Fast jedes Unternehmen ist nach den einschlägigen Qualitätsstandards (der wohl bekannteste ist die EN ISO 9001) zertifiziert - eine Voraussetzung, die erfüllt werden muss, um als Anbieter für verschiedenste Bereiche in Produktion und Dienstleistung in Frage zu kommen. Die Norm beinhaltet auch, dass Messmittel rückführbar sein müssen.
Sicherheit durch regelmäßige Messmittelkalibrierung
Was bedeutet Rückführbarkeit?
Rückführbarkeit bedeutet, dass eine ununterbrochene Kette von Kalibrierungen bis zum Nationalen Normal nachgewiesen werden muss, und dass die Messunsicherheit jeder Kalibrierung bekannt und dokumentiert ist.
Kalibrierlaboratorien
In der Praxis kann das nationale metrologische Institut (in Deutschland die Physikalisch-Technische Bundesanstalt, PTB) aus Kapazitätsgründen unmöglich alle Messmittel, die in der Industrie eingesetzt werden, kalibrieren. Aus diesem Grund sind akkreditierte Kalibrierlabore über die nationale Akkreditierungsstelle der Bundesrepublik Deutschland (DAkkS) an die PTB angeschlossen. Damit ist gemeint, dass hochpräzise Vergleichsmessungen zwischen den DAkkS-Laboren und den Kalibriermaschinen der PTB gewährleisten, dass ein Newton immer ein Newton bzw. Ein Newtonmeter immer ein Newtonmeter ist.
Das Kalibrierlabor von HBM gehört seit 1977 zu den weltweit renommiertesten Kalibrierlaboren und ist von der DAkkS akkreditiert. Es ist gängige Praxis, dass Kunden im Interesse einer geringen Messunsicherheit ihre Kraftaufnehmer oder Drehmomentaufnehmer an HBM schicken, um eine Kalibrierung durchführen zu lassen. Somit ist die Forderung der Rückführbarkeit erfüllt: Das HBM – Kalibrierlabor an die PTB angeschlossen (Richtigkeit der Messwerte und Messunsicherheit sind bekannt und dokumentiert) und der Sensor wurde mit bekannter Messunsicherheit (Im Kalibrierschein dokumentiert) bei HBM kalibriert.
Referenzaufnehmer für Kalibrierungen vor Ort
Für Messmittel, die sich aufgrund ihrer Einbausituation oder aus Kosten- und Zeitgründen nicht demontieren und verschicken lassen, gibt es ebenfalls eine Lösung, die die für Audits benötigten Qualitätsstandards erfüllt: Mittels präziser Referenzaufnehmer (Transfernormale) können Kalibrierungen auch vor Ort in der Einbausituation der Arbeitsaufnehmer durchgeführt werden. Für diese Kalibrieraufgabe bietet HBM Kraft- und Drehmomentnehmer, die nicht nur eine sehr kleine Messunsicherheit aufweisen, sondern auch robust aufgebaut sind und sich mit eigens zu diesem Zweck konstruierten Verstärkermodulen zu wirtschaftlichen Referenzmessketten kombinieren lassen kombinieren lassen.
Referenzkraftaufnehmer
Im Kraftbereich hat sich die U15 bewährt, die Messbereiche bis 2,5 MN abdeckt. Der Sensor eignet sich für Zug- und Druckkräfte, ist komplett aus rostfreiem Edelstahl aufgebaut, hermetisch abgedichtet und erfüllt die Bedingungen der Schutzart IP67. Nach ISO 376 ist die Klassengenauigkeit 0,5*. Außergewöhnlich ist der von HBM garantierte Messbereich der U15: Die Klasse 0,5 wird ab 10 % der maximalen Messkraft bis zum Messbereichsendwert eingehalten.
*Klassengenauigkeit 0,5 nach ISO 376 heißt nicht, dass der Messfehler 0,5 % des Messwertes beträgt. Vielmehr erfolgt innerhalb der ISO 376 eine Qualifizierung in 4 verschiedenen Klassen bezüglich der Fähigkeit der Aufnehmer zur Wiederholpräzision, Hysterese, Kriechen und weiterer Parameter. In der Klasse 00 sind die Messdosen mit der kleinsten Messunsicherheit, es folgen 0,5, 1 und schließlich 2.
Für Anwendungen, bei denen nur Druckkräfte erforderlich sind, steht die C15 zur Verfügung. Sie erfüllt die Anforderungen der Klasse 00 nach ISO 376. Sowohl C15 als auch U15 geben ein ungewöhnlich hohes Ausgangssignal aus. Mit mehr als 4 mV/V lassen sich die Eingangsstufen der Verstärkermodule ganz ausnutzen, so dass sich eine hervorragende Auflösung ergibt.
Referenz-Drehmomentaufnehmer
Für den Drehmomentbereich empfiehlt sich die TB2 als Referenzaufnehmer. Eine optimale Bauweise als aus einem Stück gefertigter, in sich abgeschlossener Hohlmesskörper schützt das Messsystem gut vor Umwelteinflüssen wie Feuchtigkeit. Dadurch - sowie mit der Schutzart IP67 - sind die Aufnehmer hervorragend für Kalibrierungen im Industrieumfeld geeignet. In Kombination mit einem geeigneten Präzisionsmessverstärker lässt sich eine ausgezeichnete Performance erzielen. Für den Bereich von 10 bis 100 % des Nenndrehmoments wird mit 0.05 die höchste Klasse der DIN 51309 erreicht.
Diese robusten Sensoren bieten praxisgemäße Genauigkeit und lassen sich auch als Mastersensoren in Kalibrieranlagen einsetzen. U15 und C15 sind zudem auch in Doppelbrückenausführung verfügbar. So kann eine Messbrücke als Referenzquelle und der andere Ausgang für die Maschinensteuerung verwendet werden.
Die vollständige Messkette
HBM bietet Verstärkermodule, die hinsichtlich ihres Eingangsbereiches, der Trägerfrequenzen und Versorgungsspannungen ideal auf die Referenzsensoren TB2, C15 und U15 abgestimmt sind. Die QuantumX-Module MX238B und MX430B weisen geringe Messunsicherheiten auf und passen damit optimal zu TB2 und C15 bzw. U15. Die Verstärker sind kompakt und leicht und somit durchaus für den mobilen Einsatz geeignet. Mit zusätzlichen Modulen aus der QuantumX-Serie können sie jederzeit weitere physikalische Größen, z.B. Temperatur oder Dehnung, synchron erfassen.
Mit den modernen Werksnormalen wird – eine DAkkS-Kalibrierung vorausgesetzt – der Anschluss an das Nationale Normal erreicht. Mittels einer Messunsicherheitsbetrachtung können Sie den letzten Puzzlestein einfügen. Zusammen mit der Messunsicherheitsberechnung, dem Referenzsensor und dem Kalibrierstein liegt ist die Bedingung nach Rückführbarkeit bis zum Sensor vor Ort erfüllt. Auch bei der Erstellung einer Messunsicherheitsbetrachtung hilft HBM mit Seminaren zur Berechnung der Messunsicherheit für Kraft- und Drehmomentmessketten weiter.