Wie een trek- of drukbank wil verifiëren volgens ISO 7500-1, heeft een referentie-krachtopnemer nodig die zelf volgens ISO 376 is gekalibreerd en in een klasse is ingedeeld. Die klasse, 00, 0,5, 1 of 2, zegt hoe goed het meetmiddel presteert op een aantal strenge criteria. In dit artikel leest u wat de klassen betekenen, hoe een ISO 376-kalibratie verloopt en welke klasse u in de praktijk nodig hebt. Hoe wij zo'n kalibratie uitvoeren, staat op de pagina ISO 376-kalibratie van referentie-krachtopnemers.
Waar gaat ISO 376 over?
ISO 376 beschrijft de kalibratie van krachtmeetmiddelen die worden gebruikt voor de statische verificatie van eenassige beproevingsmachines. Denk aan een referentie-krachtopnemer met uitlezing waarmee een laboratorium of machinefabrikant een trekbank controleert. De norm legt vast hoe het meetmiddel moet worden belast, in welke posities, hoeveel stappen er nodig zijn en welke grootheden worden bepaald. Op basis daarvan wordt het meetmiddel ingedeeld in een klasse, voor een bepaald bereik en een bepaalde geldigheidsduur.
De norm is dus niet bedoeld voor elke krachtmeter. Een dynamometer in de hijstechniek of een loadcell in een pers wordt meestal gekalibreerd als meetketen voor zijn toepassing, zonder klasse-indeling. Zie daarvoor wat is krachtkalibratie?
De vier klassen en hun criteria
ISO 376 beoordeelt het meetmiddel op een aantal relatieve fouten, uitgedrukt in procenten van de aangewezen kracht. De belangrijkste zijn:
- Reproduceerbaarheid (b): het verschil tussen series in verschillende inbouwposities van het meetmiddel;
- Herhaalbaarheid (b′): het verschil tussen twee opeenvolgende series in dezelfde positie;
- Interpolatiefout (fc): de afwijking tussen de gemeten waarden en de interpolatievergelijking die het verband tussen kracht en aanwijzing beschrijft;
- Nulfout (f0): de aanwijzing na ontlasten, als deel van de maximale kracht;
- Hysterese of reversibiliteit (v): het verschil tussen op- en afbelasten bij dezelfde kracht;
- Kruip: de verandering van de aanwijzing in de tijd bij constante kracht, voor meetmiddelen waarvoor dat relevant is.
Per klasse gelden maximale waarden. In grote lijnen:
| Klasse | Reproduceerbaarheid b | Herhaalbaarheid b′ | Interpolatiefout fc | Nulfout f0 | Hysterese v |
|---|---|---|---|---|---|
| 00 | 0,05 % | 0,025 % | ±0,025 % | ±0,012 % | 0,07 % |
| 0,5 | 0,10 % | 0,05 % | ±0,05 % | ±0,025 % | 0,15 % |
| 1 | 0,20 % | 0,10 % | ±0,10 % | ±0,05 % | 0,30 % |
| 2 | 0,40 % | 0,20 % | ±0,20 % | ±0,10 % | 0,50 % |
De exacte eisen, inclusief de eisen aan de resolutie van de uitlezing en aan kruip, staan in de actuele uitgave van de norm. Belangrijk om te onthouden: het meetmiddel krijgt de klasse van het slechtste criterium. Een opnemer met een uitstekende herhaalbaarheid maar een te grote hysterese komt dus in een lagere klasse.
Hoe verloopt een ISO 376-kalibratie?
De procedure is zwaarder dan een gewone krachtkalibratie:
- Voorbelasten. Het meetmiddel wordt driemaal tot de maximale kracht voorbelast, zodat het meetlichaam zich zet.
- Meerdere posities. Het meetmiddel wordt in minstens drie inbouwposities gemeten, telkens gedraaid om de krachtas. In de eerste positie worden twee series gemeten voor de herhaalbaarheid; de andere posities leveren de reproduceerbaarheid.
- Minimaal acht stappen. Per serie wordt in ten minste acht belastingsstappen opgevoerd, zo gelijkmatig mogelijk verdeeld over het bereik, en waar nodig weer afgebouwd voor de hysterese.
- Berekening. Uit alle series worden de relatieve fouten berekend, wordt de interpolatievergelijking (meestal een polynoom) opgesteld en wordt de meetonzekerheid bepaald.
- Classificatie. Het meetmiddel wordt ingedeeld in de klasse waaraan het over het hele gekalibreerde bereik voldoet. De klasse geldt alleen binnen dat bereik; onder de laagste gekalibreerde kracht is de klasse niet geldig.
Een ISO 376-kalibratie wordt in de regel uitgevoerd voor de complete meetketen: opnemer én uitlezing. Wisselt u van versterker of display, dan vervalt de klasse-indeling.
Welke klasse hebt u nodig?
Dat volgt uit ISO 7500-1. Daarin staat dat het referentiemiddel waarmee een beproevingsmachine wordt geverifieerd, van een klasse moet zijn die gelijk is aan of beter dan de klasse waarin de machine wordt ingedeeld. Wilt u een trekbank als klasse 1 verifiëren, dan hebt u dus minimaal een klasse 1-referentie nodig; klasse 0,5 geeft extra marge. Voor klasse 00 en 0,5 is bovendien een zeer stabiele uitlezing met hoge resolutie nodig.
Gebruikt u de opnemer niet om machines te verifiëren maar als referentie voor eigen krachtmetingen in productie of kwaliteitscontrole, dan is een klasse-indeling vaak niet nodig. Een reguliere kalibratie met heldere afwijkingen en meetonzekerheid volstaat dan.
Klasse en meetonzekerheid
Een klasse is geen meetonzekerheid. De klasse zegt dat alle criteria binnen een grens blijven; de meetonzekerheid op het certificaat combineert de werkelijke, gemeten bijdragen van reproduceerbaarheid, herhaalbaarheid, interpolatie, hysterese en de onzekerheid van de krachtbank zelf. Een klasse 1-opnemer kan daardoor een meetonzekerheid hebben die ruim binnen de klassegrens ligt. Gebruikt u de opnemer als referentie, dan rekent u met de meetonzekerheid van het certificaat, niet met het klassepercentage. Hoe die onzekerheid wordt berekend, is vastgelegd in EURAMET cg-4.
Geldigheid en interval
ISO 376 stelt de maximale geldigheid van een kalibratie op 26 maanden. Veel laboratoria kiezen een korter interval, bijvoorbeeld 12 of 24 maanden, afgestemd op het gebruik en de historie van het meetmiddel. Na een overbelasting, beschadiging of reparatie is direct herkalibratie nodig. Hoe u een interval onderbouwt, leest u in hoe vaak moet een krachtmeter worden gekalibreerd?
Samengevat
ISO 376 is de norm voor referentie-krachtopnemers waarmee trek- en drukbanken worden geverifieerd. De klassen 00, 0,5, 1 en 2 geven aan hoe goed het meetmiddel scoort op reproduceerbaarheid, herhaalbaarheid, interpolatiefout, nulfout en hysterese. Welke klasse u nodig hebt, bepaalt de klasse van de machine die u wilt verifiëren. Hebt u een referentie-opnemer die aan kalibratie toe is? Bekijk ISO 376-kalibratie bij MASSLAB.