 |
Figur 1: Normalfordeling av måleresultater |
Måleinstrumentets usikkerhet er oppgitt av leverandøren. Den kan dog aldri bli lavere enn usikkerheten ved kalibrering (se avsnitt om kalibrering). Denne usikkerheten forutsetter at det blir korrigert for eventuelle avvik på kalibreringsbevis.
Målemetodens usikkerhet skyldes målemetodens avvik fra kalibreringsmetoden.
Avlesningens usikkerhet avhenger av instrumentets oppløsning og skalainndeling og målesignalets variasjon over tid. Dette må vurderes i hvert tilfelle. Ved varierende målesignal kan man f.eks. gjøre 10 avlesninger, og beregne middelverdi og standardavvik. Egentlig kreves det minimum 25 målinger for å tilfredsstille kravene til normalfordeling, men feilen er akseptabel ned til ca. 10 målinger.
Kalibrering av ventilasjonstekniske instrumenter
Siden Ludwig Prandtl fant opp Prandtlrøret (engelsk: Pitot static tube) i 1904 har mange nye metoder for å måle luftstrømninger blitt vanlige. Felles for dem er at de krever kalibrerte instrumenter. Men hvilke konsekvenser kan dårlige rutiner for kalibrering få? Misvisende instrumenter kan føre til dårlig innregulering og kontroll, som igjen kan resultere i dårlig inneklima og støy. Enkle forhåndsregler kan gjøre at målinger med store avvik unngås. En del instrumenter vil aldri vise 100% riktig og avviket kan variere over en periode. Instrumenter er ofte følsomme og påvirkes både av bruk og lagring. For å få tilfredsstillende resultater og for å unngå unødvendig ekstraarbeid ved for eksempel innregulering må instrumenter kalibreres jevnlig.
Hva er kalibrering?
Kalibrering går ut på å sammenlikne et instrument mot en referanse. Det er imidlertid viktig å være klar over at et kalibrert instrument ikke nødvendigvis viser riktig. Kalibreringsbeviset viser avviket ved ulike kalibreringspunkter. En del instrumenter med for store avvik kan justeres ved hjelp av et databasert justeringsprogram, med potensiometer i instrumentet eller ved hjelp av instrumentets tastatur.
Dersom et instrument er justert følger det normalt med et kalibreringsbevis som viser tilstanden på instrumentet før justering. Dersom det aktuelle instrumentet var i bruk rett før kalibrering kan det være nyttig å kontrollere dette beviset.
Rutiner for behandling av måleinstrumenter
Hvor ofte bør instrumenter kalibreres?
Dette er som regel angitt i instrumentets dokumentasjon eller på kalibreringsbevis. Kontakt eventuelt leverandør eller instans som utfører kalibreringsoppdrag for nærmere informasjon. Det er imidlertid en myte at instrumenter som ikke er i bruk eller benyttes lite, ikke behøver kalibrering. Det hender at instrumenter er stabile over flere år, men dette er ingen regel.
Hva kan være årsaken til avvik?
Når et instrument over tid får avvik, kan dette skyldes faktorer som:
- elektronisk ustabilitet
- påvirkning av temperatur og fuktighet på følerelement
- belegg på følerelement
- mekaniske påkjenninger, for eksempel ved transport eller uforsiktig bruk
Hva kan vi gjøre i hverdagen?
Bedrifter bør ha en person som er ansvarlig for innkjøp og bruk av instrumenter. Nye brukere bør få opplæring i bruk av instrumenter. Det bør finnes rutiner for kalibrering, vedlikehold, transport og bruk av instrumenter. Brukerne bør ha måleteknisk kompetanse.
Et godt råd kan være med jevne mellomrom å sammenlikne instrumenter mot hverandre. På denne måten kan eventuelle avvik effektivt identifiseres.
Må vi korrigere for luftens densitet?
De fleste instrumenter for måling av lufthastighet og luftmengde avhenger av luftens densitet (= spesifikk vekt = tetthet). Se i instrumentets brukermanual dersom du er usikker på om et instrument avhenger av densiteten. Densiteten for en tilstand regnes ut ved hjelp av absolutt trykk, temperatur og relativ fuktighet. Absolutt trykk alene kan i ekstreme tilfeller føre til at avlest verdi må korrigeres 4-5%.
Eksempel:
Vi har foretatt lufthastighetsmåling med hetetrådsanemometer ved barometertrykk 980 hPa og kalibreringsdata er oppgitt ved normaltilstand (20°C, 50% RF og 1013,25 hPa). Instrumentet viser da 3,3 % for lite. Dette korrigerer vi for ved hjelp av følgende formel:
Formel 1: Korrigering for luftens densitet
der
- vm = målt hastighet
- vv = virkelig hastighet
- pm = absolutt trykk ved måling [hPa]
- pN = absolutt trykk ved normaltilstand [hPa] (1013)
- Tm = temperatur ved måling [K]
- TN = temperatur ved normaltilstand [K] (293)
Merk: Ved måling av luftmengde i kanal er luftmengden proporsjonal med lufthastigheten. Vi kunne derfor i dette tilfellet like gjerne korrigert luftmengden ved å bytte ut 'v' med 'q' i formel 1. Når vi derimot måler luftmengde ved hjelp av trykkdifferanse over en motstand eller med Prandtlrør, er det trykkdifferansen som må korrigeres. Dersom strømningen er turbulent (hvilket den som regel er), er luftmengden proporsjonal med kvadratroten av trykkdifferansen. i slike tilfeller vil korreksjonen av luftmengde bli halvparten av trykkdifferansekorreksjonen, målt i prosent.
I stedet for å benytte formel 1 kan vi korrigere måleresultatet ved hjelp av diagrammet i figur 2. Vi finner da to korreksjonsfaktorer for hhv. absolutt trykk og temperatur som multipliseres med måleresultatet. Relativ fuktighet under 50% har liten innvirkning på luftens densitet, og det er normalt ikke nødvendig å korrigere for denne parameteren.
Eksempel:
Vi måler en gjennomsnittshastighet i kanal på 5 m/s . Temperaturen i kanalen er +10°C og det absolutte lufttrykket er 1030 hPa. Av figuren finner vi korreksjonsfaktorer for temperatur og trykk på henholdsvis 0,97 og 0,98. Virkelig hastighet blir da 5 m/s x 0,97 x 0,98 = 4,75 m/s, altså 5 % lavere enn målt. I tillegg må det korrigeres for kanalform og eventuelt avvik fra kalibreringsbevis. Dette er nærmere beskrevet i målemetoden.
| 