Chu kỳ hiệu chuẩn và kiểm tra giữa kỳ: ai quyết định, dùng lịch sử độ trôi và biểu đồ kiểm soát

Chu kỳ hiệu chuẩn do ai quyết định, các yếu tố cần xét, dùng lịch sử độ trôi, phương pháp theo ILAC-G24/OIML D 10, kiểm tra giữa kỳ bằng biểu đồ kiểm soát cho lực, chuyển vị, áp suất, rung.

"Bao lâu thì phải hiệu chuẩn lại?" là câu hỏi hay gặp nhất khi lập kế hoạch đo lường. Câu trả lời "12 tháng" quen thuộc nhưng không phải lúc nào cũng đúng: có thiết bị trôi ra khỏi dung sai sau sáu tháng, có thiết bị năm năm vẫn ổn định. Chu kỳ quá dài thì phép đo sai mà không ai biết; quá ngắn thì tốn tiền, mất thời gian thiết bị nằm ở phòng thí nghiệm. Bài này trình bày ai quyết định chu kỳ, các yếu tố cần xét, cách dùng lịch sử hiệu chuẩn để điều chỉnh chu kỳ theo hướng dẫn ILAC-G24/OIML D 10, và cách tổ chức kiểm tra giữa kỳ cho thiết bị đo lực, chuyển vị, áp suất, rung động.

1. Ai quyết định chu kỳ hiệu chuẩn

• Người sử dụng thiết bị quyết định. ISO/IEC 17025 (điều 7.8.4.3) không cho phòng hiệu chuẩn ghi khuyến nghị chu kỳ trên giấy chứng nhận, trừ khi đã thỏa thuận với khách hàng. Phòng thí nghiệm chỉ biết tình trạng thiết bị tại thời điểm hiệu chuẩn, không biết thiết bị được dùng thế nào.
• ISO 9001 (điều 7.1.5.2) yêu cầu thiết bị đo được hiệu chuẩn hoặc kiểm tra xác nhận theo khoảng thời gian định trước, hoặc trước khi sử dụng.
• ISO/IEC 17025 yêu cầu phòng thí nghiệm lập chương trình hiệu chuẩn, xem xét và điều chỉnh khi cần (điều 6.4.7), và kiểm tra giữa kỳ theo thủ tục khi cần để duy trì độ tin cậy (điều 6.4.10).
• ISO 10012 (hệ thống quản lý đo lường) coi việc xác định và điều chỉnh khoảng thời gian xác nhận đo lường là một phần của hệ thống, dựa trên dữ liệu thu được.
• Phương tiện đo nhóm 2 theo Luật Đo lường (dùng trong thương mại, an toàn, y tế, môi trường…) phải kiểm định theo chu kỳ quy định trong danh mục của Bộ Khoa học và Công nghệ (Thông tư 23/2013/TT-BKHCN và các thông tư sửa đổi). Với nhóm này, chu kỳ là bắt buộc, doanh nghiệp không tự kéo dài.

2. Các yếu tố quyết định chu kỳ

Khi mới mua thiết bị và chưa có lịch sử, chu kỳ ban đầu thường lấy theo khuyến nghị của nhà sản xuất hoặc kinh nghiệm với thiết bị tương tự, phổ biến là 12 tháng. Sau đó chu kỳ phải được xem lại dựa trên dữ liệu thật: kết quả lúc nhận ở mỗi lần hiệu chuẩn, kết quả kiểm tra giữa kỳ, sự cố hư hỏng.

Một số đặc điểm theo đại lượng:

• Lực: load cell và lực kế chuẩn bị ảnh hưởng bởi quá tải, va đập, độ ẩm vào mạch cầu. Lực kế chuẩn theo ISO 376 thường được hiệu chuẩn lại không quá 26 tháng; máy thử kéo nén theo ISO 7500-1 thường kiểm tra hằng năm.
• Chuyển vị: căn mẫu ổn định lâu nhưng mòn theo số lần dùng; đồng hồ so mòn bánh răng và lò xo, nhạy với va đập.
• Áp suất: áp kế lò xo trôi nhanh khi chịu áp dao động hoặc quá áp; transmitter trôi điểm 0 theo nhiệt độ và thời gian.
• Rung động: gia tốc kế áp điện khá ổn định nhưng hỏng ngầm khi rơi, cáp và đầu nối là điểm yếu; nên kiểm tra nhanh trước mỗi đợt đo.

3. Dùng lịch sử độ trôi để chọn chu kỳ

Đây là cách đơn giản nhất và hiệu quả nhất, chỉ cần các giấy chứng nhận cũ có ghi kết quả lúc nhận (trước khi hiệu chỉnh):

1. Lấy sai số lúc nhận ở cùng một điểm đo (điểm sai nhiều nhất hoặc điểm hay dùng) qua các lần hiệu chuẩn.
2. Vẽ theo thời gian, kẻ đường xu hướng. Độ dốc là tốc độ trôi.
3. Dự báo sai số tại lần hiệu chuẩn tiếp theo. Cộng thêm U để biết trường hợp xấu nhất.
4. Nếu dự báo cộng U vượt giới hạn: hiệu chỉnh thiết bị về gần 0 ngay lần này, hoặc rút ngắn chu kỳ. Nếu còn xa giới hạn qua nhiều lần: có thể kéo dài chu kỳ.

Trong ví dụ, áp kế trôi khoảng 0,026 bar mỗi năm. Nếu không hiệu chỉnh, đến tháng 48 sai số dự báo 0,123 bar, cộng U là 0,163 bar, đã chạm giới hạn 0,16 bar.

4. Các phương pháp điều chỉnh chu kỳ theo ILAC-G24

Hướng dẫn ILAC-G24/OIML D 10:2022 về xác định chu kỳ hiệu chuẩn lại mô tả một số phương pháp, chọn theo số lượng thiết bị và dữ liệu sẵn có:

• Bậc thang (điều chỉnh tự động theo lịch): mỗi lần hiệu chuẩn, nếu kết quả lúc nhận trong dung sai thì kéo dài chu kỳ sau, nếu ngoài dung sai thì rút ngắn. Hệ số kéo dài và rút ngắn do đơn vị tự chọn; rút ngắn mạnh hơn kéo dài để an toàn. Dễ áp dụng cho từng thiết bị, nhưng phản ứng chậm và dao động.
• Biểu đồ kiểm soát: theo dõi kết quả hiệu chuẩn hoặc kiểm tra theo thời gian, tính tốc độ trôi và độ phân tán, từ đó tính chu kỳ tối ưu. Cần nhiều dữ liệu, phù hợp với chuẩn quan trọng của phòng thí nghiệm.
• Theo thời gian sử dụng: tính chu kỳ bằng số giờ chạy, số lần đo hoặc số chu kỳ tải thay vì tháng. Hợp với thiết bị dùng không đều, ví dụ cờ lê lực tính theo số lần siết.
• Kiểm tra trong khi sử dụng (hộp đen): kiểm tra thường xuyên một vài thông số chủ chốt bằng chuẩn kiểm tra; chỉ gửi hiệu chuẩn đầy đủ khi kiểm tra phát hiện bất thường hoặc đến hạn tối đa.
• Phương pháp thống kê: với nhóm lớn thiết bị cùng loại, phân tích tỉ lệ thiết bị còn trong dung sai lúc nhận. Nếu đặt mục tiêu, ví dụ 95 % thiết bị còn trong dung sai lúc nhận, mà thực tế thấp hơn thì rút ngắn chu kỳ cho cả nhóm.

5. Kiểm tra giữa kỳ

Kiểm tra giữa kỳ là phép kiểm tra nhanh, đơn giản giữa hai lần hiệu chuẩn, để phát hiện sớm thiết bị đã thay đổi. Nó không thay cho hiệu chuẩn, nhưng giúp:

• tránh dùng thiết bị hỏng ngầm suốt nhiều tháng;
• có dữ liệu để kéo dài chu kỳ một cách có cơ sở;
• khoanh vùng thời điểm thiết bị bắt đầu sai, giảm số kết quả phải xem lại.

Cách làm với biểu đồ kiểm soát:

1. Chọn một chuẩn kiểm tra ổn định, chỉ dùng cho việc kiểm tra: một quả cân cố định cho load cell, một căn mẫu cho đồng hồ so, một áp kế kiểm tra cho áp kế làm việc.
2. Ngay sau khi thiết bị được hiệu chuẩn, đo chuẩn kiểm tra vài lần để có giá trị tham chiếu.
3. Sau một số lần kiểm tra ban đầu, tính đường tâm và độ lệch chuẩn s, đặt giới hạn cảnh báo ±2s và giới hạn hành động ±3s.
4. Mỗi lần kiểm tra, chấm điểm lên biểu đồ. Một điểm vượt ±3s, hoặc nhiều điểm liên tiếp cùng tăng hay cùng giảm, là dấu hiệu phải dừng dùng và kiểm tra lại.

Ngoài giới hạn thống kê, có thể dùng ngưỡng theo yêu cầu kỹ thuật, ví dụ lệch quá một phần ba sai số cho phép thì hành động.

6. Ví dụ kiểm tra giữa kỳ theo đại lượng

Tần suất kiểm tra nên dày hơn khi thiết bị mới đưa vào dùng, sau sửa chữa, sau va đập hoặc quá tải, và trước các phép đo có hậu quả lớn. Ghi lại mọi lần kiểm tra, kể cả lần đạt: đó là dữ liệu để quyết định chu kỳ sau này.

7. Khi phát hiện thiết bị ngoài dung sai

1. Dừng sử dụng, dán nhãn, tách riêng thiết bị.
2. Xác định khoảng thời gian bị ảnh hưởng: từ lần hiệu chuẩn hoặc kiểm tra đạt gần nhất đến nay. Kiểm tra giữa kỳ dày thì khoảng này ngắn.
3. Đánh giá ảnh hưởng tới sản phẩm, kết quả thử nghiệm, báo cáo đã phát hành; thông báo cho khách hàng nếu cần (ISO 9001 điều 7.1.5.2, ISO/IEC 17025 điều 7.10).
4. Sửa chữa, hiệu chỉnh, hiệu chuẩn lại; rút ngắn chu kỳ của thiết bị đó.

8. Những lỗi hay gặp

9. Xem thêm

• Cảm biến áp suất: cấu tạo, nguyên lý áp trở, điện dung, áp điện và cách chế tạo.
• Các bài khác trong loạt: cách đọc giấy chứng nhận hiệu chuẩn, quy tắc quyết định và tỉ số TUR, lực kế chuẩn theo ISO 376, cờ lê lực theo ISO 6789.