace měřidla je dlouhodobě používán v souvislosti realizace
jeho návaznosti a také dokladování na příslušnou jednotku. V roce 1993 byl vydán Mezinárodní
slovník základních a obecných termínů v metrologii (VIM 2), který byl v systému českých
technických norem zaveden normou ČSN 01 0115:1996 Mezinárodní slovník základních
a všeobecných termínů v metrologii.
V roce 1997 byl ze sedmi mezinárodních organizací vytvořen Společný výbor pro pokyny
v metrologii (JCGM), řízený ředitelem BIPM, který připravil původní verze Pokynu pro vyjádření
nejistoty měření (GUM) a Mezinárodního slovníku základních a všeobecných termínů
v metrologii (VIM). Společný výbor, skládající se ze zástupců BIPM, IEC, IFCC, ISO, IU-
PAC, IUPAP a OIML přibral na tuto část práce ISO TAG 4, která vypracovala GUM:1993
a VIM:1995. V roce 2005 se k sedmi stávajícím mezinárodním organizacím oficiálně připojila
Mezinárodní organizace pro spolupráci v oblasti akreditace laboratoří (ILAC).
V roce 2004 byl první návrh třetího vydání VIM postoupen k připomínkám a návrhům osmi
organizacím reprezentovaným v JCGM, které ve většině případů konzultovaly se svými členy
nebo členy připojených organizací, včetně početných národních metrologických institutů.
Připomínky byly prostudovány a projednány, vzaty v úvahu, pokud byly vhodné, a zodpovězeny
JCGM/WG 2. Konečný návrh třetího vydání byl postoupen osmi organizacím pro posouzení
a schválení v roce 2006.
Třetí vydání VIM bylo schváleno každou z osmi členských organizací JCGM.
Tato publikace se zabývá úvahami pouze k jedinému článku VIM 3 – 2.39 kalibrace.
V následujícím jsou k textu kurzívou uvedeny komentáře autora, které jsou vztaženy k tématu
v oboru měření jednotky délky a může se stát, že jejich výklad, aplikovaný na obory měření
jiných jednotek může být rozporný.
Je zřejmé, že tato následující formulace pojmu kalibrace musí vyhovovat požadavkům metrologie
všech základních i odvozených jednotek.
Definice pojmu kalibrace (CZ) a komentáře
2.39 kalibrace
činnost, která za specifikovaných podmínek v prvním kroku stanoví vztah mezi hodnotami
veličiny s nejistotami měření poskytnutými etalony a odpovídajícími indikacemi
s přidruženými nejistotami měření a ve druhém kroku použije tyto informace ke stanovení
vztahu pro získání výsledku měření z indikace
Laboratoř MZDS je akreditována ČIA o.p.s. ke zkouškám
souřadnicových měřicích strojů, obráběcích strojů, kruhoměrů a profiloměrů Strana 1 z 3

MZDS R N D r . M i r o s l a v J a n S k o p a l
Mobilní Zkušebna Délkoměrů a výrobních Strojů
CZ – 679 22 Lipůvka 242
IČ: 185 47 397
Email: mzds@o2active.cz
Zkušební laboratoř akreditovaná Českým institutem pro akreditaci, o.p.s.
podle ČSN EN ISO/IEC 17025:2005
ZAMYŠLENÍ NAD NOVĚ DEFINOVANÝM POJMEM KALIBRACE
PODLE VIM 3:2007 V METROLOGII DÉLKY
Komentář
Kalibrace je činnost, která na základě proměření v prvém kroku stanoví, jak z indikace ve
druhém kroku získat výsledek měření, který je navázán na jednotku délky včetně nejistoty měření.
V kalibrovaných bodech můžeme určit pouze vektor velikosti chyby nebo korekce (v oboru
měření délek se až na výjimky zpravidla jedná o stupnice podél osy nebo v rovině anebo
v prostoru), protože jiné parametry nejsou ve VIM 3 definovány. Mnohdy používané termíny
„odchylka“ a „úchylka“nejsou v metrologii měřidel naprosto relevantní. Pojem „úchylka
polohy“ je používán v metrologii obráběcích strojů a je definován jako rozdíl mezi dosaženou
a zadanou cílovou polohou; proti chybě měření má obrácené znaménko.
Z definice je zřejmé, že kalibrace má zabezpečit řádné použití měřidla v systémech kvality
s cílem garantované a vyšší přesnosti; nikoliv jen dokladování, že měřidlo je způsobilé v jisté
třídě. Rozhodnutí o způsobilosti měřidla ve třídě je spíše ověřování podle Zákona 505 o metrologii.
Protože ale v oboru měření jednotky délky se stanovená měřidla prakticky nevyskytují,
nebudu se tímto zde dále zabývat.
„Klasická“ kalibrace měřidla je zpravidla dokladována kalibračním listem, kde z uvedených
údajů o chybách můžeme, zpravidla početní korekcí zobrazené indikace, dosáhnout vyšší
přesnosti našich výsledků měření.
U současných měřidel a měřicích přístrojů, či strojů, které jsou ve své činnosti podporovány
výpočetní technikou, se situace při kalibraci rovněž vyvíjí, a to k novým prováděcím postupům.
Samotné proměření měřidla v prvním kroku zůstává jako podmínka nutná. Pak ale může
následovat zápis nikoliv do kalibračního listu, ale do paměti počítače měřidla. Při měření pak
software v každém bodě měření má informaci buď o přímé nebo interpolované hodnotě chyby.
Výsledku měření přiřadí odpovídající korekce tak, aby indikace zobrazila správnou hodnotu
měření. To se dnes již běžně děje bez aktivního vlivu operátora – metrologa, který měření řídí
a metrologické operace výpočtu realizuje počítač.
POZNÁMKA 1 Kalibrace smí být vyjádřena údajem, kalibrační funkcí, kalibračním diagramem,
kalibrační křivkou nebo kalibrační tabulkou. V některých případech se smí skládat
ze součtových nebo násobných korekcí indikace s přidruženou nejistotou měření.
Komentář
Kalibrace vyjádřená údajem, funkcí, diagramem nebo křivkou je příklad klasického pojetí na
rozdíl od tabulky, která již může být zapsána v paměti počítače. U souřadnicových měřicích
strojů (CMM) je to tvorba korekční prostorové mapy. Rovněž kalibrací stanovená lineární
konstanta může být zapsána ve výpočetním software pro výpočet v příslušné ose. Z toho tedy
plyne, že kalibrační list není přímo požadován.
POZNÁMKA 2 Kalibrace nemá být zaměňována s justováním měřicího systému, často
mylně nazývaným „samokalibrace“, ani s ověřením kalibrace.
Komentář
Justování měřicího systému tedy kalibrace není. Co je ale pak justování měřicího systému?
Pod pojmem justování si lze představit poklepávání kladívkem, např. při justování optických
Laboratoř MZDS je akreditována ČIA o.p.s. ke zkouškám
souřadnicových měřicích strojů, obráběcích strojů, kruhoměrů a profiloměrů Strana 2 z 3

MZDS R N D r . M i r o s l a v J a n S k o p a l
Mobilní Zkušebna Délkoměrů a výrobních Strojů
CZ – 679 22 Lipůvka 242
IČ: 185 47 397
Email: mzds@o2active.cz
Zkušební laboratoř akreditovaná Českým institutem pro akreditaci, o.p.s.
podle ČSN EN ISO/IEC 17025:2005
ZAMYŠLENÍ NAD NOVĚ DEFINOVANÝM POJMEM KALIBRACE
PODLE VIM 3:2007 V METROLOGII DÉLKY
soustav, nebo točení nějakým kolečkem. Justováním je asi třeba rozumět mechanické seřízení
prvků měřidla, které se podílí na vzniku informací pro zobrazení indikace – získání výsledku
měření. U souřadnicového měření by to mohlo být mechanické seřízení přímosti a pravoúhlosti
vedení pohyblivých prvků v rámci tzv. „Wartungu“. Stanovení korekční matice (mapy)
na základě proměření justovaných prvků (vedení ve směru souřadných os a jejich pravoúhlosti)
je již třeba chápat jako kalibraci.
POZNÁMKA 3 Samotný první krok ve výše uvedené definici je často chápán jako kalibrace.
Komentář
Připouštím, že takto formulovaný překlad poznámky z angličtiny může mít dvojí rozdílný výklad
a za kalibraci bychom mohli považovat již jen první krok.
Uvážíme-li, že se jedná poznámku k formulované definici, která je v posloupnosti výkladu
pojmu umístěna až na posledním místě, je třeba ji brát jako upozornění, jak by mohla být kalibrace
nesprávně chápána. Je to tedy zřejmě myšleno tak, že pokud nesplníme obě podmínky
kalibrace činnosti ve dvou krocích, nelze takový metrologický výkon za kalibraci považovat.
Nová definice kalibrace pravděpodobně zasáhne do stávajících zavedených postupů, dokladování
a také pojmů. Jako příklad mohu uvést, že pracovní skupina WG 10 při ISO TC 213 těžko
hledala pojmenování procesu zjištění dynamického průměru snímacího hrotu u CMM a přijala
termín kvalifikace. V současné době tato činnosti přímo vyhovuje definici kalibrace; proměříme
kouli o známém průměru za standardních podmínek měření, software vypočte průměr
kuličky snímacího hrotu a zapíše ji do paměti. Při následných měřeních pak software automaticky
s touto hodnotou počítá a na indikaci zobrazuje korigovanou hodnotu měření veličiny.
Závěr
Jestliže metrologická činnost za účelem realizace a dokladování návaznosti měřidla či měřicího
systému v oboru jednotky délky, metr, nesplňuje do důsledku definici kalibrace (nelze ve
druhém kroku na základě údajů v dokladu provést korekci indikace za účelem získání výsledku
měření), neměla by tato činnost být dokladována kalibračním listem, ale jen záznamem
o provedeném měření. To ovšem nevylučuje získání informace o způsobilosti v daném systému
kvality.
Podle Zákona 505 o metrologii je kalibrace dominantní činnost při realizaci návaznosti měřidel,
o které bude pojednáno v další publikaci se zaměřením na měřidla a měřicí systémy
v oboru jednotky délky.
Diskuse
Máte-li k uvedenému textu připomínky, i kritické, napište na adresu mzds@o2active.cz,
abych mohl korigovat své úvahy a pokusím se Vám operativně odpovědět; a s Vaším souhlasem
na stránkách i uveřejním.
Laboratoř MZDS je akreditována ČIA o.p.s. ke zkouškám
souřadnicových měřicích strojů, obráběcích strojů, kruhoměrů a profiloměrů Strana 3 z 3