Kalibreren, justeren en ijken

Een meting heeft geen betekenis als de gemeten eenheid niet overeenstemt met de definitie volgens het S.I.-eenhedenstelsel. Meetinstrumenten moeten om die reden periodiek gekalibreerd en gejusteerd te worden. Alleen dan kan gegarandeerd worden dat het meetinstrument aan de gespecificeerde meetnauwkeurigheid voldoet.

Verloop meetafwijking meetinstrumenten

Elk meetinstrument heeft een zekere meetafwijking. De mate van deze afwijking wordt niet alleen beïnvloed door de omgevingstemperatuur, maar verloopt ook over de tijd. Dit laatste maakt het noodzakelijk meetinstrumenten periodiek te kalibreren en zo nodig te justeren.

Figuur 1 laat een voorbeeld zien hoe de afwijking van een meetinstrument kan verlopen over de tijd. De specificaties van de meetonzekerheid houden ook rekening met dit verlopen. Zij vermelden meetonzekerheden die gelden voor een termijn tot 90 dagen en een jaar na kalibratie en justeren. Dit als voorbeeld, elke fabrikant kan andere termijnen hanteren. Normaliter wordt geen gegarandeerde meetonzekerheid gespecificeerd voor termijnen langer dan één jaar.

In de figuur is het onzekere gebied lichtblauw gekleurd, de gespecificeerde meetonzekerheid ligt aan de rand daarvan.
Tijdens de kalibratie wordt het instrument vergeleken met een referentie instrument. Deze referentie heeft altijd een veel kleinere onzekerheid en is in de figuur de rand van het donker blauwe gebied. Na justeren heeft het meetinstrument een even grote meetonzekerheid als de referentie.

Wanneer kalibreren

Normaliter geldt de kalibratie voor een jaar, daarna zal het meetinstrument opnieuw gekalibreerd moeten worden. Als er zeer nauwkeurige metingen moeten worden verricht kan het voorkomen dat de gestelde meetonzekerheid wordt gedekt door de 90 dagen specificatie maar dat de opgegeven onzekerheid voor een jaar groter is dan de eis. Het spreekt vanzelf dat het instrument dan al binnen een termijn van 90 dagen opnieuw moet worden gekalibreerd.

Na een aantal kalibraties kan men het verloop van de meetafwijking redelijk schatten. Aan de hand van dit gegeven kan worden beslist of een kalibratie op een later tijdstip kan plaats vinden. Deze methode bied echter geen garantie.

Begrippen

Begrippen als ijken en kalibreren vaak niet juist gebruikt. Hieronder volgt een korte verklaring van een aantal begrippen zoals deze door de Nederlandse norm NEN 2649 worden omschreven.

Meten

Het vaststellen van een grootheid door middel van een meetmiddel.
Volgens de norm is het begrip meten als volgt gedefinieerd: "Het vaststellen van de in een meeteenheid (of veelvoud of onderdeel daarvan) uitgedrukte waarde van een grootheid door gebruik te maken van een meetmiddel".

Kalibreren

Het bepalen van de afwijking van een meetinstrument, sensor, referentie of anderszins ten opzichte van een relevante standaard.
Kalibreren houdt dus in dat alleen de grootte van de afwijking in relatie tot de standaard wordt vastgesteld. Als regel worden de geconstateerde afwijkingen vastgelegd in een kalibratiecertificaat. In tegenstelling tot keuren en ijken wordt geen waardeoordeel (goed- of afgekeurd) geveld over het te kalibreren object. Bij het kalibreren worden geen ingrepen in het instrument verricht.
Een kalibratie houdt in dat alleen naar de meetnauwkeurigheid wordt gekeken. Het vaststellen of een instrument daadwerkelijk te gebruiken is bij een bepaalde spanning behoort niet tot het kalibreren.

Justeren

Het verrichten van handelingen om een meetinstrument, referentie of anderszins zo nauwkeurig mogelijk te laten functioneren, of om deze geschikt te maken voor het te gebruiken doel.
Bij het justeren worden dus ingrepen gepleegd in het meetinstrument met als doel deze zo nauwkeurig mogelijk te laten functioneren. Vaak wordt hiervoor ook wel het begrip "afregelen" gebruikt.
Het justeren wordt meestal gedaan aan de hand van een kalibratie vooraf. Na het justeren moet het meetmiddel opnieuw gekalibreerd worden. In een goed kalibratiecertificaat staan zowel de meetresultaten van voor en na het justeren.

Keuren

Bij een keuring wordt het meetinstrument, referentie of anderszins onderworpen aan een onderzoek waarbij het meetmiddel getoetst wordt aan vooraf opgestelde specificaties.
De specificaties kunnen in principe willekeurig zijn, en worden opgesteld naar gelang de geldende eisen. Het resultaat van een keuring is vaak een waardeoordeel in de vorm van goed- of afgekeurd.
Een keuring kan verricht worden op één of meerdere aspecten. Zo kan alleen gekeken worden naar de meetnauwkeurigheid. Hierbij is de exacte afwijking van ondergeschikt belang. Alleen het oordeel teveel afwijking of goed wordt geveld. Maar er kan bij een keuring ook gekeken worden naar andere aspecten zoals het vaststellen of een meetinstrument daadwerkelijk geschikt is om een bepaalde spanning te meten.

IJken

Een speciale keuring waarbij het meetinstrument, referentie of anderszins geheel getoetst wordt aan wettelijke voorschriften.
Het vaststellen of een meetinstrument, referentie of anderszins geheel voldoet aan de op dat moment geldende wettelijke voorschriften. Het resultaat van een ijking is een waardeoordeel: goedgekeurd of afgekeurd. Net als bij een kalibratie wordt ook hier niet ingegrepen in het object.
Een ijking is alles omvattend. Zo wordt niet alleen gekeken naar de meetnauwkeurigheid, maar ook naar de geschiktheid. Dus: kan het bewuste meetmiddel een spanning van 1000 volt binnen de gestelde tolerantieëisen meten en is het instrument daadwerkelijk geschikt om 1000 volt te meten.

Herleidbaarheid

Met herleidbaarheid wordt bedoeld dat het resultaat van een meting gerelateerd kan worden aan (inter)nationale standaarden via een ononderbroken keten van vergelijkingen.
Bij het kalibreren van een meetinstrument worden de meetwaarden vergeleken met een referentie meetinstrument. Dit referentie instrument dient zelf ook gekalibreerd te zijn, daar anders niets over de nauwkeurigheid van de meting gezegd kan worden. Tussen de meting en de (inter)nationale standaard bevinden zich meerdere instrumenten die achtereenvolgens met elkaar vergeleken worden.
In Nederland beheert VSL de primaire nationale standaard en de hiervan afgeleide secundaire standaard is ondergebracht bij het NMi. De volgende stap is een referentiestandaard bij een kalibratielab. Het kalibratielab voert ook een werkstandaard die van de referentiestandaard is afgeleid. Aan de referentie- of werkstandaard worden de meetinstrumenten gekalibreerd. Om kosten te besparen wordt in de industrie ook wel in huis gekalibreerd. Dit is dus een extra stap in de herleidbaarheidsketen.