اصول اندازه گیری و کالیبراسیون ابعاد

اصول اندازه گیری و کالیبراسیون ابعاد

اندازه گیری چیست؟

علم اندازه گیری از جمله علومی می باشد که در دنیای امروز کاربرد فراوانی دارد.اصولا، مترولوژی ، اندازه گیری جرم و طول و زمان می باشد.دیگر کمیت ها،برگرفته از این سه پارامتر می باشند.

علم اندازه گیری علاوه بر کاربرد در صنعت،در پایه های ورزشی ، تکنولوژی، مسابقات و … نیز استفاده می گردد . با توجه به استفاده گسترده از علم اندازه گیری ، دانستن این علم ، از پایه های مورد نیاز صنایع گردیده است .

اندازه گیری یک مقایسه است بین یک کمیت(مثلا کمیت طول) با یک واحد بین المللی (مانند متر) پس اندازه گیری در واقع یک مقایسه گر است و کلیه وسایل اندازه گیری ،اندازه گیر را در این مقیاس یاری میدهد .دقت در اندازه گیری اساس یک اندازه گیری دقیق است . دقت در اندازه گیری با بوجود آمدن عوامل زیر از سوی اندازه گیر به وجود خواهد آمد.

۱- شناخت بهترین وسیله اندازه گیری موجود

۲-انتخاب بهترین وسیله اندازه گیری ممکن

۳-رعایت کلیه شرایط به کار گیری

در بازار رقابتی تولید،برای تولید محصولات با کیفیت و رقابت در بازار فروش محصولات ،ابزار اندازه گیری از اجزای مهم تولید در کارخانه صنعتی می باشد.

ابزار اندازه گیری و تجهیزات و کالیبراسیون آنها عاملی اثرگذار بر روی کیفیت یک محصول می باشد و زمانی که شما از ابزاری با دقت بالا برخوردار باشید ، لزوما محصولی با دقت و کیفیت بالا تولید و در اختیار بازار فروش قرار خواهید داد.امروزه تجهیزات اندازه گیری و کنترل محصول،سهم مهمی در بالا بردن کیفیت و فروش محصول دارد .

مترولوژی علمی است که علاوه بر تکیه به روش های قدیمی مانند استفاده از کولیس ورنیه دار ،با استفاده از روشهای جدید مانند استفاده از وسایل اپتیکی و دیجیتال ،روز به روز پیشرفت می کند .

• کیفیت در ژاپن

امروزه اسم های سونی،نیکون،تویوتا،میتوتیو،… مترادف سر آمدی در کیفیت گشته و جمله Made in)   Japanساخت ژاپن) یک علامت و سمبل متمایز شده است.اما این دستاورد،حاصل تنها تجربه نیم قرن اخیر است.در اوایل پایان جنگ جهانی دوم،تولیدکنندگان ژاپنی به تولید محصولات نامرغوب مشهور بودند. برای مثال در سال ۱۹۵۷ ، تویوتا اولین سری ماشین های خود را به امریکا صادر کرد که تنها پس از چند ساعت حرکت در بزرگراه،از کیفیت افتاد .بعد از آن چه اتفاقی برای محصولات ژاپنی افتاد؟

تکنیک های کنترل کیفیت یکی از موفق ترین صادرات امریکایی ها به ژاپن پس از جنگ جهانی دوم بود.کنترل کیفیت در سطح وسیع و استفاده ار ابزار الات اندازه گیری ابعادی و کیفی ،به سرعت به دغدغه اصلی ژاپن تبدیل شد. این حساسیت ،مرهون مهندسین بخش صنعتی بود .

امروزه باید به روش رایج در خرید که در آن فقط قیمت ملاک انتخاب است ، پایان داد و به جای آن باید به کاهش قیمت کل تمام شده فکر کنیم.روابط با فروشندگان و تامین کننده مواد مورد نیاز ، بایستی بر پایه داد و ستد دراز مدت بر پایه اعتماد متقابل باشد.

بزرگترین شرکت تولید کننده ابزار اندازه گیری ابعادی (مترولوژی) در دنیا در سال ۱۹۳۴ میلادی توسط آقای یهان نوماتا برای تولید فقط یک محصول به نام میکرومتر شروع به آغاز فعالیت کرد.در آن زمان فلسفه وجودی شرکت میتوتویو ژاپن ،فقط تولید بهترین میکرومتر مکانیکی ساده(ورنیه) در دنیا بوده است .همچنین تولید انبوه ، که باعث کاهش قیمت و در دسترس بودن این محصول برای تمام کارخانجات تولیدی ژاپن باشد، از تفکرات پایه ای اولیه تولید این برند بوده است. در دهه های بعد از تاسیس این برند، تولید سایر محصولات مکانیکی و ساده در ابزار اندازه گیری ابعادی شامل کولیس ،میکرومتر،ساعت اندازه گیری اندیکاتور ، ساعت شیطونکی و … به لیست محصولات اندازه گیری میتوتویو ژاپن اضافه گردید.

بعد از ورود تکنولوژی الکترونیکی و دیجیتالی در دهه ی ۷۰ میلادی ، میتوتویو تکنولوژی دیجیتال را وارد خط تولید محصولات خود گردانید.بعد از این لیست محصولات ابزار اندازه گیری میتوتویو شروع به گسترش نمود و خط تولید کالاهایی نظیر ماشین اندازه گیری مختصات (CMM) ، گیج ،  راپورتر ، سه فک ، فیلر ، سختی سنج ، زبری سنج ، بورگیج ف میکرومتر مدادی ،کالیبراتور و … به محولات اضافه گردید.

بعد از ورود کامپیوتر و رایانه به صنعت اندازه گیری ، میتوتویو شروع به تولید محصولاتی با دقت میکرون (یک هزارم) نمود و امروزه به معرفی بیش از ۶۵۰۰ محصول خود با دقت ها ی متفاوت در عرصه جهانی ، به عنوان رهبر ابزار آلات اندازه گیری ابعادی و مترولوژی در دنیا شناخته می شود.

کولیس

• تاریخچه:

کولیس یکی از بهترین وسایل برای اندازه گیری ضخامت ، طول و ابعاد با دقت و قیمت مناسب می باشد. در ابتدا یک ریاضیدان و منجم پرتغالی به نام پدرو نونس در سال ۱۵۴۲ این وسیله را اختراع کرد که امروز ما آن را به اسم کولیس می شناسیم .در سال ۱۶۳۱ ریاضی دان فرانسوی به نام پیرو ورنیر با اختراع وسیله ای ،ثبت و ساخت رسمی اولین ک.لیس که قابلیت اندازه گیری داشت را رقم زد .

در سال ۱۹۴۹ فردی ژاپنی به نام میتوتویو اولین پروانه ساخت کولیس را کسب کرد و تولید آن را در همان سال در کارخانه مینرونوکوچی در شهر کاوازاکی ژاپن شروع کرد که در سال ۱۹۵۳ کارخانه آن به اتسونومیا انتقال و تولید انبوه کولیسبا برند میتوتویو (Mitutoyo) آغاز گردید.

در سال ۱۹۵۶،آقای میتوتویو ، اولین کسی بود که موضوع استفاده از فولاد زنگ نزن را برای کولیس مطرح کرد . در سال ۱۹۶۳ میتوتویو بیش از یک میلیون کولیس تولید نمود و در همان سال ساخت کولیس ساعتی و سپس کولیس دیجیتال و کولیس ضد زنگ و کولیس مقاوم در آب روغن ساخته شد . بعد ها کولیس های طول بلند نیز ساخته شد که جنس آن ها از فیبر کربنی (به دلیل سبکی ) ساخته شد .

جنس کولیس :جنس کولیس ها باید از فولاد کربنی ساده یا فولاد ضد زنگ ساخته شود که ضریب  انبساط حرارتی آنها در دمای ۱۰ تا ۳۰ درجه سانتی گراد بسیار پایین است .مثلا برای قسمت خط کش سختی سنج در حدود ۳۵۰HV و برای سطح اندازه گیری از جنس فولاد کربنی و ۷۰۰HV و جنس فولاد زنگ نزن ۵۵۰HV باشد .

تشریح ساختمان و انواع کولیس :

کولیس عموما دارای یک فک ثابت و یک فک متحرک می باشد و با حرکت فک متحرک قابلت اندازه گیری داخل و خارج و عمق به دست می آید .

اندازه طول فک ها به طور معمول متناسب با سایز کولیس تغییر یافته است.

کولیس ها از نظر نوع و نحوه قرائت به سه دسته کلی کولیس ورنیه دار (معمولی یا ساده) ، کولیس ساعتی و کولیس دیجیتال می باشند .

در شکل زیر اجزاء کولیس به تصویر در آمده است .

کولیس ورنیه :

یکی از انواع کولیس ،کولیس ورنیه دار یا کولیس ساده یا کولیس معمولی می باشد . معمولا دقت این مدل کولیس ۰/۰۲ یا ۰/۰۵ میلی متر می باشد . معمولا بازه اندازه گیری کولیس ورنیه از ۰ تا ۲۰۰۰ میلی متر می باشد که در برترین برند آن یعنی میتوتویو ژاپن عموما کولیس های ورنیه سایز ۱۵ سانت ، ۲۰ سانت ، ۳۰ سانت و ۵۰ سانت از جمله محبوبترین سایز ها به حساب می آید .

تکرار پذیری و دقت این مدل کولیس مورد قبول می باشد و باید میزان فشار به فک ها در زمان اندازه گیری به نوعی باشد که به قطعه مورد اندازه گیری فشار بیش از حد وارد نشود و همچنین قطعه بین فک های کولیس لق نباشد . به همین دلیل یکی از معایب کولیس ورنیه این است که ممکن است اندازه گیری یک قطعه مشخص ت.سط یک کولیس و دو اپراتور مختلف ، قرائت متفاوت داشته باشد . حرکت ورنیه متحرک بر روی خط کش باید به طریقی باشد که اپراتور به راحتی و به وسیله فشار کمی بتواند آن را به حرکت در بیاورد (ورنیه به تقسیمات روی کشوی کولیس گویند) . روش خواندن عدد و محاسبه سایز کالای مورد اندازه گیری به این صورت است که اگر صفر ورنیه در مقابل یکی از تقسیمات اصلی خط کش قرار گیرد ، اندازه خوانده شده از خط کش اصلی ، که در مقابل صفر ورنیه قرار دارد ، عددی صحیح بوده و نیاز به خواندن ورنیه وجود ندارد . اما چنانچه صفر ورنیه ما بین یکی از تقسیمات اصلی خط کش قرار بگیرد ، بایستی ابتدا تقسیمات اصلی واقع در سمت چپ صفر ورنیه خوانده و سپس با نگاه کردن به ورنیه ، خطی از تقسیمات آن را که در مقابل یکی از تقسیمات اصلی خط کش قرار دارد را تشخیص داده و تعداد خطوط سمت چپ آن را در عدد دقت کولیس ضرب و حاصل را به اندازه صحیح خوانده شده از خط کش اصلی اضافه نماییم . برای مثال عکس های زیر برای روشن تر شدن خواندن سایز کمک می نماید.

کولیس ساعتی:

کولیس ساعتی نیز مانند کولیس ورنیه ای یک اندازه گیر مکانیکی می باشد که از یک خط کش و یک کشوئی تشکیل شده است ولی به جای ورنیه دارای ساعت است . نحوه کار آن به این صورت است که چرخدنده داخل ساعت با دنده شانه ای روی خط کش درگیر است و ضمن حرکت کشوئی ، عقربه متصل به چرخدنده ، روی صفحه مدرج ساعت حرکت کرده و اندازه را نشان می دهد . کولیس ساعتی (خصوصا برند میتوتیو ژاپن )(MITUTOYO) در دقت های ۰٫۰۵ MM 0.02 MM 0.01 MM موجود می باشند . این نوع کولیس عموما از کولیس ورنیه ای پیچیده تر و از کولیس دیجیتال ساده تر است .برای خواندن و قرائت کولیس های ساعتی ، پس از اندازه گیری ، عدد اصلی را از روی خط کش ثابت و قسمت اعشار را از روی ساعت ، قرائت و از مجموع اعداد ، عدد مورد نظر حاصل می گردد .

کولیس دیجیتالی:

کولیس دیجیتال یکی از بهترین و راحتترین وسیله ها برای اندازه گیری طول و ضخامت می باشد . در این کولیس به جای ساعت یا ورنیه ، یک LCD (صفحه کوچک الکترونیکی) روی قسمت کشویی دارد . دقت این نوع از کولیس معمولا ۰٫۰۱ میلی متر یا ۰٫۰۰۱ اینچ می باشد . در این نوع کولیس ها به علت وجود کلید های متفاوت ، مزیت های بسیاری وجود دارد که مثلا با زدن کلیدی تبدیل واحد از سیستم متریک به اینچ یا برعکس انجام می شود . همچنین در هنگام بسته بودن کولیس میتوان به راحتی با زدن کلید ZERO اندازه گیری را آغاز کرد و یا با استفاده از همین کلید می توان فاصله بین دو نقطه را به راحتی حساب کرد به این طریق که با مبنا قرار دادن یک نقطه و زدن کلید فوق و اندازه گیری نقطه دوم ، مستقیم اختلاف دو نقطه محاسبه می شود . از دیکر مزیت این کولیس کلید HOLD می باشد که در بعضی از اندازه گیری هایی که در مکان هایی قرار دارد که خواندن کولیس به راحتی میسر نیست ، با اندازه گیری و فشردن کلید فوق ، می توان اعداد را بر روی LCD کولیس ثبت و در محلی مناسب قرائت نمود .

به هر حال چنانچه برای این کولیس عیب هایی که بیان می گردد مطرح نبود به یقین تنها کولیس مطرح در صنعت به حساب می آمد و کولیس های دیگر از رده خارج می شدند . مهمترین عیب یا مشکل کولیس دیجیتال قیمت بالای آن نسبت به کولیس ورنیه و ساعتی و علاوه بر ان این کولیس در برابر ضربه ، حرارت ، رطوبت ، روغن و نور شید آفتاب بسیار حساس و آسیب پذیر است . از اینرو سازگاری آن با محیط کار و کارگاه ضعیف است و در شرایط نرمال نیز عمر مفید کمتری دارد .

در کولیس دیجیتال ، یک LINER ENCODER بر روی خط کش ثابت نصب و با حرکت قسمت متحرک که شامل یک مدار چاپی و سنسور های خازنی مقاوم در برابر اختلالات الکتریکی . بسیار حساس نسبت به مایعات می باشند و با حرکت قسمت متحرک بر روی خط کش ثابت کدها دریافت و با تبدیل به اعداد بر روی LCD قابل قرائت برای اپراتور می باشد .

مزایا و معایب میکرومتر

انواع میکرومتر »  میکرومتر ورنیه ( معمولی ) و میکرومتر دیجیتال

مزایا :

صحیح تر از خط کش ها

دقت بیشتر نسبت به کولیس ها

عدم خطای زاویه دید

کوچک ، قابل حما و راحت در جابجایی

نسبتا ارزان

معایب :

رنج کوتاه اندازه گیری

ابزار تک منظوره ( اندازه گیری داخل یا خارج)

سطح سایش محدود

گیج بلاک(گیج بلوک)

گیج بلاک که با نام های گیج بلوک ، سنجه های بلوکی یا راپورتر یا تست بلوک نیز شناخته می شود،نام ابزار اندازه گیری مرجع است که قالبا به شکل مکعب مستطیل یا مربع می باشد .سطح این قطعات کاملا صاف و صیقلی و موازی است . جنس آن از فولاد آب داده شده ، سرامیک یا تنگستن کارباید می باشد .

سختی گیج بلوک ها نباید از ۸۰۰HV کمتر باشد . سختی گیج بلوک های فولادی ۸۰۰HV ، تنگستن کارباید ۱۵۰۰HV و سرامیک ۱۴۰۰HV می باشد . گیج بلوک ها از نظر جنس مواد اولیه ، باید به دلیل حفظ خاصیت اولیه ، از مرغوبیت بالای برخوردار باشد .

در بعضی از برند ها نظیر میتوتیو ژاپن ، گیج بلاک در فاصله ۰٫۵ تا ۱۰۰ میلی متر و یا حتی کمتر از ۱۰۰ میلی متر در داخل جعبه ای به صورت مجموعه راپورتر ارائه می گردد . تعداد گیج بلوک با توجه به تقسیم بندی قطعه های داخل جعبه ، از تکی تا حدود ۱۶۰ پارچه قابلیت ارائه دارد .

جنس گیج بلاک (گیج بلوک)

۱-استیل:گیج بلوک های جنس استیل دارای خاصیت پایداری در برابر تغییر شرایط می باشد و باید طوری باشند که در برابر زنگ زدگی آنها بسیار محافظت کرد . سختی این جنس گیج بلاک ها عموما کمتر از ۱۰۰۰HV می باشد .

۲- تنگستن کارباید: گیج بلوک های تنگستن کارباید دارای مقاومت بالا و در حفظ شرایط خود ۱۰ برابر قوی تر از استیل می باشند و سختی آنها عموما ۱۵۰۰ HV می باشند .

۳-سرامیک:گیج بلوک های جنس سرامیک ، دارای مقاومت بالا در برابر خراش بر روی سطح و همچنین خاصیت حفظ شرایط آنها در برابر تغییرات محیطی بسیار بالا می باشد و خصوصیت مثبت دیگر آنها خاصیت عدم مگنت است . سختی این گیج بلاکها عموما ۱۴۰۰HV می باشد .

گرید گیج بلاک (گیج بلوک)

گیج بلاک ها به چهار گرید ۰۰(K)،۰،۱ و ۲ تقسیم می شود .

گیج بلاک گرید ۲:این مدل نسبت به سایر گرید ها ، از نظر دقت در سطح پایین تری قرار دارد و عموما برای تنظیم ماشین ابزار و یا اندازه گیری فیکسچر ها و قید ها و کنترل وسایل اندازه گیری استفاده می شود .

گیج بلوک گرید ۱:مدل گیج بلوک گرید ۱ نسبت به ۲ در سطح بالاتری قرار دارد . از این نوع گیح بل.ک ها می توان در جایی که حساسیت بیشتر دارند استفاده کرد و همجنین برای کالیبراسیون و کنترل گیج های برو نرو و کنترل فرمان و تنظیم وسایل اندازه گیری با دقت معمولی استفاده نمود .

گیج بلوک گرید ۰:از این نوع گرید در آزمایشگاه های اولیه استاندارد باید استفاده شود و دقت در این گرید بسیار بالا و تغییرات محیطی در این گرید به شدت بر روی گیج بلوک تاثیر می گذارد و برای تنظیم دستگاه های که گیج بلوک را اندازه گیری می کنند از این گرید استفاده می شود و به آنها گیج های رفرنس نیز می گویند . برای کنترل وسایل اندازه گیری دقیق و کالیبراسیون دقیق استفاده می گردد .

اصطلاحات اندازه گیری

• دامنه اندازه گیری : (Span)

حد فاصل بین حداقل تا حداکثر اندازه ای که وسیله ی اندازه گیری می تواند اندازه بگیرد . مثلا کولیس ۱۵ سانتی یعنی دامنه اندازه گیری آن ۱۵ سانتی متر است و یا میکرومتر ۲۵-۰ دارای دامنه اندازه گیری ۲۵ میلی متر می باشد.

• رنج : (Range)

ذکر حداقل و حداکثر اندازه ای مه یک ابزار می نواند اندازه گیری کند. مثلا نوشتن ۵۰-۲۵ برای یک میکرومتر ، بیان کننده رنج اندازه گیری آن میکرومتر به میلیمتر می باشد.

• قابلیت تفکیک : (Resolution)

کوچکترین قسمت بندی وسیله اندازه گیری را قابلیت تفکیک گویند . این واژه با کلمات زینه بندی ،ریز نگری ، تفکیک پذیری ، قابلیت تشخیص و یا وضوح نیز بیان می شود. برای مثال تفکیک پذیری کولیس ها ، ۰٫۱ و ۰٫۰۵ و ۰٫۰۲ و ۰٫۰۱ میلیمتر می باشد و تفکیک پذیری ساعت اندازه گیری ۰٫۰۱ و ۰٫۰۰۱ میلیمتر می باشد.

• درستی یا صحت : (Accuracy)

به نزدیکی خروجی های یک وسیله اندازه گیری نسبت به تعداد واقعی ، درستی یا صحت می گویند .

• دقت : (Precision)

نزدیکی خروجی های یک وسیله اندازه گیری نسبت به یکدیگر را دقت گویند.

*** برای مشخص تر شدن معنی درستی و دقت به مثال زیر توجه نمایید.

مثال : درکنترل ۴ میکرومتر با قابلیت تفکیک ۰٫۰۱ میلی متر و گستره اندازه گیری ۲۵-۰ میلی متر و خطای مجاز ۰٫۰۱ میلی متر به وسیله مرجع (گیج بلوک یا بلوکه سنجه ) به ضخامت ۲۰ میلی متر ، اندازه هایی مطابق جدول زیر به دست آمده است . وضعیت این میکرومتر ها به لحاظ دقت و درستی چگونه است؟

میکرومتر ۴	میکرومتر ۳	میکرومتر ۲	میکرومتر ۱	ردیف
۱۹٫۹۹	۱۹٫۹۹	۱۹٫۹۵	۱۹٫۹۸	۱
۲۰٫۰۰	۱۹٫۹۹	۱۹٫۹۵	۱۹٫۹۹	۲
۲۰٫۰۱	۱۹٫۹۹	۱۹٫۹۵	۱۹٫۹۷	۳
۱۹٫۹۹	۱۹٫۹۹	۱۹٫۹۵	۲۰٫۰۲	۴
۱۹٫۹۹	۱۹٫۹۹	۱۹٫۹۵	۱۹٫۹۶	۵

***جواب :

1.    میکرومتر ۱ دقت ندارد، درستی ندارد.

2.    میکرومتر ۲ دقت دارد ، درستی ندارد.

3.    میکرومتر ۳ دقت دارد ، درستی دارد.

4.    میکرومتر ۴ دقت دارد ، درستی دارد.

• تکرار پذیری : (Repeatability)

یکی دیگر از ویژگی های مهم هر دستگاه اندازه گیری ، تکرار پذیری نتایج اندازه گیری آن است ، بدین معنا که اگر یک آزمایش در زمان های مختلف تکرار شود ، نتایج یکسان بدست آید. اکثر ابزارآلات اندازه گیری به مرور قابلیت تکرار خود را از دست می دهند. معمولا در ابزار اندازه گیری مکانیکی به علت افزایش لقی بین قطعات لغزنده یا پیچ و مهره ها ، این مشکل پدیدار می گردد و در دستگاه های الکتریکی به علت افزایش درجه حرارت یا نویز (Noise) در محیط اطراف ، نتیجه اندازه گیری تغییر می یابد که برای کاهش این اثر ، معمولا از مدار هایی که با تغییر درجه حرارت ، خیلی کم تغییر می کند و از حفاظ های مخصوص (Shield)  قسمت های حساس دستگاه را از عوامل ناخواسته خارجی محفوظ می دارند.

• خطاهای ناشی از اندازه گیری :

در اثر عواملی مانند : ۱٫ خطای مربوط به اپراتور  2.خطای مربوط به اندازه گیری ۳٫خطای مربوط به شرایط محیطی .  خود خطا ها مربوط به دو دسته ی خطاهای دائمی که قابل پیش بینی و پیشگیری هستند و خطاهای اتفاقی که قابل پیش بینی و پیشگیری نیستند ، تقسیم می شود.

کالیبراسیون

کالیبراسیون چیست ؟

مقایسه یک دستگاه یا ابزار اندازه گیری با یک استاندارد مرجع و تعیین میزان خطای ابزار اندازه گیری و یا حذف این خطا توسط تنظیمات مورد نیاز را کالیبراسیون گویند . همچنین به حصول اطمینان از صحت عملکرد و دقت تجهیزات آزمون و سنجش را نیز کالیبراسیون گویند .

زمان نیاز به کالیبراسیون

ابزار های اندازه گیری ، باید در فواصل زمانی مناسبی مورد تست کالیبراسیون قرار  گیرد و فواصل زمانی نباید طولانی گردد .هدف از تایید دوره ای تجهیزات اندازه گیری آن است که اطمینان حاصل گردد که آن ابزار به درستی اندازه ها را در اختیار کاربر قرار می دهد و چنانکه احتمالا خطا در فرآیند اندازه گیری زیاد باشد ، از به کارگیری آن ابزار جلوگیری گردد.در یک سازمان کنترل منظم ودوره ای زمان کالیبراسیون مجدد از امور مهم در نگهداری و افزایش دقت وسایل اندازه گیری می باشد .

از جمله عواملی که در تعیین بازه زمانی مورد نیاز برای کالیبراسیون مهم هستند به موارد زیر اشاره میگردد :

۱- نوع وسیله

۲- توصیه تولید کننده

۳- سوابق کالیبراسیون قبلی

۴- تاریخچه نگهداری و تعمیرات

۵- شدت کار

۶- تعداد دفعات کالیبراسیون

۷- شرایط محیطی (دما،رطوبت،فشار و…)

۸- دقت اندازه گیری مورد نظر اندازه گیر

۹- هزینه کالیبراسیون

۱۰- هزینه خطای احتمالی در تولید

یکی از عوامل مهم و  محدود کننده در تعیین بازه زمانی مورد نیاز جهت کالیبراسیون ، هزینه های کالیبراسیون می باشد . در صورتی که تحقیقات نشان داده است که هزینه های ناشی از به کارگیری ابزار اندازه گیری غیر دقیق ، گاها بسیار بیشتر و گاها جبران ناپذیر خواهد بود .

اصول کالیبراسیون تجهیزات اندازه گیری

۱- محل انجام عمل کالیبراسیون ، باید با مواد پاک کننده شستشو شود .

۲- وسیله تحت آزمایش و ابزار کالیبره ، بایستی توسط الکل تمیز شود .

۳- وسیله تحت آزمایش ، باید ۸ ساعت قبل از آزمایش در محل آزمایشگاه حضور داشته تا با دمای آزمایشگاه ، هم دما گردد .

۴- وسیله تحت آزمایش ، باید عاری از نقص ظاهری ، لقی ، خط و خش ، خوردگی و زنگ زدگی باشد .

۵- دقت ابزار کالیبره کننده ، باید ۴ تا ۱۰ برابر کالای تحت آزمایش باشد .

۶- شخصی که عمل کالیبراسیون را انجام می دهد آموزش دیده باشد .

۷- مراحل انجام کالیبراسیون مکتوب گردد .

شرایط محیطی کالیبراسیون ابزار دقیق

۱- آزمایشگاه کالیبراسیون باید از کارگاه تولیدی جدا باشد تا کنترل شرایط محیطی آسان گردد .

۲- رطوبت محیط باید ۴۰ تا ۵۰ درصد باشد .

۳- دمای محیط یک فاکتور اساسی ومهم است . معمولا طبق دمای کارخانه سازنده ابزار اندازه گیری و یا در صورت عدم دسترسی به این دما ، طبق توصیه استاندارد بین المللی و ملی ۲۰ درجه با تلرانس ۱ تا ۲ درجه باشد .

۴- آزمایشگاه کالیبراسیون دارای نور کافی باشد .

۵- محیط دارای حداقل ارتعاش باشد .

۶- میدان های الکترو مغناطیسی از محیط دور باشد .

۷- شرایط بسته بندی و نگهداری رعایت گردد .

۸- اقدامات ضروری جهت جلوگیری از دستکاری در تجهیزات کالیبراسیون .

آزمایشگاه ابعاد

نام تجهیز	گستره	کالیبراسیون بر اساس استاندارد
الک ها	کلیه ابعاد	ISIRI 5002/ ISO 3310/ ASTM E11
ساعت اندازه گیری	up to 10mm	DIN 878, 879
کولیس	up to 600mm	DIN 862
گوه	up to 16mm	ISIRI 7
میکرومتر(داخل سنج- خارج سنج)	up to 500mm500mm to 600mm	JIS B 7502/ DIN 863

اندازه گیری طول:مترولوژی ابعادی در ساخت قطعات مهندسی از اهمیت حیاتی برخوردار است. قابلیت تعویض قطعات به خطای مجاز از پیش تعیین شده ای که سازنده ی آنها معین می کند، بستگی دارد.

واحد مبنای SI  برای اندازه گیری طول، متر، به صورت زیر تعریف می شود:

طول مسیری که نور در خلاء در مدت   ۱/۲۹۹۷۹۲۴۵۸  ثانیه   می پیماید. این تعریف را مجمع جهانی اوزان و مقیاس‌ها (CGPM) در سال ۱۹۸۳ ارائه و سرعت نور را ۲۹۹۷۹۲۴۵۸m/s   تعیین کرد.

تعدادی از ضرایب متر که استفاده از آنها رایج است، عبارتند از:

نانو متر     ۱nm = ۱۰−۹m                                           میلیمتر    ۱mm=10−۳m

میکرومتر   ۱µm=10−۶m                                            کیلومتر  ۱km=1000m

واحد های غیر متریک که به طور گسترده از آنها استفاده می شود، عبارتند از: اینچ؛ فوت، یارد، مایل. این واحد ها بر حسب واحد های SI به صورت زیر تعریف می شوند:

اینچ: ۱in= 2.54mm                      یارد: ۱yd= 0.9144 m

فوت: ۱ft= 0.3048m                     مایل: ۱mile= 1.60934km

در اندازه گیری های ابعادی، دما یک عامل تاثیر گذار بسیار مهم است. دمای استاندارد توصیه شده C° ۲۰  است. دومین عامل اثر گذار بسیار مهم، تغییر شکل(Deformation) است.

– اصول صحیح اندازه گیری طول و زاویه

مهم ترین موضوعی که در اندازه گیری طول باید در نظر گرفته شود اصل انطباق آبه (Abbe Principal Alignment) است. این اصل بیان می کند که خط محور اندازه گیری باید بر خط مقیاس یا هر وضعیت مرجع اندازه گیری دیگر منطبق باشند. به عبارت دیگر وسیله ی اندازه گیری و قطعه تحت اندازه گیری باید به طور صحیح بر یکدیگر منطبق باشند. برای این انطباق لازم است ابتدای مقیاس اندازه گیری بر نقطه ی اتکای قابل اطمینان تکیه دهد. نکته ی دیگر این اصل نگاه عمود یا دید مناسب بر روی مقیاس یا ابتدا و انتهای موقعیت اندازه گیری است. وجود تکیه گاه مناسب در وسایل اندازه گیری طول و زاویه موجب انطباق وسیله یا مقیاس بر قطعه ی تحت اندازه گیری می شود و دید مناسب قرائت صحیح را امکان پذیرمی سازد. وجود خطای عدم توازی فک های وسیله ی اندازه گیری یکی از موارد عدم رعایت اصل آبه است.

هنگام اندازه گیری قطعه ی کار باید بر روی میز یا سکوی کاملا صاف و افقی قرار گیرد تا از احتمال انحراف در اثر نیروی وزن آن جلوگیری شود. طول یک قطعه کار زمانی صحیح اندازه گیری خواهد شد که دو صفحه فرضی که به طور عمود بر محور نقطه ی کار در نظر گرفته می شوند، با یکدیگر کاملا موازی باشند.

انواع دستگاه های اندازه گیری ابعاد مانند کولیس، میکرومتر، ارتفاع سنج، ساعت اندازه گیری، عمق سنج، گیجهای برو نرو توپی، گیج های برو نرو رینگی و دهانه اژدری، خط کش فلزی، متر نواری، گونیا، زاویه سنج، فیلر، تراز، الکهای آزمایشگاهی، ضخامت سنج رنگ و فیلم آن و همچنین انواع دستگاه های پروفایل پروژکتور و ULMبصورت مستقیم و با همکاری آزمایشگاههای مرجع