Kalibrierung von Messmitteln in Prüfstellen und in Werkslabors sowie ihre Überprüfung in der Fremdüberwachung

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1 Arbeitskreis akkreditierter Prüf- und Überwachungsstellen für Beton Kalibrierung von Messmitteln in Prüfstellen und in Werkslabors sowie ihre Überprüfung in der Fremdüberwachung Inhalt Vorstellung Grundlagen Definitionen Vergleich Kalibrierung / Eichung Beispiele von Werkskalibrierscheinen Anforderungen und Umsetzung anhand von Beispielen

2 Vorstellung Studium Maschinenbau TU Chemnitz Seit 1996 Mitarbeiter der Bautechnischen Versuchsund Forschungsanstalt Salzburg Seit 1998 Leiter der akkreditierten Kalibrierstelle ÖKD 18 für Messgeräte der Messgrößen Kraft, Länge und Masse Seit 2005 Leiter der ermächtigten Eichstelle 542 für selbsttätige bzw. nichtselbsttätige Waagen und Gewichte

3 Kalibrierdienst ÖKD 18 Zug- und Druckprüfmaschinen incl. Wegmesssysteme Haftzugprüfgeräte Kraftaufnehmer (nur Werkskalibrierung) Messuhren, Messschieber, Messschrauben, Analysensieben Endmaße (nur Werkskalibrierung) Waagen Gewichte (nur Werkskalibrierung) Eichdienst 542 Nichtselbsttätigen Waagen der Genauigkeitsklasse I bis 2 kg Nichtselbsttätigen Waagen der Genauigkeitsklasse II bis 500 kg Nichtselbsttätigen Waagen der Genauigkeitsklasse III und IIII bis 180 t Selbsttätigen Waagen zum Wägen bis 25 t Selbsttätigen Waagen zum Abwägen bis 5 t Selbsttätigen Sortierwaagen bis 5 t Selbsttätigen Kontrollwaagen bis 5 t Selbsttätige Gleiswaagen bis 200 t Förderbandwaagen bis 3600 t/h Gewichte 2 bis 20 kg ab Gen.-Klasse M1

4 Eichdienst 542 Nacheichung von Waagen mit MID Zulassung: Selbsttätige Mengenwaagen (SKW, SWE) bis 60 t Selbsttätige Waagen zum Abwägen (SWA) bis 5 t Selbsttätige Waagen zum diskontinuierlichen Totalisieren (SWT) bis 25 t Selbsttätige Gleiswaagen bis 200 t Förderbandwaagen bis 3600 t/h Eichdienst 542

5 Definitionen Definitionen Rückführung Eigenschaft eines Messergebnisses oder des Wertes eines Normales, durch eine ununterbrochene Kette von Vergleichsmessungen mit angegebener Messunsicherheit auf geeignete Normale, im allgemeinen internationale oder nationale Normale, bezogen zu sein. [Definition aus "International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology"]

6 Was ist Rückführung? SI Definitionen Kalibrierung Tätigkeit zur Ermittlung des Zusammenhangs zwischen den ausgegebenen Werten eines Messgerätes oder einer Messeinrichtung oder den von einer Maßverkörperung oder von einem Referenzmaterial dargestellten Werten und den zugehörigen, durch Normale festgelegten Werten einer Messgröße unter vorgegebenen Bedingungen. [Definition aus "International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology"]

7 Definitionen Eichung Das Eichen eines Messgerätes (auch einer Maßverkörperung) umfasst die von der zuständigen Eichbehörde nach den Eichvorschriften vorzunehmenden Prüfungen und die Stempelung. Durch die Prüfung wird festgestellt, ob das vorgelegte Messgerät der Eichvorschriften entspricht, d.h. ob es den an seine Beschaffenheit und seine messtechnischen Eigenschaften zu stellenden Anforderungen genügt, insbesondere ob die Beträge der Messabweichung die Fehlergrenze(n) nicht überschreitet. Durch die Stempelung wird beurkundet, dass das Messgerät zum Zeitpunkt der Prüfung diesen Anforderungen genügt hat und dass auf Grund seiner Beschaffenheit zu erwarten ist, dass es bei einer Handhabung entsprechend den Regeln der Technik innerhalb der Nacheichfrist "richtig" bleibt. Welche Messgeräte der Eichpflicht unterliegen und welche davon befreit sind, ist gesetzlich geregelt. Das Wort "EICHEN" soll nur in diesem Sinne verwendet werden und nicht -wie vielfach üblich- für Justieren oder Kalibrieren. [Definition nach DIN 1319 Teil 1 06/85] Definitionen Justage Justierung... Tätigkeit, die ein Messgerät in einen gebrauchstauglichen Betriebszustand versetzt. [Definition aus "International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology"]

8 Definitionen Genauigkeit Fähigkeit eines Messgerätes, Werte der Ausgangsgröße in der Nähe eines wahren Wertes zu liefern. (Genauigkeit ist ein qualitativer Begriff) [Definition aus "International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology"] Messunsicherheit

9 Messunsicherheit Definition: Dem Messergebnis zugeordneter Parameter, der die Streuung der Werte kennzeichnet, die vernünftigerweise der Messgröße zugeordnet werden könnte. [Definition aus "International Vocabulary of Basic and General Terms in Metrology"] Messunsicherheit Man misst eigentlich immer falsch, man muss nur wissen wie viel. (Dave Packard) Bearbeiter Normal Verwendetes Verfahren zu kalibrierendes Objekt Umgebungsbedingungen

10 Messunsicherheit Angegeben ist die erweiterte Messunsicherheit, die sich aus der Standardmessunsicherheit durch Multiplikation mit dem Erweiterungsfaktor k=2 ergibt. Der Wert der Messgröße liegt im Regelfall mit einer Wahrscheinlichkeit von annähernd 95% im zugeordneten Werteintervall. Messwert U U Messunsicherheit Auswahlkriterium für Messmittel beschreibt die Qualität eines Messverfahrens U Sollwert U Messunsicherheit verbraucht verfügbaren Toleranzbereich Toleranzbereich

11 Messunsicherheit Einfluss der Messunsicherheit auf die Konformitätsbewertung (Beispiel Gewicht 20 kg M1, zulässige Toleranz ±1g): Messwert + Messunsicherheit liegt innerhalb der zulässigen Toleranz. Messwert -0,45g TOLERANZ ± 1g Das kalibrierte Gewicht kann der Genauigkeitsklasse M1 zugeordnet werden. U 0,3g U +0,3g Messunsicherheit Messwert -0,75g TOLERANZ ± 1g Messwert liegt innerhalb der zulässigen Toleranz. Aber: Messwert + Messunsicherheit liegen außerhalb der zulässigen Toleranz. U 0,3g U +0,3g B Es kann keine Aussage über die Einhaltung der Genauigkeitsklasse getroffen werden. In dem Fall muss das Gewicht justiert und neu kalibriert werden.

12 Messunsicherheit Messwert -1,55g B TOLERANZ ± 1g U 0,3g U +0,3g B Messwert + Messunsicherheit liegen außerhalb der zulässigen B Toleranz. Das kalibrierte Gewicht kann keiner Genauigkeitsklasse zugeordnet werden. Auch in diesem Fall muss das Gewicht justiert und neu kalibriert werden. Kalibrieren / Eichen

13 Wer benötigt Was? Kalibrierung Freiwillig Eichung Gesetzlich vorgeschrieben (MEG) Produkthaftung Normen Kundenanforderungen Qualitätsmanagement amtlicher und rechtsgeschäftlichen Verkehr Gesundheitswesen Verkehrswesen Eichung Ersteichung / Konformitätsfeststellungsverfahren Beim erstmaligen In-Verkehr-Bringen des Messgerätes Nacheichung Innerhalb der gesetzlich vorgeschriebenen Nacheichfrist Neueichung Nach Ablauf der gesetzlich vorgeschriebenen Nacheichfrist

14 Eichung Der Eichstempel ist der Nachweis, dass die die Eichfehlergrenzen eingehalten werden. Als Nachweis der Rückführung wird ein Eichschein mit Angabe der Messunsicherheit benötigt. ÖKD Kalibrierung ÖKD Kalibrierung Akkreditierte Verfahren die Qualifikation, Schulung und Erfahrung des Personals Rückgeführte Normale Regelmäßige Überwachung International anerkannte Kalibrierscheine

15 ÖKD Kalibrierung Nur ÖKD (oder Vergleichbare) Kalibrierscheine gelten als Nachweis für die Rückführung! Werkskalibrierung Werkskalibrierung Keine Akkreditierung Fehlende Überwachung Kein Kompetenznachweis Kalibrierscheine müssen nicht anerkannt werden Keine Rückführung der Messmittel sichergestellt

16 Werkskalibrierung Sehr häufig Werkskalibrierscheine von nicht akkreditierten Anbietern Aber: Kalibrierscheine fehlerhaft oder nicht eindeutig Rückführung nicht nachgewiesen Kalibrierverfahren nicht nachvollziehbar oder falsch Beispiele aus der Praxis

17 Praxis Toleranz von was? Rückführung? Wie geht das?

18 Rückführung? Identifikation??? Das sind 0,02 % des Messbereiches des verwendeten Normales!

19 5 E max /E min 10 E max oberer Grenzwert der Kalibrierbereiches E min unterer Grenzwert des Kalibrierbereiches EN ISO 9513:2003 Angabe der Messunsicherheit Nur ÖKD Kalibrierscheine oder Eichscheine sind als Nachweis für die Rückführung geeignet

20 Präzisionswaage Waage Max = 100g d = 1 mg Präzisionswaage Waage Max = 100g d = 1 mg Gewicht Fehler = - 2 mg U = 1,6 mg T = ± 5 mg

21 Präzisionswaage - Kalibriererfahren IST SOLL EURAMET Richtlinie cg-18 Wiederholbarkeit: 6x Laststufe: 50 g L 100 g Präzisionswaage - Kalibriererfahren IST SOLL EURAMET Richtlinie cg-18 Außermittige Belastung: 6x Laststufe: 30 g L 100 g

22 Präzisionswaage - Kalibriererfahren IST SOLL EURAMET Richtlinie cg-18 Belastung steigend / fallend Laststufen: 5 (ohne 0 ) Prüfung der Tarafunktion 2 Laststufen Haftzugprüfgerät

23 Haftzugprüfgerät Haftzugprüfgerät Kalibrierschein des verwendeten Normales:

24 Haftzugprüfgerät Kalibrierschein des verwendeten Normales: Haftzugprüfgerät HBM Datenblatt zum verwendeten Normal:

25 Haftzugprüfgerät Kalibrierverfahren: Die EN gilt nicht für Haftzugprüfgeräte Druckprüfmaschine Verwendete Normale

26 Druckprüfmaschine Angaben zur Rückführung Anforderung lt. ÖNORM EN :2000 EN ISO 376 Druckprüfmaschine Angaben im Kalibrierschein des verwendeten Normales Das verwendet Normal enstpricht nicht den Anforderungen nach EN und ist nicht klassifiziert Damit kann die kalibrierte Prüfmaschine nicht klassifiziert werden!

27 Druckprüfmaschine Da der ausgestellte Kalibrierschein nur ein Werkskalibrierschein ist, kann nicht nachvollzogen werden, ob das Kalibrierverfahren der Norm entspricht, der Prüfer kompetent ist, die Auswertung oder Die Messunsicherheitsberechnung richtig durchgeführt wird. Auf dieser Grundlage kann keine Klassifizierung ausgesprochen werden FAZIT Kalibrierungen von nicht akkreditierten Anbietern sind zwar billiger aber dafür nicht geeignet als Nachweis der Rückführung. Immer Kalibrierscheine der verwendeten Normale anfordern Verwendetes Verfahren und Ergebnisse genau prüfen Auf Angabe der Messunsicherheit bestehen

28 Diskussion Arbeitskreis akkreditierter Prüf- und Überwachungsstellen für Beton Anforderungen und Umsetzung

29 Hierarchie SI Anwendungen Akkreditierte Prüfstellen Werkslabor Ausstellen von Prüfberichten (öffentliche Urkunden) Bescheinigung der Konformität von Produkten Überwachung der Qualität der Produktion

30 Akkreditierte Prüfstelle ÖNORM EN ISO 17025: Akkreditierte Prüfstelle ÖNORM EN ISO 17025:

31 Akkreditierte Prüfstelle Messmittel dürfen intern kalibriert werden: Verfahren muss dokumentiert sein Normale müssen durch ÖKD (oder gleichwertig) kalibriert werden Werkslabor

32 Werkslabor / EN ISO 9001 Messmittel dürfen intern kalibriert werden: Verfahren muss dokumentiert sein Normale müssen durch ÖKD (oder gleichwertig) kalibriert werden Werkslabor / EN 932-5

33 Werkslabor / EN Werkslabor / EN 932-5

34 Werkslabor / EN Werkslabor / EN 932-5

35 Werkslabor / EN Werkslabor / EN Kalibrierungen können durchgeführt werden durch: Externe anerkannte Kalibrierstellen (ÖKD) Internes Personal In jedem Fall muss eine Rückführung der Normale auf eine nationales Normal (durch ÖKD, DKD oder höherwertige Kalibrierung) sichergestellt sein

36 Messmittel Prüflabor für Betonprüfungen: Prüfmaschine Laborwaage Thermometer Rütteltisch Messschieber Siebe Luftgehaltsprüfer Messmittel / Prüfmaschine

37 Messmittel / Prüfmaschine Anforderungen ONR 23303: Anforderungen ÖNORM EN : Messmittel / Prüfmaschine Anforderungen ÖNORM EN : Druckplatten

38 Messmittel / Prüfmaschine Anforderungen ÖNORM EN : Anzeigeinrichtung Messmittel / Prüfmaschine Anforderung an die Kraftnormale: EN ISO 376

39 Messmittel / Prüfmaschine Zusammenfassung: Rekalibrierfrist: Normale: Klassifizierung: Zusätzliche Angaben: jährlich (EN ) bzw. nach erneutem Aufstelle oder Reparaturen klassifizierte Kraftaufnehmer mit ÖKD oder DKD Kalibrierung 20% des jeweiligen Messbereiches Angabe der Fehler der Anzeige Krafteinleitung / Regelung der Maschine Zustand der Druckplatten Messmittel / Waagen

40 Messmittel / Waagen Anforderungen ÖNORM B4710-1: Messmittel / Waagen Anforderungen ONR 23303: Punkt 5: Herstellung von Probemischungen im Labor für Prüfzwecke Punkt 8.2: Frischbeton Rohdichte

41 Messmittel / Waagen Punkt 8.4: Gesamtwassergehalt / Mikrowellenverfahren Punkt 8.7: Bluten von Beton Messmittel / Waagen Punkt 9.1: Rohdichte von Festbeton Punkt 9.9: Prüfung zur Beurteilung einer gleichwertigen Beständigkeit für die Frostklasse XF1

42 Messmittel / Waagen Punkt 9.10: Prüfung zur Beurteilung einer gleichwertigen Beständigkeit für die Frostklasse XF3 Punkt 9.11: Prüfung zur Beurteilung einer gleichwertigen Beständigkeit für die Frostklasse XF2 Messmittel / Waagen Punkt 10.3: Betonkernproben Punkt 11: Sonstige Prüfungen im Rahmen der Betonherstellung

43 Messmittel / Waagen Punkt 11.5: Prüfung der Kernfeuchte Punkt 11.6: Kornzusammensetzung von Körnungen mit relativem Mehlkorn Messmittel / Waagen Anforderungen ÖNORM EN 932-5

44 Messmittel / Waagen Grundlage für Kalibrierung: EURAMET cg-18 Guidelines on the Calibration of Non-Automatic Weighing Instruments Festlegung: des Kalibrierablaufes der zu verwendeten Messpunkte Berechnung der Messunsicherheit Messmittel / Waagen Checkliste zur Kontrolle vor Ort:

45 Messmittel / Waagen Rekalibrierfrist ÖNORM B : Waagen mit Messdosen: 2x jährlich nach längerem Stillstand nach jedem Eingriff in das Messsystem Andere Waagen: 8x jährlich für Zement 4x jährlich für sonstige Stoffe Messmittel / Gewichte

46 Messmittel / Gewichte Anforderungen ÖNORM EN Messmittel / Gewichte Fehlergrenzen für Gewichte nach OIML R 111-1

47 Messmittel / Gewichte Gewichte Marke Eigenbau Müssen mit einem ÖKD kalibriertem Normal kalibriert werden Genauigkeit des Normales mind. 1/10 vom angestrebten Fehler Das tatsächliche Gewicht muss bei der Kalibrierung herangezogen werden Messmittel / weitere Prüfmittel Betonthermometer Anforderung ONR Punkt 4 Probennahme von Frischbeton: Anforderung an Normal: Genauigkeit mind. 0,1 C Nachweis über ÖKD Kalibrierung

48 Messmittel / weitere Prüfmittel Messschieber Anforderung ONR (mehrere Punkte) Anforderung an Normal: Genauigkeit mind. 0,01 mm Nachweis über ÖKD Kalibrierung Messmittel / weitere Prüfmittel Rütteltisch Anforderung ONR (mehrere Punkte) Anforderung an Normal: Genauigkeit mind. 0,4 Hz Nachweis über ÖKD Kalibrierung

49 Messmittel / weitere Prüfmittel Siebe Anforderung ONR (mehrere Punkte) Siebe nach ISO und ISO Vermessung der Siebe oder Vergleichssiebung für Siebe mit Drahtgewebe nach ÖNORM EN mit kalibriertem Normalsiebsatz Kontakt Holger Biermann-Zandanell +43 (0)662 / (0)664 / biermann@bvfs.at htm/k/grundlagen.htm htm/k/leistung.htm

50 Diskussion Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! aboutpixel.de / Kaffee-Kaffeetasse II Arnim Schindler