JJ Zweck des Kalibrierens JJ Übersicht Messgrößen JJ Akkreditierungsumfang Kalibrierdienste DB_Kalibrierdienste 01/2015 113
Zweck des Kalibrierens PTB Nationales Normal Akkreditiertes DAkkS-Labor Bezugsnormal DAkkS-Zertifikat Betriebsinternes Werkslabor Werksnormal Werksprüfschein / Test-Zertifikat Kalibrator Richtige und zuverlässige Messungen sind die Voraussetzungen für jede qualitativ hochwertige Industrieproduktion. Mess- und Prüfeinrichtungen werden u. a. zur quantitativen Bestimmung von Eigenschaften sowie zum Steuern, Regeln und Automatisieren in der Fertigung genutzt. Messungen sind damit ein wichtiger Bestandteil der industriellen Qualitätssicherung, siehe hierzu auch DIN EN ISO 9000 und 9001. Alle Einrichtungen, die für Messungen verwendet werden, einschließlich Einrichtungen für Hilfsmessungen, z. B. für Umgebungsbedingungen und einen signifikanten Einfluss auf die Genauigkeit und Gültigkeit des Ergebnisses der Prüfung oder Probenahme haben, müssen vor ihrer Inbetriebnahme kalibriert werden. Um die Richtigkeit von Messergebnissen zu gewährleisten, müssen die Messgeräte, Prüfmittel und Normale auf SI- Einheiten rückgeführt werden. Normal ist nicht gleich Normal aber fast. Denn die verschiedenen Normale innerhalb der Kalibrierhierarchie werden regelmäßig nach einem festen Schema miteinander verglichen. Prüfmittel des Unternehmens Messgeräte müssen kalibriert sein, d. h. die Abweichung der Anzeige des Messgerätes vom richtigen Wert der Messgröße muss bekannt sein. 114
Ganz unten in der Hierarchie stehen die vielen Prüfmittel des Unternehmens. Das sind in der Temperaturmesstechnik z. B. Tisch- oder Handmessinstrumente. In der Druckmesstechnik werden häufig Handmessinstrumente oder analoge und digitale Manometer verwendet. Weil diese Prüfmittel sich durch den ständigen Gebrauch abnutzen, altern oder driften müssen sie regelmäßig an ein Werksnormal angeschlossen werden. Im Fall der Temperatur- oder Druckmessung ist das ein Temperaturoder Druckkalibrator, der sehr häufig im betriebsinternen Werkslabor geschützt aufbewahrt und nur für Kalibrierzwecke verwendet wird. Diese Kalibratoren werden wiederum regelmäßig mit Normalen in der nächsthöheren Hierarchiestufe, z. B. ein Bezugsnormal eines DAkkS-Laboratoriums angeschlossen und geprüft. Ganz am Ende der geschlossenen Kette steht das nationale Normal. In Deutschland ist die Physikalisch-Technische Bundesanstalt PTB für die Darstellung und Weitergabe der SI-Einheiten zuständig. Sie arbeitet mit den nationalen Metrologieinstituten (NMI) anderer Länder eng zusammen, um die internationale Äquivalenz von Messergebnissen sicherzustellen. Sehr häufig taucht die Frage auf: Verwenden wir eigentlich dieselben Maße und arbeiten unsere Messgeräte ähnlich genau? So ist es nicht verwunderlich, dass die Rückführung auf die nationalen Normale mehr und mehr zum Normalfall wird. Ein nationales Normal verkörpert die genaueste in einem Land verfügbare Realisierung der Einheit des Internationalen Einheitensystems (SI). Die Frage, auf welcher Stufe in der Kalibrier-Hierarchie man einsteigt, wird wesentlich davon bestimmt, welche Messgenauigkeit erzielt werden soll. Es gilt folgende Faustregel: Je weiter unten, desto mehr Vergleichsschritte zwischen den Normalen sind bereits abgelaufen. Das Normal ist ungenauer aber die Kalibrierung in der Regel preiswerter und schneller, weil weniger aufwendig. Mit einem DAkkS-Zertifiziertem Temperatur- oder Druckkalibrator erhält der Kunde ein sehr genaues Werksnormal. Mit diesem Werksnormal lassen sich sehr preiswert Werkprüfscheine für vorhandene Prüfmittel erstellen. Die Rückführbarkeit an nationale Normale ist sichergestellt. akkreditiert durch die / accredited by the Deutsche Akkreditierungsstelle GmbH Dr. Siebert & Kühn GmbH & Co. KG Struthweg 7-9 34260 Kaufungen Germany als Kalibrierlaboratorium im / as calibration laboratory in the Deutschen Kalibrierdienst 000271 Kalibrierschein Calibration certificate Gegenstand Object Hersteller Manufacturer Typ Type Fabrikat/Serien-Nr. Serial number Auftraggeber Customer Auftragsnummer Order No. Mikrokalibrierbad Micro calibration bath Dr. Siebert & Kühn GmbH & Co. KG 34260 Kaufungen TP3M165E 1411861 Anzahl der Seiten des Kalibrierscheines Number of pages of the certificate Datum der Kalibrierung Mustermann AG Mustergass 1 12345 Musterstadt 100 741 854 4 Kalibrierzeichen Calibration mark D-K- 19636-01-00 2014-11 Dieser Kalibrierschein dokumentiert die Rückführung auf nationale Normale zur Darstellung der Einheiten in Übereinstimmung mit dem Internationalen Einheitensystem (SI). Die DAkkS ist Unterzeichner der multilateralen Übereinkommen der European co-operation for Accreditation (EA) und der International Laboratory Accreditation Cooperation (ILAC) zur gegenseitigen Anerkennung der Kalibrierscheine. Für die Einhaltung einer angemessenen Frist zur Wiederholung der Kalibrierung ist der Benutzer verantwortlich. This calibration certificate documents the traceability to national standards, which realize the units of measurement according to the International System of Units (SI). The DAkkS is signatory to the multilateral agreements of the European co-operation for Accreditation (EA) and of the International Laboratory Accreditation Cooperation (ILAC) for the mutual recognition of calibration certificates. The user is obliged to have the object recalibrated at appropriate intervals. 115
Kalibrierdienste Für Temperatur, Druck und elektrische Größen Die Errichtung eines DAkkS-Labors für Temperatur, Druck und elektrische Messgrößen setzt konsequent die langjährige Erfahrung und Tradition der Firma SIKA, die seit über 100 Jahren auf diesem Gebiet tätig ist, fort. Temperatur und Drucksensoren sowie Mess-, Prüf- und Kalibriergeräte aus dem Hause SIKA sind alternativ mit Werksprüfschein oder DAkkS-Kalibrierschein erhältlich. Damit ist die Rückführbarkeit der Messwerte auf anerkannte Normale, wie sie in der DIN EN ISO 9000 ff für viele Bereiche gefordert wird, gewährleistet. Für die Nachkalibrierung ist unser DAkkS-Labor Ihr kompetenter Ansprechpartner. Als Dienstleistung bieten wir Kalibrierungen nach DAkkS- Richtlinien bzw. auf der Basis von Werksprüfscheinen auch für Fremdprodukte an. Das Temperaturlabor Das Temperaturlabor ist für den Temperaturbereich von -30...1300 C akkreditiert. In diesem Messbereich können Thermoelemente, anzeigende Temperaturmess- und -prüfgeräte sowie Trockenblockkalibratoren kalibriert werden. Widerstandsthermometer können im Bereich von -30...960 C kalibriert werden. Grundlage jeder Kalibrierung ist die internationale Temperaturskala von 1990 ITS-90. Die Messungen erfolgen nach DAkkS Kalibrierrichtlinien der Physikalisch Technischen Bundesanstalt bei Temperaturen nahe definierender Fixpunkte. So ist die bestmögliche Bestimmung der Temperaturkennlinie gewährleistet. Auf Sonderwunsch können jedoch auch andere Temperaturwerte z. B. aus dem realen Einsatzbereich in die Kalibrierung aufgenommen werden. 116
Das Drucklabor Das Kalibrierlabor für die Messgrößen Absolutdruck und positiver Überdruck bietet die Möglichkeiten zur Kalibrierung von anzeigenden analogen und digitalen Druckmessgeräten sowie Drucksensoren mit elektrischem Ausgangssignal wie z. B. 0...10 V oder 4...20 ma. Die Kalibrierung erfolgt als Vergleichsmessung gegen ein als DAkkS-Bezugsnormal eingesetztes Kolbenmanometer. Mit Hilfe des Kolbenmanometers kann der Kalibriergegenstand mit definierten Drücken im Bereich von 1...1200 bar beaufschlagt werden. Die kleinstmöglichen Messunsicherheiten liegen je nach Messbereich bei 0,7 mbar. Das Labor für elektrische Messgrößen Widerstände und Widerstandmessgeräte können im Bereich von 0...2 kω kalibriert werden. Je nach Widerstandswert liegt die kleinstmögliche Messunsicherheit bei 0,1 mω. Gleichspannungsmessgeräte und -geber können im Bereich von 0...20 VDC mit einer kleinstmöglichen Messunsicherheit ab 2 μv kalibriert werden. Gleichstromprüf und -messgeräte für Normsignale (0)4...20 ma können mit einer kleinstmöglichen Messunsicherheit ab 0,05 μa kalibriert werden. 117
Akkreditierungsumfang Messgröße Messbereich Messbedingungen Druck Absolutdruck p abs 1 bar DIN EN 837:1997 / DAkkS-DKD-R 6-1:2010 2...61 bar > 61...1201 bar EURAMET cg-17 / Version 2.0 Prinzip der Messung p abs = p e + p amb Positiver 0 bar DIN EN 837:1997 / DAkkS-DKD-R 6-1:2010 Überdruck p e 1...60 bar > 60...1200 bar EURAMET cg-17 / Version 2.0 Temperatur Widerstandsthermometer 0,00 C Eispunkt und direkt anzeigende -30...0 C Ölbad mit Al-Block Thermometer > 0...100 C > 100...300 C Silikonölbad mit Al-Block > 300...550 C Salzbad > 550...660 C Rohrofen mit > 660...960 C Na-Wärmerohr Edelmetall- -30...550 C Ölbäder mit Al-Block Thermoelemente > 550...1000 C Rohrofen mit Na-Wärmerohr > 1000...1300 C Rohrofen Nichtedelmetall- -30...200 C Thermostatisierte Bäder Thermoelemente > 200...550 C > 550...1000 C Rohrofen mit Na-Wärmerohr > 1000...1300 C Rohrofen Temperatur- -55...-35 C DAkkS-DKD-R 5-4:2010 Blockkalibratoren > -35...133 C > 133...660 C > 660...1000 C > 1000...1300 C Elektrische Messgrößen Indikatoren und Simulatoren -200...1750 C Edelmetall-Thermoelemente / DAkkS-DKD-R 5-5:2010 für Thermoelemente -200...1750 C Nichtedelmetall-Thermoelemente / DAkkS-DKD-R 5-5:2010 Indikatoren und Simulatoren -200...850 C Direkte Messung des Widerstands / DAkkS-DKD-R 5-5:2010 für Widerstandsthermometer -200...850 C Kalibrierung mit Widerstandssimulator / DAkkS-DKD-R 5-5:2010 Gleichspannung 0,0...0,1 V > 0,1...0,2 V > 0,2...20 V Gleichstromstärke 0...2 ma > 2...20 ma Gleichstromwiderstand 0...2 kω Messung mit Digitalmultimeter 0...25 Ω Messung mit Wechselstrom 75 Hz > 25...100 Ω > 100...400 Ω * Die kleinsten angebbaren Messunsicherheiten sind nach DAkkS-DKD-3 (EA-4/02) festgelegt. Diese sind erweiterte Messunsicherheiten mit einer Überdeckungswahrscheinlichkeit von 95 % und haben, sofern nichts anderes angegeben ist, den Erweiterungsfaktor k = 2. Messunsicherheiten ohne Einheitenangabe sind auf den Messwert bezogene Relativwerte, sofern nichts anderes vermerkt ist. 118
kleinste angebbare Messunsicherheit * Bemerkungen 0,1 mbar + 6,5 x 10-5 x p abs Druckmedium: Öl Die erweiterte Messunsicherheit des verwendeten Barometers 1,5 mbar + 7,0 x 10-5 x p abs ist zu berücksichtigen Atmosphärischer Luftdruck p amb 0,1 mbar + 6,5 x 10-5 x p e Druckmedium: Öl 1,5 mbar + 7,0 x 10-5 x p e 10 mk Kalibrierung am Temperaturfixpunkt 30 mk Vergleich mit Normal-Widerstandsthermometern 15 mk in thermostatisierten Bädern 25 mk 25 mk 0,1 K Vergleich mit Normal- 0,8 K Widerstands-thermometern 0,5 K Vergleich mit Normal-Widerstandsthermometern 1,2 K und Thermoelementen 1,8 K 0,2 K Vergleich mit Normal-Widerstandsthermometern 1,0 K und Thermoelementen 1,5 K 2,5 K 0,3 K Vergleich mit Normal-Widerstandsthermometern 0,2 K und Thermoelementen t = Messwert in C 1,5 mk* t / C 2,5 K 4,5 K 0,70 K 0,20 K 6 x 10-6 x R R =Messwert 10 mk 2 μv U = Messwert 4 μv 50 x 10-6 x U 0,05 μa I = Messwert 0,1 x 10-3 x I 10 x 10-6 x R + 1 mω R = Messwert 0,1 mω 5 x 10-6 x R 6 x 10-6 x R 119