Was ist Kalibrierung?

Formal betrachtet handelt es sich bei der Kalibrierung um einen dokumentierten Vergleich des zu kalibrierenden Messgeräts mit einem rückführbaren Referenzstandard/Referenzgerät.

Der Referenzstandard kann ebenfalls als „Kalibrator“ bezeichnet werden. Dieser ist logischerweise genauer als das zu kalibrierende Gerät. Der Referenzstandard sollte außerdem rückführbar kalibriert werden.

Bei einer Kalibrierung wird rein formal betrachtet keine Abgleichung oder Trimmung mit einbezogen, obwohl diese in der Alltagssprache häufig enthalten sind.

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Formal betrachtet handelt es sich bei der Rückführbarkeit um eine Eigenschaft des Messergebnisses durch eine ununterbrochene Kette von Vergleichen, die jeweils Unsicherheiten angegeben haben.

Rückführbarkeit bedeutet in der Praxis, dass der Referenzstandard mit einem noch höheren Standard kalibriert wurde. Die Rückführbarkeit sollte eine durchgehende Kette von Kalibrierungen bilden, sodass die Kalibrierung auf höchster Ebene in einem nationalen Kalibrierungszentrum oder einem gleichwertigen Zentrum durchgeführt wurde.

Sie können so beispielsweise Ihr Prozessmessgerät mit einem tragbaren Prozesskalibrator kalibrieren. Der von Ihnen eingesetzte tragbare Prozesskalibrator sollte mit einem genaueren Referenzkalibrator kalibriert worden sein. Dieser Referenzkalibrator wiederum sollte mit einem noch genaueren Gerät kalibriert werden oder zur Kalibrierung an ein akkreditiertes oder nationales Kalibrierzentrum eingeschickt werden.

Die Kalibrierunsicherheit ist eine Eigenschaft eines Messergebnisses, die den Bereich der wahrscheinlichen Werte der Messgröße definiert.

Die Unsicherheit bedeutet in diesem Fall, wie hoch die „Zweifel“ im Kalibrierprozess sind, was demzufolge die mehr oder minder gute Qualität des Kalibrierprozesses widerspiegelt. Die Unsicherheit kann durch verschiedene Quellen verursacht werden, wie z. B. das zu testende Gerät, der Referenzstandard, das Kalibrierverfahren oder die Umgebungsbedingungen.

Wenn also im ungünstigsten Fall die Unsicherheit des Kalibriervorgangs größer ist als die Genauigkeit selbst oder das Toleranzniveau des zu kalibrierenden Geräts, dann ist die Durchführung einer Kalibrierung nicht sinnvoll.

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Bei einem Kalibrierverfahren ist das Testgenauigkeitsverhältnis (TAR) das Verhältnis der Genauigkeitstoleranz des zu kalibrierenden Geräts zur Genauigkeitstoleranz des verwendeten Kalibrierstandards.

Bei einem Kalibrierverfahren ist das Testunsicherheitsverhältnis (TUR) das Verhältnis der Genauigkeitstoleranz des zu kalibrierenden Geräts zur Unsicherheit des verwendeten Kalibrierstandards.

Häufig hört man von dem sogenannten TAR-Verhältnis von 4 zu 1, was bedeutet, dass das Referenzgerät viermal genauer ist als das zu testende Gerät (DUT). Das heißt, dass die Genauigkeitsangaben des Referenzgeräts viermal besser (oder geringer) sein sollten als die des DUTs.

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Im Industrieprozess gibt es mehrere Gründe, weshalb kalibriert werden sollte. Beispiele hierfür sind:

• Die Genauigkeit aller Messungen verschlechtert sich mit der Zeit
• Die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften sieht eine regelmäßige Kalibrierung vor
• Das Qualitätssystem erfordert Kalibrierung
• Das Geld – Geldüberweisungen hängen von Messergebnissen ab
• Die Qualität der hergestellten Produkte
• Die Sicherheit – der Kunden und Mitarbeiter
• Umweltgründe
• Verschiedene andere Gründe

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Eine häufig gestellte Frage ist, wie oft Geräte kalibriert werden sollten.

Auf diese Frage gibt es keine eindeutige Antwort, da sie von vielen Faktoren abhängt. Obwohl sie nicht ausschließlich auf einen Bereich beschränkt sind, gibt es einige Aspekte, die Sie bei der Einstellung des Kalibrierintervalls berücksichtigen sollten:

• Kritikalität der fraglichen Messung
• Empfehlung des Herstellers
• Beständigkeitshistorie des Geräts
• Regulatorische Anforderungen und Qualitätssysteme
• Folgen und Kosten einer fehlgeschlagenen Kalibrierung
• Andere Überlegungen

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Der Begriff „As Found“ wird für die erste von Ihnen vorgenommene Kalibrierung verwendet – so wie Sie das Gerät vorgefunden haben. Werden Fehler nun festgestellt und Sie nehmen eine Abgleichung vor, dann führen Sie anschließend eine weitere Kalibrierung durch, die als „As Left“ Kalibrierung bezeichnet wird – so wie Sie das Gerät schlussendlich hinterlassen haben.

Der gesamte Vorgang kurz erläutert: Führen Sie die Kalibrierung „As Found“ durch – Gleichen Sie gegebenenfalls die Kalibrierung an – Führen Sie die “As Left” Kalibrierung durch.

Der Begriff Kalibrierung schließt auch die Bezeichnung „dokumentiert” ein. Demzufolge bedeutet dies, dass der Kalibriervergleich aufgezeichnet werden muss. Dieses Dokument wird normalerweise als Kalibrierzertifikat bezeichnet.

Ein Kalibrierzertifikat beinhaltet zum einen das resultierende Vergleichsergebnis und zum anderen alle relevanten Informationen zur Kalibrierung, wie die verwendeten Geräte, die Umgebungsbedingungen, die Unterzeichner, das Datum der Kalibrierung, die Zertifikatsnummer, die Kalibrierunsicherheit, etc.

Möchte man ein Gerät kalibrieren, so wird meistens eine Toleranzgrenze (Akzeptanzgrenze) für die Kalibrierung festgelegt. Diese Grenze ist der maximal zulässige Fehler für die Kalibrierung. Wenn der Fehler (Unterschied zwischen dem DUT und dem Referenzgerät) an einem kalibrierten Punkt größer als die Toleranzgrenze ist, wird die Kalibrierung als „nicht bestanden“ betrachtet.

Sollte es zu einer fehlgeschlagenen Kalibrierung kommen, muss man für eine korrekte Kalibrierung Korrekturmaßnahmen vornehmen. Normalerweise muss man das DUT bis zu seiner Genauigkeit einstellen.