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Kalibrator

Einführung zum Thema Ger?tekalibrierung

Ein Kalibrator ist ein Ger?t zur Anpassung der Ger?tegenauigkeit, die oft im Zusammenhang mit einer spezifischen Anwendung steht. Ein noch so hoch entwickeltes Ger?t taugt ohne Kalibrierung nicht für den industriellen Einsatz. Durch Kalibrierung werden Anpassungen an einem Ger?teelement vorgenommen, die sicherstellen, dass das Ger?t die erwartete Funktion erfüllt – durch die Erfüllung der Qualit?tsstandards ist Verlass auf die Lieferung klar definierter und genauer Ergebnisse.

Einfach ausgedrückt ist die Kalibrierung ein Einstellvorgang an einem Ger?t, damit es die technischen Spezifikationen des Herstellers erfüllt. Die Kalibrierung wird manchmal auch als das Herausgeben von Daten, einschlie?lich eines Kalibrierprotokolls oder Kalibrierzertifikats, definiert. Dieses sichert dem Endnutzer die Konformit?t des Produkts mit den angegebenen technischen Daten und vielleicht auch mit externen Richtlinien, wie denen der International Organization for Standardization (ISO), zu. Die Norm ISO 9001 gibt beispielsweise technische Spezifikationen für den weltweiten Wirtschaftssektor vor. Viele Unternehmen halten sich an diese Standards, und stellen damit sicher, dass ihre Produkte und/oder Dienstleistungen von den Zulieferern und Kunden akzeptiert werden. Diese zweite Definition der Kalibrierung wird zutreffender als Zertifizierung bezeichnet.

Die meisten Instrumente und Sensoren sind zur Erfüllung bestimmter Genauigkeitsanforderungen konstruiert; der Prozess der Anpassung eines Ger?ts an diese Spezifikationen wird als Kalibrierung bezeichnet. Ein Ger?t, das zur Kalibrierung anderer Ger?te verwendet wird, nennt man Kalibrator. Kalibratoren unterscheiden sich je nach zu kalibrierendem Ger?t und Messgr??e in Form und Funktion.

Kalibratoren

Weitere Informationen über Kalibratoren

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Der Kalibriervorgang

Ein Unternehmen sendet das zu kalibrierende Ger?t an ein Messtechnik- und Kalibrierlabor, wo geeignete Mess- und Prüfger?te bereitstehen, die selbst strenge Kalibrieranforderungen erfüllen müssen. Ein sachkundiger Techniker bringt dort unter Verwendung dieser Ausrüstung das Ger?t wieder in einen Zustand, der der Spezifikation entspricht, oder best?tigt, dass das Ger?t diese Spezifikationen immer noch erfüllt. In einem industriellen Prozess verwendete Komponenten lassen sich als Ganzes oder in Teilen kalibrieren. So kann beispielsweise eine Temperaturkalibrierung einen einzelnen Fühler oder ein einzelnes Ger?t betreffen oder einen mit einem Ger?t verbundenen Fühler (Systemkalibrierung). Die w?hrend einer Kalibrierung durchgeführten Anpassungen müssen bestimmte Toleranzen einhalten. Solche Toleranzen stellen die zul?ssigen, sehr kleinen Abweichungen von der durch die Ger?tespezifikation bestimmten Genauigkeit dar.

Wie oft muss ein Ger?t kalibriert werden?

Normalerweise liefert ein Hersteller sein Ger?t in kalibriertem Zustand aus. Die darauffolgenden Kalibrierungen k?nnen im Hause des Endnutzers, in einem beauftragten Labor oder durch den Hersteller erfolgen. Die H?ufigkeit der Neukalibrierung ist je nach Ger?t unterschiedlich. Die Entscheidung über die Neukalibrierung beispielweise eines Durchflussmessers h?ngt haupts?chlich von der Leistungsf?higkeit des Messger?ts in der Anwendung ab. Wenn der Durchflussmesser von korrosiven oder abrasiven Flüssigkeiten durchstr?mt wird, dann altern die Bauteile innerhalb des Ger?ts in sehr kurzer Zeit. Unter günstigen Bedingungen kann derselbe Durchflussmesser über Jahre im Einsatz bleiben, ohne dass eine Neukalibrierung erforderlich wird. In der Regel ist eine Neukalibrierung aber mindestens einmal j?hrlich durchzuführen. Allerdings muss die H?ufigkeit in kritischen Anwendungsf?llen viel h?her liegen.

Was geh?rt zu einer typischen Kalibrierung?

Das allgemeine Prinzip der Kalibrierung l?sst sich gut an einem W?gesystem illustrieren. Archimedes und Leonardo Da Vinci verwendeten für ihre Waage kalibrierte Gegengewichte, mit deren Anordnung auf einem mechanischen Hebel sie die Massen der untersuchten Objekte bestimmten. Eine Abwandlung dieses Ger?ts verwendet mehrere Hebel mit unterschiedlichen L?ngen, wobei ein einzelnes Standardgegengewicht zum Einsatz kommt. Die Einführung der hydraulischen und elektronischen (auf Basis von Dehnungsmessstreifen) Lastzellen stellt den ersten gro?en Wechsel des Konstruktionsprinzips in der W?getechnik dar. Für die meisten Anwendungen in der verarbeitenden Industrie werden heute bevorzugt elektronische Lastzellen eingesetzt. Um zu überprüfen, ob die Messk?pfe und Lastzellen ordnungsgem?? funktionieren, muss der Anwender die folgenden Fragen beantworten:
  • Kehrt die Messwertanzeige bei leerem oder unbelastetem System in die Nullstellung zurück?
  • Verdoppelt sich die angezeigte Masse, wenn die aufgebrachte Masse verdoppelt wird?
  • Bleibt die angezeigte Masse unver?ndert, wenn sich die Position der Last ?ndert (ungleichm??ige Belastung)?
Wenn diese Fragen mit ?ja“ beantwortet werden k?nnen, sind die Messk?pfe und Lastzellen wahrscheinlich in einem guten Zustand.

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W?hlen Sie den richtigen Kalibrator

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IR-Kalibratoren mit Schwarzk?rper IR-Kalibratoren mit Schwarzstrahler
Schwarzk?rper-Kalibratoren werden zum Kalibrieren von Infrarot-Pyrometern verwendet. Sie bestehen in der Regel aus einer Referenzplatte mit sehr hohem Emissionsfaktor. Die Temperatur dieser Referenzplatte wird sehr genau geregelt. Zum Kalibrieren eines Infrarot-Pyrometers wird die Temperatur der Referenzplatte gemessen. Die Temperaturen von Referenzplatte und Pyrometermessung werden verglichen, und das Pyrometer wird auf den Wert der Referenzplatte eingestellt. Der hohe Emissionsfaktor der Referenzplatte h?lt Emissionsfaktor bedingte Fehler gering.
Blockkalibratoren Blockkalibratoren
Blockkalibratoren werden zum Kalibrieren von Temperaturfühlern verwendet. Sie bestehen aus einem Metallblock, der exakt auf eine einstellbare Temperatur geregelt wird. Die Temperaturfühler werden in den Block eingesetzt, und die vom Fühler gemessene Temperatur wird mit der Temperatur des Blocks verglichen. Da Temperaturfühler im Allgemeinen nicht einstellbar sind, handelt es sich hier um eine überprüfung und nicht um eine echte Kalibrierung.
Simulatoren und Referenzsignale Simulatoren und Referenzsignale
Zur Kalibrierung von Ger?ten, wie zum Beispiel Einbaumessger?ten oder Temperaturreglern wird ein bekanntes, genaues elektrisches Signal ben?tigt. Der Anzeige- oder Ausgangswert des Ger?ts kann dann so angepasst werden, dass er zum Eingangssignal passt. Ein Referenzsignal dient zur Erzeugung eines pr?zisen Signals. Referenzsignale sind als Referenzspannungen, Referenztemperaturen, Referenzstr?me, Referenzwiderst?nde und Referenzfrequenzen verfügbar. Zur Kalibrierung von Ger?ten, die einen Messwert eines Sensors auswerten, wird eine spezielle Referenz verwendet, ein so genannter Simulator. Der Simulator reproduziert das Ausgangssignal eines Sensors mit hoher Genauigkeit. Viele Signalreferenzen und Simulatoren k?nnen Signale nicht nur erzeugen, sondern messen sie auch.
Kalibratoren für Fluidisiertes Sandbad für Temperaturfühler Kalibratoren mit fluidisierendem Sandbad
Fluidisierte Sandb?der bieten eine sichere, schnelle W?rmeübertragung und einen genaue Temperaturregelung, die eine effiziente und sichere Kalibrierung von Temperaturfühlern erm?glichen. Für die Fluidisierung str?mt Gas (meistens Luft oder Stickstoff) mit einen geringen überdruck durch eine Kammer oder einen Beh?lter, die/der mit trockenen, chemisch inaktiven Aluminiumoxidteilchen die gefüllt ist. Die Gas str?mt mit einer niedrigen Geschwindigkeit und versetzt die Teilchen in Bewegung, trennt sie und h?lt sie in einem Schwebenzustand, in dem sich die Teilchen im Bad ?hnlich wie eine siedende Flüssigkeit verhalten. Au?er der Zirkulation und einem Flie?verhalten ?hnlich dem wie Flüssigkeiten zeichnen sich die verflüssigten Teilchen durch ihre hervorrangede W?rmeübertragung aus. Die in das Bad eingesetzten Temperaturfühler erreichen schnell eine homogene, stabile Temperatur.
ce point Eispunkt-Referenzkalibratoren ice point™ Eispunkt-Referenzkalibratoren
ice point™ Eispunkt-Referenzkalibratoren erzeugen in der Referenzkammer durch thermoelektrische Kühlelemente eine hochgenaue und stabile 0°C-Referenztemperatur. Der Eispunkt-Referenzkalibrator wird zum Kalibrieren von Temperaturfühlern sowie zur Simulation eines Thermoelementsignals zur Kalibrierung und Prüfung von Ger?ten mit Thermoelementeingang verwendet.

H?ufig gestellte Fragen

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ISO-zertifizierte Kalibrierung. Rückführbar auf NIST-Standards.


Viele Branchen, von der Nahrungsmittelproduktion bis hin zu Pharmazeutik, unterliegen strengen regulatorischen Vorschriften zur Kalibrierung nach Industriestandards. Mit modernsten Referenz-Messmitteln bietet OMEGA eine Kalibrierung, die voll rückführbar auf eine Reihe von Standards ist.

Warum ist die Kalibrierung so wichtig?

Am 12. April 1934 wurde durch einen Anemometer auf dem Gipfel des Mount Washington im US-Bundestaat New Hampshire die h?chste jemals gemessene Windgeschwindigkeit in Bodenn?he gemessen: 103,3 m/s. Nach dieser Weltrekordmessung wurde das zuletzt im Jahr 1933 kalibrierte Anemometer auf dem Mount Washington neu kalibriert, wobei es sich als korrekt eingestellt erwies. Als im Dezember 1997 ein Taifun auf Guam traf, schien der Rekord gebrochen zu sein. Ein Anemometer auf einer Luftwaffenbasis der US-Luftwaffe verzeichnete eine Windb?e von 105,5 m/s. Allerdings hatte dieser Messwert keinen Bestand, weil das zust?ndige nationale Komitee diesen Anemometer als unzuverl?ssig einstufte. Für Messtechnikexperten veranschaulicht dieses Musterbeispiel die Wichtigkeit der Kalibrierung. Anmerkung: Es wird angenommen, dass in Tornados Windgeschwindigkeiten von mehr 103,3 m/s vorkommen, aber bisher konnte keine Dokumentationseinrichtung solchen Extremen standhalten. Entgegen einigen Gerüchten wurde das Anemometer auf dem Mount Washington w?hrend des Sturms im Jahr 1934 nicht weggeblasen. Heute befindet es sich im Museum des Observatoriums auf dem Berggipfel.

Für ein nicht so abseits liegendes Beispiel der Folgen einer unterlassenen Kalibrierung braucht man nur auf die Zubereitungsanweisungen von Gefrierkost zu schauen: "Backofentemperatur kann abweichen". Der Grund für diesen Vorbehalt ist die Tatsache, dass die meisten Haushaltsback?fen niemals wieder kalibriert werden, nachdem sie das Werk verlassen haben. Verbraucher k?nnen offensichtlich mit dieser Fehlerspanne leben, aber für Hersteller stellt sich die Sache v?llig anders dar. Für ein ISO-9001-konformes Unternehmen ist Ger?tekalibrierung zwingend erforderlich. Gesetze allein erkl?ren allerdings nicht, warum gerade die führenden Unternehmen um die Wichtigkeit einer korrekten und regelm??igen Kalibrierung wissen.

Unter Berücksichtigung der Vorteile hinsichtlich Qualit?t, Produktivit?t und Ertrag sind die Kosten für ein gut geplantes Kalibrierprogramm durchaus sinnvoll. Obwohl sich kleinere Kalibrieraufgaben auch ausreichend genau mit handelsüblichen Kalibratoren im Unternehmen selbst durchführen lassen, nehmen die meisten gr??eren und gro?en Unternehmen, die die Kalibrierung mit hoher Priorit?t verfolgen, dafür den Service eines unabh?ngigen Messtechnik- und Kalibrierlabors in Anspruch. Ein sehr gro?es Unternehmen k?nnte in Erw?gung ziehen, in automatisierte Einrichtungen für die Durchführung vieler Kalibrierungen an einem Tag zu investieren, allerdings erg?ben sich für solche Ger?te derselben Art wie in den unabh?ngigen Labors im Einsatz erhebliche Kosten, wobei diese zudem entsprechend qualifizierte Mitarbeiter erforderten. Für die Erlangung einer gegebenenfalls notwendigen Zertifizierung durch eine externe Kalibrierbeh?rde w?ren weitere Kosten hinzuzurechnen.

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