krzywa kalibracyjna, krzywa wzorcowania

Krzywa kalibracyjna – KrzysztofNyrek.pl

W praktyce krzywa kalibracyjna to najczęściej prosta o znanym równaniu, która pomaga nam zamienić wynik pomiaru na szukaną wartość (np. stężenie wagowe). Jednak w teorii krzywa kalibracyjna nie istnieje! To nie żart, w słowniku metrologicznym VIM nie ma takiego pojęcia jak krzywa kalibracyjna. Co jeszcze powinieneś wiedzieć o krzywej kalibracyjnej, czytaj dalej.

Pamiętam, jak na studiach nauczyli mnie, że krzywa kalibracyjna to zależność, między wskazaniem przyrządu pomiarowego, a stężeniem wagowym danego składnika w mieszaninie. W celu wyznaczenia tej zależności, potrzeba wykonać przynajmniej jeden pomiar i przyjąć, że przy zerowym stężeniu analitu wskazanie przyrządu jest zerowe. Jednak to było dawno i w zasadzie dzisiaj takie podejście jest niedopuszczalne, dlatego zostawiam historię i w tym wpisie po krótce przedstawię Ci jak dzisiaj powinno się podchodzić do tematu krzywej wzorcowania.

Zacznijmy od początku. Zgodnie ze słownikiem metrologicznym VIM krzywa wzorcowania, to wyrażenie zależności pomiędzy wskazaniem, a odpowiadającą mu zmierzoną wartością wielkości. Krzywą wzorcowania możemy zaprezentować graficznie i wtedy otrzymujemy wykres wzorcowania. Wykres wzorcowania jest paskiem na płaszczyźnie wyznaczonej przez oś wskazań i oś wyników pomiaru. Odzwierciedla on zależność jedno wskazanie – wiele zmierzonych wartości, a szerokość paska dla danego wskazania oddaje niepewność pomiaru przyrządową.

Widzisz zatem, że już w słownikowej definicji zawarta jest cenna wskazówka, która mówi że należy wykonać wiele pomiarów jednej wartości, aby uzyskać informację, o niepewności przyrządowej, a co za tym idzie o niepewności krzywej wzorcowania. Okazuje się jednak, że to nie jedyna niepewność jaką należy uwzględnić przy konstruowaniu krzywej wzorcowania, ponieważ materiały odniesienia z których korzystasz, przy wzorcowaniu przyrządu również mają swoją niepewność.

W związku z tym kreska, którą przeciągasz przez punkty, to jedynie reprezentacja pewnego zbioru krzywych wzorcowania. W konsekwencji każdy odczyt z krzywej wzorcowania niesie ze sobą niepewność, na którą składa się niepewność przyrządu pomiarowego i niepewność użytych materiałów odniesienia. W praktyce w skład tej niepewności wchodzi także niepewność pochodząca, od niejednorodności mierzonego obiektu.

Przechodząc od teorii do praktyki omówię w skrócie, ile punktów pomiarowych potrzeba do wyznaczenia krzywej wzorcowania. Zaczynając od tradycyjnego podejścia, czyli metody jednopunktowej. Podstawowym założeniem tej metody jest domniemanie, że zerowe stężenie mierzonego składnika musi dać zerowy sygnał na przyrządzie pomiarowym. Jeżeli tak, to mamy pierwszy punkt, natomiast drugi punkt wybieramy w oparciu o materiał odniesienia o zbliżonym stężeniu do spodziewanego stężenia menzurandu.

Główny problem związany z tym podejściem, to nieuwzględnienie rzeczywistych możliwości pomiarowych przyrządu. Zakładając, że przy zerowym stężeniu menzurandu sygnał na przyrządzie pomiarowym będzie wynosił zero, jest poprawne tylko w podejściu teoretycznym. W praktyce musisz się liczyć z szumem, oraz różnymi interferencjami co powoduje, że praktycznie niemożliwe jest, aby przyrząd pomiarowy pokazał zerowe wskazanie przy zerowym stężeniu menzyrandu.

Przechodzimy zatem, do wyznaczania krzywej wzorcowania w oparciu o dwa punkty pomiarowe: jeden poniżej spodziewanego stężenia menzuradnu, drugi powyżej spodziewanego stężenia menzurandu. Matematycznie jest to jak najbardziej poprawny model, pod warunkiem że założymy prostolinijność odpowiedzi przyrządu pomiarowego w stosunku do wzrostu stężenia menzurandu. Praktyka pokazuje jednak, że takie założenie może prowadzić, do generowania sporych błędów. Często spotyka się, szczególnie przy dużej rozpiętości zakresu pomiarowego, że wykres przybiera postać funkcji logartmicznej.

Konieczne zatem staje się sprawdzenie czy funkcja ma przebieg prostolinijny, czy logarytmiczny. W tym celu najlepiej wykonać analizę w trzecim punkcie pomiarowym. Tym samym uzyskujesz dobrze zdefiniowaną krzywą wzorcowania z potwierdzonym przebiegiem prostolinijnym.

Na tym proponuję zakończyć część pierwszą. W drugiej części omówię aspekty praktyczne dotyczące wyznaczania parametrów krzywej wzorcowania i praktycznego jej zastosowania. Zapraszam na drugą część pt.: „Krzywa kalibracyjna”,gdzie oprócz wiedzy w formie pisanej, znajdziesz także zapis video ze szkolenia które prowadziłem online.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Możesz użyć następujących tagów oraz atrybutów HTML-a: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Set your Twitter account name in your settings to use the TwitterBar Section.