Świadectwo wzorcowania ocena zgodności, stwierdzenie zgodności - jakie mają znaczenie?

Wprowadzenie

Zgodnie z wymaganiami, dotyczącymi procesów pomiarowych i wyposażenia pomiarowego, nakłada się obowiązek okresowej kontroli urządzeń służących do wykonywania pomiarów. Taką okresową kontrolą metrologiczną przyrządów pomiarowych jest wzorcowanie, a wydawanym dokumentem – świadectwo wzorcowania. Samo wydanie świadectwa wzorcowania nie decyduje jednak o tym, czy przyrząd nadaje się do pomiarów czy też nie. Świadectwo wzorcowania jest tylko stwierdzeniem stanu metrologicznego badanego przyrządu pomiarowego i z reguły nie ocenia poszczególnych wskazań. Celem samego wzorcowania jest określenie błędów wskazań wraz z ich niepewnościami, a użytkownik przyrządu pomiarowego powinien sam dokonać oceny czy może wykonać pomiary danym miernikiem, określić zakres pomiarowy urządzenia. Dokonując wzorcowania w Akredytowanym Laboratorium Badawczo- Wzorcującym Sonel klient ma pewność, że w sytuacji, kiedy jego miernik będzie przekraczał maksymalne dopuszczalne błędy zostanie o tym fakcie poinformowany przez pracowników laboratorium. Należy pamiętać, że miernik – urządzenie elektroniczne ulega degradacji związanej z jego użytkowaniem. Nietrzymanie parametrów metrologicznych jest związane z częstością i warunkami jego użytkowania, jak również jego przechowywaniem. Dla przykładu luksomierz, w którym ogniwo fotoelektryczne będące czujnikiem, starzeje się w czasie, dlatego powinno być poddawane okresowej kontroli metrologicznej. 

Na początek należałoby wyjaśnić co to jest świadectwo wzorcowania i samo wzorcowanie. 
Świadectwo wzorcowania - jest to dowód, który poświadcza właściwości metrologiczne wzorcowanego przyrządu pomiarowego. Inaczej, jest dokumentem określającym relacje pomiędzy wzorcem, a wskazaniem przyrządu z podaniem niepewności pomiaru.  Niepewność pomiarowa jest to parametr związany z wynikiem pomiaru, charakteryzujący rozrzut wartości, które można przypisać wartości mierzonej. Zawiera ona wiele składników, które można wyznaczyć na podstawie rozkładu statystycznego wyników wielu pomiarów i można je scharakteryzować odchyleniem standardowym. Inne szacowane są na podstawie zakładanych rozkładów prawdopodobieństwa opartych na doświadczeniu lub jeszcze innych związanych z poprawkami lub wzorcami odniesienia.  Podczas wzorcowania przyrządów pomiarowych niepewność pomiaru powinna być szacowana zgodnie z dokumentem EA-4/02 [1]. Jest to przewodnik, który ujednolica wymagania dotyczące wyrażania niepewności pomiarów w całej Europie. 

Proces wzorcowania polega na porównaniu wskazań miernika ze wzorcem. Wzorzec używany przez laboratorium wzorcujące musi być znacznie dokładniejszy (co najmniej 2 klasy) od badanego miernika.

Pamiętać musimy o tym, że wzorcowanie jest stwierdzeniem obecnego stanu i nie obejmuje czynności (regulacji/strojenia/adjustacji) przywracających pierwotną jakość wskazań, deklarowanych przez producenta

Jak czytać świadectwo wzorcowania?

Polskie Centrum Akredytacji określa wygląd – wzór świadectwa wzorcowania dla akredytowanych laboratoriów wzorcujących. Oprócz wyglądu graficznego narzuca bowiem, jakie informacje powinny się w nim znaleźć. Powinno posiadać symbol akredytacji „Wzorcowanie”, pod którym widnieje jego numer akredytacji o oznaczeniu „AP XXX”. Stanowi to tym samym potwierdzenie, że wzorcowanie przyrządu pomiarowego zostało wykonane w akredytowanym laboratorium (o potwierdzonych przez Polskie Centrum Akredytacji kompetencjach). 

Inne istotne informacje, świadczące o spełnieniu wymagań normy PN-EN ISO/IEC 17025 to 
- metoda wzorcowania (metoda znormalizowana lub procedura/instrukcja wzorcowania),
 - spójność pomiarowa (określony sposób odniesienia wyników wzorcowania do państwowego wzorca pomiarowego).
Natomiast najważniejsze dla klienta to wyniki wzorcowania (przeprowadzonego w odpowiednich warunkach środowiskowych). Najczęściej prezentowane w postaci tabeli, zawierającej:
- wartość odniesienia – wartość wzorcową, do której porównuje się wskazanie miernika,
 - wskazanie wzorcowanego przyrządu pomiarowego, 
- niepewność pomiaru. 

Dodatkowo, na życzenie klienta mogą być zamieszczone obliczone błędy pomiaru (lub poprawki) wzorcowanego przyrządu oraz jego dopuszczalne błędy pomiaru, w celu dokonania stwierdzenia zgodności ze specyfikacją oraz wyniki tej oceny. Na świadectwie wzorcowania, stwierdzenie zgodności również jest zamieszczane tylko na życzenie klienta. Nie ma wymagań, aby zawsze je umieszczać. Ocena, czy wzorcowany przyrząd nadaje się do określonych pomiarów, spełnia wymagania leży po stronie użytkownika. Oczywiście, o taką ocenę może poprosić laboratorium, zdając się na metrologiczną wiedzę jego pracowników.

Stwierdzenie zgodności

Laboratorium Badawczo-Wzorcujące SONEL S.A. standardowo stosuje zasadę podejmowania decyzji metodą niebinarnego stwierdzenia  zgodności  z zastosowaniem pasma ochronnego (zgodnie z ILAC-G8:09/2019 pkt. 4.2.3) [2]. Ze stwierdzeniem zgodności wiąże się ryzyko wynikające z przyjętej zasady.

 

1.    Definicje  (zgodnie z ILAC-G8:09/2019).Granica tolerancji/specyfikacji  (TL, tolerance limit) 
wyspecyfikowana górna lub dolna granica dopuszczalnych wartości właściwości mierzonej, wynika 
ze specyfikacji przyrządu

Granica akceptacji (AL, acceptance limit)
wyspecyfikowana górna lub dolna granica dopuszczalnych wartości wielkości zmierzonych, wynika 
z przyjętego pasma ochronnego

Pasmo ochronne (w)
przedział między granicą tolerancji a odpowiadającą jej granicą akceptacji gdzie długość przedziału 
𝑤 = |𝑇𝐿 − 𝐴𝐿| 

Ryzyko specyficzne 
jest prawdopodobieństwem, że zaakceptowany obiekt jest niezgodny lub że odrzucony obiekt jest zgodny. Ryzyko to opiera się na pomiarach pojedynczego obiektu

 

2.    Zasada podejmowania decyzji.
W Świadectwie Wzorcowania w sposób jednoznaczny identyfikuje się dokument na podstawie, którego określono wymagania dot. maksymalnych błędów dopuszczalnych (wyznaczono granicę tolerancji). 
Przyjęto pasmo ochronne o szerokości równej niepewności rozszerzonej pomiaru (w = U).
Ze stwierdzenia zgodności wyłączono punkty, dla których niepewność pomiaru jest większa od błędu dopuszczalnego (w > TL) oraz punkty bez określonej specyfikacji.

Stwierdzenia zgodności są przedstawiane jako:
•    akceptacja - wynik zgodny - wynik pomiaru znajduje się poniżej granicy akceptacji,
•    warunkowa akceptacja - wynik warunkowo zgodny - wynik pomiaru znajduje się w paśmie ochronnym i poniżej granicy tolerancji,
•    warunkowe odrzucenie - wynik warunkowo niezgodny - wynik pomiaru znajduje się powyżej granicy tolerancji, ale poniżej granicy tolerancji powiększonej o pasmo ochronne,
•    odrzucenie - wynik niezgodny  -  wynik pomiaru znajduje się powyżej granicy specyfikacji  powiększonej o pasmo ochronne.

Oznaczenia dotyczące stwierdzenia zgodności są umieszczane po prawej stronie tabeli wyników, dla każdego punktu pomiarowego. Ich znaczenie opisano w legendzie znajdującej się na końcu Świadectwa.

Poniżej graficzne przedstawienie niebinarnego stwierdzenia zgodności w przypadku zastosowania pasma ochronnego 𝑤 = 𝑈.

 

3.    Ryzyko związane z przyjętą zasadą.
Każdy wynik pomiaru jest obarczony niepewnością. Laboratorium szacuje poziom ryzyka związany z podjętą decyzją.
Ryzyko związane z przyjętą metodą:
•    akceptacja - wynik zgodny - ryzyko specyficzne błędnej akceptacji wynosi do 2,5%.
•    warunkowa akceptacja - wynik warunkowo zgodny - ryzyko specyficzne błędnej akceptacji wynosi do 50% w przypadku, gdy wynik znajduje się dokładnie na granicy tolerancji.
•    warunkowe odrzucenie - wynik warunkowo niezgodny - ryzyko specyficzne błędnego odrzucenia wynosi 50%. w przypadku, gdy wynik znajduje się dokładnie na granicy tolerancji.
•    odrzucenie - wynik niezgodny  -  ryzyko specyficzne błędnego odrzucenia wynosi do 2,5%.
 

Podsumowując, użytkownik może samodzielnie dokonać analizy przydatności przyrządu do realizowanych zadań lub zlecić przeprowadzenie stwierdzenia zgodności laboratorium.

W przypadku braku dostępnej dokumentacji przyrządu Laboratorium może odstąpić od wykonania stwardzenia zgodności z wymaganiami.
 

Jak często wzorcować przyrządy?

Na świadectwie wzorcowania wydawanym przez laboratorium wzorujące nie ma podanej daty kolejnego wzorcowania. Odpowiedzialnym za przeprowadzenie kolejnego wzorcowania jest użytkownik przyrządu pomiarowego. Laboratorium nie sugeruje w żaden sposób, kiedy powinno nastąpić kolejne wzorcowanie, gdyż nie zna warunków przechowywania i użytkowania przyrządu pomiarowego, ani jego przeznaczenia czy zakresu stosowania. Metody, które można zastosować do wyznaczenia odstępów czasu (okresów) między wzorcowaniami określone są w dokumencie ILAC-G24 [3]. Mając na uwadze, jak wiele jest czynników mających wpływ na częstotliwość wzorcowania przyrządu można powiedzieć, że bardzo istotna jest analiza wyników pomiarów zamieszczonych na świadectwach wzorcowania, a przede wszystkim wartości błędów pomiaru i niepewności pomiaru. Na podstawie tych wyników wzorcowania użytkownik może każdorazowo stwierdzić, czy przyrząd spełnia określone wymagania czy nie. 

Podsumowanie

Decyzja o użyciu danego przyrządu pomiarowego, interpretacja danych ze świadectwa wzorcowania leży zawsze po stronie pomiarowca. To on ponosi odpowiedzialność za wykonane przez siebie pomiary. Samo posiadanie świadectwa wzorcowania dla przyrządu pomiarowego nie potwierdza jego sprawności. Świadectwo wzorcowania może być wydane dla urządzenia o błędnych wskazaniach. Tylko aktualne świadectwo wzorcowania i właściwa interpretacja wyników w nim zawartych daje pewność prawidłowego wykonania pomiarów. W przypadku przyrządów wykorzystywanych do badań związanych z ochroną przeciwporażeniową, osoba wykonująca pomiary powinna posiadać całkowitą pewność, co do sprawności i poprawności wskazań używanego przyrządu. Pomiary wykonane niesprawnym miernikiem mogą przyczynić się do błędnej oceny skuteczności ochrony przeciwporażeniowej co może zagrażać zdrowiu, a nawet życiu ludzi.

Literatura:
[1] EA-4/02 „Wyznaczanie niepewności pomiaru przy wzorcowaniu"
[2] ILAC G-8:09/2019 „Wytyczne dotyczące zasad podejmowania decyzji i stwierdzeń zgodności”
[3] ILAC-G24:2022 „Wytyczne dotyczące wyznaczania odstępów czasu między wzorcowaniami przyrządów pomiarowych”.
[4] M. Borkowski, Automatyka i Pomiary, Analiza świadectw Wzorcowania. Jak je czytać?