Про калібрування для лабораторних приладів

У зернових лабораторіях, персоналу доводиться час від часу не просто стикатись з таким поняттям як калібрування, а й брати активну участь у цьому різновиді налаштування приладів.

І сьогодні ми коротко, на пальцях, не зловживаючи увагою, розповімо про калібрування на прикладі вологомірів зерна, хоча в принципі нижчеописаної інформації буде достатньо для розуміння принципів роботи і інфрачервоних аналізаторів. Так, там інші показники, інші фізичні величини та функції перетворення, але глобально сам принцип калібрувань залишається таким самим.

Про калібрування для лабораторних приладів

Проблеми із аналізом вологості немає. Якщо все обладнання є, справно і персонал вміє з ним поводитись відповідно до приписів стандартів. І якщо проби вже доставлені до лабораторії.

1. Підготував (розмолов).
2. Зважив.
3. Засипав у кювету і поклав до камери сушильної шафи.
4. Налаштував необхідну температуру.
5. Зачекав годину.
6. Вийняв.
7. Знову зважив…

Та все добре, тільки довго це й клопітно. Хоча й за ГОСТом. Точно і достовірно з погляду метрології та єдності вимірів.

Тема калібрування, яку ми сьогодні розглядаємо, має пряме відношення до речі до останніх двох понять.
Ну давайте не будемо нудити і перейдемо нарешті до цього самого калібрування. Просто без нашого вступу, говоритимемо чесно - не такого вже й довгого, просто так прямо, в лоб зрозуміти, що таке калібрування, не вийде. А це поняття військове чи що? Як калібр знаряддя? Так, слова однокорінні, але наша процедура абсолютно мирна !

І пояснювати ми будемо на прикладі… вологості гороху. Більш ніж мирна рослина.
Залежно від різних умов (дощове літо або посушливе), чи вдалий час для збирання врожаю був вибраний або не дуже, вологість може змінюватися в широких межах.

Якщо взяти зерно (злаки, бобові олійні до культури – для пояснення не має значення), то кожний його не тільки вид (пшениця кукурудза овес, соя, пшоно і т.д., включаючи і нашого героя – горох), але навіть і сорт , виїдений селекціонерами, має різну діелектричну проникність. Тому експерти Технотест і наполегливо рекомендують, періодично калибрувати як стаціонарні так і портативні прилади, таку опцію наприклад включають вологоміри зерна торгової марки Supertech, Kett, щоб підтримувати пристрої у "гарній формі", а говорячи вже строгою мовою, щоб забезпечена єдність вимірів.
До нього ми ще повернемося.

Так ось про діелектричну проникність. Якщо взяти зерно і прикласти до його боків два проводки, припаяні до батареї і в розрив ланцюга включити міліамперметр, то ми побачимо нуль. Ну може, якщо більш чутливий мікроамперметр поставити, якийсь слабкий струм і покаже.

Якщо напругу збільшити, а найголовніше зробити її не постійною, а змінною, то струм уже піде (як через конденсатор). В чому проблема ?

Трактувати і докладно розписувати цей термін надамо теоретикам та електрикам, нам же важливо, що цей показник дозволяє вивести залежність (корелює з вологістю).
Що це означає ? А те, що відкривається унікальна можливість відкалібрувати вологомір, який по суті при всій повазі до нього є просто машинкою, яка все що робить, так це перераховує значення тангенса діелектричних втрат у вологість.

Він працює тільки по них, не відхиляючись ні на йоту.

Хоча… Відхилитися він може. Якщо постарів наприклад. Десь "попливли" характеристики транзисторів у його електронній схемі. Але це не біда. Адже його завжди можна перекалібрувати! Що для цього потрібно ? Стандартні зразки, які є у продажу в компанії Технотест. Сертифіковані та перевірені у десятках лабораторій. А тепер все викладене викладемо у простій таблиці.

Для простоти пояснення ми взяли всього 3 точки, але якщо взяти приміром модель PM-650, цей пристрій вимірює вологість гороху з похибкою ±0,5 %.
Підрахуємо мінімальну кількість точок встановлення залежності: (20-4)/0,5%=32 точки. Але таку кількість зразків зазвичай не використовують. Можна звичайно, але не має сенсу. Достатньо 3-5 для того, щоб вказати правильні значення на калібрувальній прямій.

А що робити з проміжними точками? А прилад сам їх знайде шляхом інтерполяції чи іншим. Це може зробити навіть школяр, оскільки для спрощення вважається, що калібрувальна пряма (звідси і назва) має лінійну залежність. А отже знаючи хоча б координати пари точок (по одній осі відкладається тангенс кута втрат, а по іншій вологість), виводиться рівняння прямої і далі можна визначити значення будь-якої точки за допомогою елементарної формули.

Калібрування записуються в ППЗУ приладу (перезаписуваної пам'яті, тобто інформація зберігається після вимкнення) і вибирається шляхом натискання на клавіші керування у процесі вимірювання вологості того чи іншого вида зерна.