Kalibreren

Calibreren (kalibreren) is dat nodig?

Veel mensen hebben een verkeerd beeld wat kalibreren (calibreren) is. Men denkt vaak dat wij een instrument zoals een geluidsmeter of trillingsmeter doormeten en dan het instrument bijregelen zodat deze weer de juiste waarden aangeeft. Dit is echter niet het geval of de bedoeling. Kalibreren is niets meer dat het bepalen van de afwijking van het instrument ten opzichte van een referentie waarde die weer herleidbaar is tot de internationale standaard van die waarde. Vervolgens kan deze afwijking wordt vergeleken met de normen/toleranties waaraan het instrument dient te voldoen. Voor geluidsmeters staan deze toleranties in de IEC 61672-1.

Bij een geluidsmeter of trillingsmeter wordt voorafgaande aan de testen voor kalibratie de meter eerst gejusteerd. Justeren is het bijregelen van de meter aan de hand van een bekende gekalibreerde referentiebron. Bij geluid is dat een elektrische kalibrator of een mechanische-elektrische pisthonphone. Deze apparaten geven bij een bepaalde frequentie (zuivere sinus) een bepaalde zuivere geluidsdruk. De meter wordt hiermee gejusteerd. De geluidsmeter geeft nu bij deze frequentie de juiste geluidsdruk in dB weer (onder de meteocondities die op die dag gelden, dat kan de volgende dag voor geluidsdruk overigens weer iets ander zijn aangezien de geluidsdruk registratie van de microfoon van de geluidsmeter wisselt bij een andere barometrische druk en in mindere mate ook bij andere relatieve vochtigheid en temperatuur. Daarom dient u ook altijd voor een juiste geluidsmeting de meter vooraf te justeren.

Het bijregelen van een instrument zodat deze de juiste waarden aangeeft noemen we justeren, maar wordt meestal door gebruikers van geluidsmeter (maar ook in normen) kalibreren genoemd. Grote afwijkingen van meer dan >2 dB duiden meestal op schade aan de voorversterker of microfoon capsule. Vervanging van de microfoon c.q. voorversterker alsmede een kalibratie door een lab is dan noodzakelijk.

Samengevat; kalibreren is geen ijken en ook niet het afregelen van het instrument. Het is enigszins verwarrend omdat in Engelstalige landen onder kalibreren wel justeren wordt bedoeld.

Justeren of kalibreren?

Bijstellen van het instrument bij een bekende referentiebron zodat het instrument de juiste waarde geeft bij deze bekende referentiebron is feitelijk justeren. Bij geluid is dit bijvoorbeeld 1000 Hz en 114 dB. Bij kalibratie kan gevonden worden dat bij andere frequenties of geluidsdruk de meter toch een te grote afwijking heeft en derhalve niet meer aan de eisen/toleranties voldoet. Het bijstellen van het meetinstrumenten zodat deze de juiste waarde aangeeft bij een kalibratiebron (calibrator)is feitelijk justeren maar wordt eigenlijk altijd door gebruikers kaliberen van de geluidsmeter genoemd.

Kalibreren is het vaststellen van de afwijking bij meerde frequenties en meerdere geluidsdrukken cq amplitudes. Het vaststellen van de afwijkingen herleidbaar tot een internationale standaarden is feitelijk kalibreren.

Toetsen aan toleranties

Meestal is een meetinstrument afgestemd voor bepaalde metingen volgens bepaalde normen. De nauwkeurigheid van het meetinstrument is hierop afgestemd. Deze voldoet aan bepaalde meettoleranties bijvoorbeeld klasse-1 volgens IEC-61672-1 voor een geluidsmeter. Als de meter na het verrichten de voorgeschreven testen volgens de norm IEC-61672-3 – rekening houdend met de meetonzekerheid van het lab - nog voldoet aan de specificaties/toleranties uit de norm wordt een kalibratiecertificaat afgegeven, hetgeen onafhankelijk bewijs is dat het meetinstrument nog steeds aan de specificatie voldoet.

Meetonzekerheid

Een bekende slogan bij kalibratie is - geen kalibratie zonder meetonzekerheid. Met andere woorden elke kalibratie gebeurt met een bepaalde onzekerheid die vastgesteld dient te worden om iets te kunnen zeggen over een kalibratie. Als er kalibratie-testen worden verricht zonder dat hierbij de meetonzekerheid wordt aangegeven kan er geen uitspraak worden gedaan over het al dan niet voldoen aan de toleranties van een bepaalde norm. Internationaal zijn er standaarden met de kleinst mogelijke meetonzekerheid. Dit is het uitgangspunt voor alle kalibratie die herleidbaar is tot de internationale standaard. Hoe hogere een lab in de hiërarchie hoe kleiner de meetonzekerheid. Hoe verder vanaf de internationale standaard hoe groter de meetonzekerheid toeneemt.

Type goedkeuring

In veel landen wordt een type goedkeuring voorgeschreven voor een meetinstrument waarmee officiële metingen worden verricht. Bij type goedkeuring wordt het meetinstrument door de overheid aangestelde organisatie officieel getest. In Nederland kennen we dit systeem niet. Desalniettemin wordt commercieel vaak verwezen naar de Duitse instelling PTB.

Scope van het lab

De meetonzekerheid van een kalibratielaboratorium staat in de scope van het laboratorium. Het gaat hierbij om de beste nauwkeurigheid die het lab kan garanderen. Het te kalibreren instrument (Device Under Test DUT) draagt mede aan de meetonzekerheid deze invloed wordt echter buiten beschouwing gelaten bij de opgegeven meetonzekerheden in de scope.

Om de hoeveel tijd moet U opnieuw laten kaliberen

Wanneer moet uw een meetinstrument opnieuw laten kalibreren is afhankelijk van een aantal zaken. Meestal geeft de fabrikant hiervoor een aanwijzing omdat zij bekend zijn met het eigenschappen van het instrument. Het heeft ook te maken met het type instrument en het gebruik en/of beschadiging of vallen van het instrument. Er staan ook aanwijzingen in normen zoals de NEN 3140 en in de bijlage van NEN 10012 ook het National Institute of Standards and Technology (NIST) in de Verenigde Staten geeft in een aantal publicaties handreikingen voor de kalibratietermijn van diverse instrumenten.

Een kalibratie laboratorium dient geen uitspraken te doen over de kalibratie-termijnen!

Laboratorium Microfoon van Bruel Kjaer

Twee referentie versnellingsopnemers

Meetversterker geluid intensiteit

Meetversterker geluid intensiteit

Ultra low distortion audio generator

Pistonfoon met barometer

Pistonfoon met barometer

Digitale voltmeter van Keysight 6,5 digits

Digitale voltmeter van Keysight 6,5 digits