בפרק קודם דנו בנושא אי הוודאות שמהווה חלק אינטגרלי בכל כיול. בפרק זה נעסוק באופן ביצוע הכיול בפועל. כיול מכשירי מדידה מתבצע באמצעות צב”ד (ציוד בדיקה). צב”ד מכיל בתוכו את הסטנדרט שנקבע לכיול, לצד אלמנטים נוספים שמאפשרים את ביצוע עבודת הכיול עם דיוק, בטיחות, יעילות ונוחות מיטביים. בנוסף לצב”ד קיימות תוכנות שונות שמשפרות את ביצוע הכיול באמצעות אוטומציה שמייעלת את הביצוע וכן עוזרת בנטרול שגיאות ותקלות.
כיול הוא תחום רחב למדי המציע מגוון מתכונות וזאת בהתאם לסוג ציוד המדידה שנדרש לכיול. שיטות פעולה אלה תואמות את אופי המדידה עצמה וכוללות כיול חשמלי, תדרי רדיו, טמפרטורה, לחות, לחץ, זרימה וגדלים. הכירו שתי מתכונות הכיול העיקריות:
כיול בהשוואה למקור בעל ערך ידוע – דוגמה למתכונת כיול מד התנגדות ביחס למקור אמין היא השוואה ל”נגד” בעל ערך ידוע. מקור כיול מתוחכם יותר מ”נגד”, הוא כיול רב-פונקציונלי, שיכול ליצור ערכים ידועים של התנגדות, מתח, זרם חשמלי ואולי גם פרמטרים חשמליים אחרים. כיול רמת ההתנגדות יכול להתבצע גם באמצעות מדידת “נגד” בעל ערך לא ידוע לצד המכשיר בבדיקה וכן מד אום שמהווה נקודת התייחסות אמינה. שתי המדידות מושוות כדי לקבוע את רמת השגיאה שבמכשיר הנבדק.
כיול המכשיר שנבדק מול אלמנט יחוס אמין – בתחום זה נהוג להשוות למקור יחוס טבעי. לדוגמה: השוואת קריאת טמפרטורה מול נקודת קיפאון או רתיחה של חומר כימי כלשהו, כמו מים מזוקקים, וכו’.
צעדים בביצוע כיול
תהליך כיול מתחיל עם השלב הבסיסי של השוואת “ידוע” עם ה”לא ידוע”, כדי לקבוע את היקף השגיאה או הערך של הכמות הלא ידועה. עם זאת בפועל, תהליך כיול עשוי לכלול אימות לפי מה שיש, התאמה, ואימות לפי שארית.
התקני מדידה רבים מותאמים פיזית (הפעלת בורג כוונון על מד לחץ), באופן חשמלי (הפעלת נגד משתנה במד מתח) או באמצעות הגדרות קושחה פנימיות במכשיר דיגיטלי. בנוסף לכך קיימים אלמנטים להשוואה שאינם ניתנים לכוונון, כגון נגדים ודיודות זנר שמגיעים מכוילים תחת הגדרה קשיחה כלשהי שנקבעה עבורם. במצבים אלה, מתבצע הכיול תחת השוואה וחישוב מתמטי הגוזר את התוצאה המתבקשת.
דוגמה לכיול בעזרת צב”ד יעודי
נניח שאתם נדרשים לבקר טמפרטורה מדויק, בכדי לשלוט בתהליכים בהם נדרשת רמת טמפרטורה מאד מדויקת עבור תהליך יצור תרופות. מצד אחד אתם יכולים לשלוח את חיישן הטמפרטורה שלכם לביצוע בדיקה במעבדת כיול, או לחלופין לבצע את הכיול עצמכם בעזרת רכישת צב”ד עבור כיול מד טמפרטורה. יש מגוון רחב של צב”ד לכיול מד טמפרטורה ואלה מחולקים לשני סוגים עיקריים: יבש ורטוב.
כיול בעזרת צב”ד רטוב – כיול רטוב יהיה מיכל מבוקר טמפרטורה מלא נוזל כיול, המחובר לצג טמפרטורה מכויל.
כיול בעזרת צב”ד יבש – בציוד לכיול טמפרטורה יבש יהיה בלוק מתכתי שמבוקר טמפרטורה וכן תאי מדידה המתאימים להחדרת המדחום שנמצא בבדיקה. מכיוון שציוד הבדיקה מגיע כבר מכויל וברמת דיוק ידועה, הרי כל שנותר הוא לבצע השוואה בין תוצאות המדידה של מכשיר הכיול מול המדחום הנבדק. מבצעים סדרת בדיקות בהתאם לצורך ומאמתים את דיוק המכשיר תוך השוואה לדרישות. במקרה ומתברר שהמכשיר אינו מדויק באופן מניח את הדעת, מבצעים כיול באמצעות סיבוב בורג או התאמת מחוון דיגיטלי המופיע בצג המכשיר. את הפעולה יש לבצע שוב ושוב עד לתוצאה מושלמת.
תהליך הכיול שתואר עבור כיול מד טמפרטורה זהה גם עבור מגוון רחב של כיול מכשירי מדידה שונים כמו מד לחץ, וולטמטר, וכו’ המתבצעים במעבדות גפן שרותי אלקטרוניקה. בפרק הבא והאחרון נעסוק בחשיבות הכיול בתעשייה והמסחר.
