Тарировка — методика калибровки измерительных приборов¶

Тарировка — процедура калибровки измерительного прибора или датчика, заключающаяся в установлении и, при необходимости, корректировке зависимости между показаниями прибора и истинным (эталонным) значением измеряемой величины. Результатом тарировки является уточнение характеристик прибора, поправочные коэффициенты или таблица соответствия, позволяющая приводить показания к правильным значениям. Термин применяется в измерительной технике, промышленной автоматизации, медицине, пищевой промышленности и ряде других областей.

¶Суть процедуры

При изготовлении прибора его характеристики соответствуют проектным значениям, однако в процессе эксплуатации под действием износа, старения компонентов, температурных и иных воздействий показания начинают отклоняться от истинных. Тарировка позволяет выявить эти отклонения и внести поправки.

Суть процедуры сводится к сравнению показаний проверяемого прибора с показаниями эталонного (образцового) прибора или по известным контрольным значениям. По результатам сравнения строится функция или таблица поправок, которые затем применяются при измерениях.

¶Области применения

¶Промышленность и автоматизация

В промышленной автоматизации тарировке подвергаются датчики давления, температуры, расхода, уровня, состава газов и других величин. Тарировка расходомеров (расходомеров массового расхода, турбинных, вихревых и других) выполняется на специальных тарировочных стендах, где через прибор пропускается поток рабочей среды с точно известным расходом, измеряемым эталонными средствами.

¶Медицина

В медицинской практике тарировке подвергаются приборы для измерения артериального давления (тонометры), глюкометры, приборы для измерения концентрации газов в крови и другие. Регулярная тарировка медицинских приборов — обязательное условие их допуска к применению.

¶Автомобильная техника

Тарировке подвергаются лямбда-зонды (датчики содержания кислорода в выхлопных газах), датчики давления в шинах, датчики положения дроссельной заслонки и другие датчики системы управления двигателем. Также тарировке подвергаются весы и одометры.

¶Пищевая промышленность

Термин широко используется при настройке весового оборудования: тарировочные весы позволяют учитывать массу тары (упаковки) и определять только массу нетто. Функция «тарирование» присутствует практически в каждом весовом контроллере.

¶Метрология

В метрологии тарировка — составная часть калибровки и поверки средств измерений. Поверка — процедура, выполняемая уполномоченными органами и подтверждающая пригодность прибора к применению; калибровка — процедура, которую может выполнять владелец прибора. Тарировка по своей сути ближе к калибровке.

¶Виды тарировки

По способу выполнения различают:

• Ручную тарировку — оператор вручную вводит поправки или коэффициенты на основании результатов поверки.
• Автоматическую тарировку — прибор или система самостоятельно выполняет процедуру по заданному алгоритму, часто с сохранением результатов во внутренней памяти.
• Периодическую тарировку — выполняется через установленные промежутки времени в соответствии с регламентом.
• Повторную (после ремонта) тарировку — выполняется после замены элементов прибора или после его восстановления.

По типу используемых эталонов тарировка может быть выполнена с применением образцовых средств измерений, с использованием физически воспроизводимых величин (например, давление воды, известная масса грузов) или методом сопоставления с другим, заведомо более точным прибором.

¶Тарировочная кривая

Результатом тарировки часто становится тарировочная кривая — график или аналитическая функция, показывающая зависимость между показаниями прибора и истинным значением измеряемой величины. Для упрощения вычислений тарировочная кривая аппроксимируется полиномом (обычно первой, второй или третьей степени) или представляется в виде таблицы с интерполированием между точками.

¶Тарирование в весовом оборудовании

Отдельного внимания заслуживает функция тарирования в электронных весах. Нажатие кнопки «тара» фиксирует текущее показание как ноль, после чего весы отсчитывают только добавленную массу. Это позволяет взвешивать содержимое контейнера без учёта его массы. Функция отличается от нулирования тем, что тарирование учитывает массу тары, заданную оператором (например, при повторном использовании стандартной тары).

¶Тарировка датчиков кислорода

Лямбда-зонды, устанавливаемые в выпускных системах автомобилей, со временем деградируют, и их показания смещаются. Тарировка лямбда-зонда выполняется электронным тестером, который подаёт на датчик контролируемые сигналы и сравнивает ответ с эталонной характеристикой. Если отклонение превышает допустимый предел, датчик заменяется.

¶Тарировка в научных исследованиях

В научных измерениях, особенно в физике высоких энергий, астрономии и океанографии, тарировка детекторов — обязательный этап подготовки эксперимента. Каждый канал измерительной системы тарируется отдельно, а результаты сведутся в единую калибровочную модель установки.

¶Требования к тарировке

Для обеспечения достоверности результатов тарировка должна проводиться:

• эталонными средствами, поверенными в установленном порядке;
• в условиях, максимально приближенных к условиям эксплуатации;
• с документированием результатов (протокол тарировки);
• с соблюдением периодичности, установленной регламентом или заводом-изготовителем.

Регламентная периодичность тарировки определяется требованиями стандарта, условиями эксплуатации и степенью ответственности измерений.

Источники: ГОСТ 8.001-80 «Государственная система обеспечения единства измерений. Порядок создания и утверждения эталонов»; ГОСТ Р 53228-2008 «Средства измерений. Правила оценки метрологических характеристик»; справочная литература по промышленной автоматизации и метрологии.