О калибровке для лабораторных приборов

В зерновых лабораториях, персоналу приходится время от времени не просто сталкиваться с таким понятием как калибровки, но и принимать активное участие в этой разновидности настройки приборов.

И сегодня мы кратко, на пальцах, не злоупотребляя вниманием, расскажем про калибровки на примере влагомеров зерна, хотя в принципе нижеописанной информации будет достаточно для понимания принципов работы и инфракрасных анализаторов. Да, там другие показатели, иные физические величины и функции преобразования, но глобально сам принцип калибровок остается таким же.

О калибровках для лабораторных приборов

Проблемы с анализом влажности нет. Если все оборудование присутствует, исправно и персонал умеет с ним обращаться в соответствии с предписаниями стандартов. И если пробы уже доставлены в лабораторию.

1. Подготовил (размолол).
2. Взвесил.
3. Засыпал в кювету и положил в камеру сушильного шкафа.
4. Настроил нужную температуру.
5. Подождал час.
6. Вынул.
7. Опять взвесил…

Да все хорошо, только долго это и хлопотно. Хотя и по ГОСТу. Точно и достоверно с точки зрения метрологии и единства измерений.

Тема калибровок, которую мы сегодня рассматриваем, имеет прямое отношение кстати к последним двум понятиям.
Ну давайте не будем томить и перейдем наконец-то в этим самым калибровкам. Просто без нашего вступления, будем говорить честно - не такого уж и длинного, так напрямую, в лоб понять, что такое калибровки, не получится. А это понятие военное что ли ? Как калибр орудия ? Да, слова однокоренные, но наша процедура абсолютно мирная !

И объяснять мы будем на примере … влажности гороха. Более чем мирное растение.
В зависимости от разных условий (дождливое лето или засушливое), удачное время для сбора урожая было выбрано или не очень, влажность может меняться в широких пределах.

Если взять зерно (злаки, бобовые масляничные культуры – для объяснения не имеет значения), то каждый его не только вид (пшеница, кукуруза, овес, соя, пшено и т.д., включая и нашего героя - горох), но даже и сорт, выеденный селекционерами, имеет разную диэлектрическую проницаемость. Поэтому эксперты Технотест и настойчиво рекомендуют, периодически калибровать как стационарные, так и портативные приборы, такую опцию например включают влагомеры зерна торговой марки Supertech, Kett, чтобы поддерживать устройства в хорошей форме а говоря уже строгим языком, чтобы обеспечивать единство измерений, метрологическую прослеживаемость результатов.
Так вот о диэлектрической проницаемости. Если взять зерно и приложить к его сторонам два проводка, припаянные к батарейке и в разрыв цепи включить миллиамперметр, то мы увидим ноль. Ну может, если более чувствительный микроамперметр поставить, какой то слабый ток и покажет.

Если напряжение увеличить, а самое главное сделать его не постоянным, а переменным, то ток уже пойдет (как через обкладки конденсатора). В чем проблема ?

Трактовать и подробно расписывать данный термин предоставим теоретикам и электрикам, нам же важно, что этот показатель зависит (коррелирует с влажностью).
Что это значит ? А это значит, что открывается уникальная возможность откалибровать влагомер, который по сути, при всем уважении к нему, является просто машинкой, которая все что делает, так это пересчитывает значение тангенса диэлектрических потерь во влажность. Не пыльная работа !

Он работает только по ним, не отклоняясь ни на йоту.

Хотя… Отклониться он может. Если постарел например. Где-то "поплыли" характеристики транзисторов в его электронной схеме. Но это не беда. Ведь его всегда можно перекалибровать ! Что для этого нужно ? Стандартные образцы, которые имеются в продаже в компании Технотест. Сертифицированные и проверенные во десятках лабораторий
А теперь все изложенное выразим в таблице.

Для упрощения пояснения, мы взяли всего лишь 3 точки, но если взять к примеру модель PM-650, то это устройство измеряет влажность гороха с погрешностью ±0,5 %.
Подсчитаем минимальное количество точек для установления зависимости: (20-4)/0,5%=32 точки. Но такое количество образцов обычно не используют - не имеет смысла. Достаточно 3-5 для того, чтобы указать правильные значения на калибровочной прямой.

А что делать с промежуточными точками ? А прибор сам их "найдет" методом интерполяции или другим. Это может сделать даже школьник, поскольку для упрощения считается, что калибровочная прямая (отсюда и название) имеет линейную зависимость. А следовательно, зная хотя бы координаты пары точек (по одной оси откладывается тангенс угла потерь, по другой - влажность), выводится уравнение прямой и дальше можно найти значение любой точки, пользуясь этой формулой.

Калибровки записываются в ППЗУ прибора (перезаписываемой памяти, то есть информация сохраняется после выключения) и выбираются путем нажатия на клавиши управления в процессе измерения того или иного вида зерна.