Przyrządy pomiarowe, a tym bardziej diagnostyczne wykorzystujemy z różną intensywnością. Ich dokładność nie jest dana raz na zawsze. Nie tylko dlatego, że ulegają zużyciu i starzeniu. Częstotliwość oraz zakres badania spójności pomiarowej ustala użytkownik przyrządu, kierując się przede wszystkim potrzebą precyzji wyświetlanych wyników.

Każdy chciałby posiadać rzeczy trwałe i niezawodne. O ile poważne uszkodzenie albo zniszczenie definitywnie dyskwalifikuje kosztowny sprzęt diagnostyczny, o tyle stopniowa utrata dokładności może być niebezpieczną pułapką. Cóż, każde urządzenie trzeba kiedyś wymienić. A na długo przed jego degradacją poddawać regularnej kontroli i kalibracji. Sztuka polega na tym, żeby wybrać odpowiedni moment. Dopóki nie zaczniemy uzyskiwać zafałszowanych wyników pomiarów, możemy być przekonani, że wszystko jest w porządku. Tylko skąd ta pewność?
Producenci profesjonalnych urządzeń kontrolno-pomiarowych najczęściej zalecają wykonywanie wzorcowania co 12 miesięcy (według innych definicji słownikowych czynność ta nazywa się kalibracją). Informacja taka zamieszczana jest zazwyczaj w instrukcji obsługi. Kalibracja jest oczywiście potrzebna – to jeden z elementów poprawy jakości wykonywanych napraw i regulacji, tak jak okresowa kontrola metrologiczna urządzeń na SKP. 
Od razu uspokójmy, że w realiach warsztatowych bardzo rzadko jesteśmy zobowiązani do kalibracji wyposażenia. No chyba że w ramach np. podpisanego kontraktu na serwisowanie pojazdów od naszych pomiarów zależą życie i zdrowie. Wtedy, przykładowo, serwisujący izotermy przewożące żywność czy leki będą żywo zainteresowani minimalizacją błędu pomiaru temperatury pracy agregatu chłodniczego. Termometr, który monitoruje warunki środowiskowe wpływające na jakość wyrobów lub usługi, warto oczywiście kalibrować. Podobnie jest z komorami klimatycznymi. Analogicznie będzie z wagami technicznymi. 
Oczywiście, że przyrządy pomiarowe, które wykorzystujemy w ramach usług aftermarketowych, niepodlegające prawnej kontroli metrologicznej ani ocenie zgodności, mogą być kalibrowane/wzorcowane. To czynność dobrowolna. Dlatego też częstotliwość oraz zakres badania spójności pomiarowej ustala użytkownik przyrządu pomiarowego, kierując się przede wszystkim jego przeznaczeniem i potrzebą uzyskania wyników pomiaru. Często jest to precyzowane w branżowych procedurach postępowania dla wykonywania określonych czynności pomiarowych. Tak jest np. dla przyrządów w zastosowaniach medycznych czy na wspomnianych stacjach kontroli pojazdów (SKP).

Prawidłowość wskazań przyrządów pomiarowych
Nowe wyroby wprowadzane do obrotu są oczywiście odpowiednio skalibrowane. Na przyrządzie pomiarowym podlegającym obowiązkowi oceny zgodności (tj. podlegającym pod prawodawstwo unijne) po przeprowadzeniu tej oceny i potwierdzeniu zgodności wyrobu z wymaganiami, a przed wprowadzeniem wyrobu do obrotu lub oddaniem go do użytku umieszcza się oznakowanie CE, a w przypadku przyrządów pomiarowych także dodatkowe oznakowanie metrologiczne. Konieczne oznakowania to decyzja zatwierdzenia typu przyrządu pomiarowego, świadectwo legalizacji pierwotnej lub świadectwo legalizacji ponownej przyrządu pomiarowego (wzory tych dokumentów znajdują się z załącznikach nr 1 i 3 do rozporządzenia Ministra Rozwoju i Finansów w sprawie prawnej kontroli metrologicznej przyrządów pomiarowych z 13 kwietnia 2017 r.; Dz.U. z 2017 r., poz. 969).
Wzorcowanie (kalibracja) to proces dostosowywania instrumentów urządzeń pomiarowych lub urządzeń kontrolno-pomiarowych do standardów lub wzorców referencyjnych. Jego celem jest zapewnienie, że urządzenia są w stanie dokładnie i precyzyjnie mierzyć lub kontrolować wartości, zgodnie z wymaganiami specyfikacji technicznych. 
Precyzja pomiaru danej wartości jest niesamowicie istotna w bardzo wielu dziedzinach. Dokładność jakiegokolwiek przyrządu może zmieniać się w czasie. A to o tyle istotne, że na podstawie wyników obarczonych dużą niepewnością pomiarową będziemy podejmować decyzje o wykonaniu regulacji albo wymianie części, ale nie uzyskamy oczekiwanego rezultatu. Efekt? Zdenerwowanie, strata czasu i pieniędzy, irytacja klientów i utrata dobrej reputacji warsztatu. To dlatego, dokonując wyboru w zakresie tego, gdzie naprawić bądź gdzie zregenerować takie np. wtryskiwacze, klient zwróci uwagę na wyposażenie warsztatu. Stare, rozkalibrowane maszyny nie okażą się pomocne w naprawie tak zaawansowanych modułów, jakimi są wtryski common rail w silnikach Diesla. I dlatego też posiadacz stołu probierczego zawsze użyje myjki ultradźwiękowej, aby dokładnie wyczyścić wtryskiwacze. Pominięcie tego kroku przed instalacją komponentu w maszynie może doprowadzić do zanieczyszczenia układu hydraulicznego i najprawdopodobniej uszkodzić urządzenie pomiarowe, moduł sterowania ciśnieniem DRV lub nawet zawory elektromagnetyczne. 
Nie tylko stoły probiercze wymagają regularnej kontroli. Kalibracja może być przeprowadzana na różnych rodzajach urządzeń, takich jak mierniki elektryczne czy wspomniane wagi i mierniki temperatury. Upływ czasu daje się we znaki manometrom, analizatorom spalin czy spektrofotometrem. Degradacja postępuje szybciej, jeśli sprzęt jest eksploatowany niewprawnie, w niesprzyjających warunkach, z narażeniem na wibracje, upadek, odkształcenie. To dlatego mówi się, że dobrego fachowca można poznać po tym, jak używa i jak odkłada kosztowny przyrząd.

Na przyrządzie pomiarowym podlegającym obowiązkowi oceny zgodności (tj. podlegającym pod prawodawstwo unijne) po przeprowadzeniu tej oceny i potwierdzeniu zgodności wyrobu z wymaganiami, a przed wprowadzeniem do obrotu lub oddaniem do użytku umieszcza się oznakowanie CE, a w przypadku przyrządów pomiarowych także dodatkowe oznakowanie metrologiczne

Wzorcowanie multimetrów i spektrofotometrów
Multimetry to mierniki, które pozwalają na przeprowadzenie pomiaru napięcia prądu stałego i zmiennego, a także rezystancji, częstotliwości, pojemności oraz indukcyjności. Przeprowadzając wzorcowanie multimetrów w laboratorium elektrycznym, opieramy się przede wszystkim na metodzie porównawczej, stosując odpowiednie wzorce i zwalidowane procedury techniczne. Bywa, że proces ten trwa do 2 dni, a czas wykonania usługi zależy przede wszystkim od liczby funkcji pomiarowych. 
Podobnie jest z przekazanym do kalibracji spektrofotometrem używanym przez lakierników. Każde takie urządzenie przed rozpoczęciem prac mających na celu jego kalibrację przechodzi 24-godzinną aklimatyzację. Warunki środowiskowe, w których przeprowadza się badania laboratoryjne, są utrzymywane na stałym poziomie i wynoszą 23°C (+/- 1°C) przy wilgotności < 85%. Kalibracja to bardzo ważna kwestia, odnosząca się do regulacji tonów kolorów, wykonywanej w ramach codziennego zarządzania kolorami. Kalibracji zaawansowanej należy używać, by skorygować niedokładne tony kolorów, będące następstwem zmian w fizycznym otoczeniu urządzenia (temperatura, wilgotność), albo by zapewnić powielanie tych samych tonów kolorów przez kilka urządzeń.
Sporo miejsca poświęciliśmy temperaturze. Praktycznie każdy nowoczesny samochód wyposażony jest w czujnik temperatury zewnętrznej. Klimatyzacja dopasowuje wydajność pracy układu m.in. ze względu na wskazania, których dostarcza czujnik temperatury zewnętrznej. Pomiary te wpływają także na skład mieszanki paliwowo-powietrznej dostarczanej do komory spalania. Zadaniem czujnika temperatury spalin jest, jak sugeruje jego nazwa, pomiar temperatury spalin. Informacja ta jest następnie przekazywana do jednostki sterującej silnika lub ECU, gdzie podejmowane są odpowiednie działania.

Bardzo przydatną funkcją testerów jest analiza graficzna parametrów bieżących, pozwala ona na diagnozowanie usterek chwilowych lub usterek bez kodów błędów, a także automatyczne wykrywanie usterki w czasie próby drogowej

Temperatura jako parametr diagnostyczny
Dzięki niewielkim rozmiarom oraz stosunkowo niskim kosztom produkcji termistory to obecnie najpopularniejsze rozwiązanie służące do pomiaru temperatury w samochodach. Urządzenia umieszczone są w czujnikach lub w sondach. Gdy podejrzewamy takie o błędne wskazania, wystarczy zmierzyć napięcie. Na złączu czujnika przy włączonym zapłonie pojazdu i odłączonej wtyczce czujnika temperatury spalin powinno wynosić 5 V. Można jednak spotkać się z układami, w których napięcie zasilania zależy od temperatury, jaką widzi sterownik, i może ono wynosić 5 V lub 12 V po przekroczeniu zadanej w sterowniku temperatury. W niektórych pojazdach można znaleźć dwa czujniki – jeden przesyła informacje z układu silnika do modułu sterującego, drugi zaś z modułu sterującego do panelu sterowania deski rozdzielczej. Urządzenie pracuje według zasady zależności różnicy potencjałów w temperaturze. Wraz ze zmianą temperatury zmienia się także różnica potencjałów urządzenia. Im wyższa temperatura płynu, tym niższa rezystencja wewnętrzna czujnika i na odwrót. 
Analiza błędów zapisanych w pamięci głównego sterownika samochodu pozwala zweryfikować stan czujnika temperatury płynu chłodzącego w silniku. Wystarczy podłączyć komputer pokładowy do testera diagnostycznego. Funkcję pomiaru temperatury ma też prawie każdy multimetr cyfrowy przeznaczony do testowania instalacji elektrycznych oraz podzespołów samochodowych. I tu warto zadać sobie pytanie: jak duże mogą być odchylenia w poszczególnych zakresach pomiarowych? 
Każdy fachowiec ma świadomość, że przy wyborze multimetru należy zwrócić uwagę na cechy, które bezpośrednio przełożą się na precyzję uzyskanych wskazań. Decyduje o tym rozdzielczość – w tym przypadku liczba cyfr, jaką urządzenie może wyświetlić na ekranie – im większa liczba cyfr po przecinku, tym precyzyjniejszy jest sprzęt. Znaczenie ma też dokładność pomiarów, która odzwierciedla maksymalny dopuszczalny błąd danego wskazania. Jak duże mogą być odchylenia w poszczególnych zakresach pomiarowych? Producenci określają błąd pomiaru w danych technicznych najczęściej w postaci tolerancji, np. ±0,9%. Przykładowo dla pomiaru napięcia 10,00 V odchylenie rzędu ±0,9% oznacza, że wynik mieści się w przedziale od 9,91 do 10,09 V.
A co z pomiarem temperatury? Jeszcze dekadę temu większość multimetrów dostępnych na rynku miała rozdzielczość rzędu 1°C. Oznacza to, że wskazanie takiego przyrządu zmieni się dopiero wtedy, gdy temperatura wzrośnie lub spadnie o 1°C. Jeśli przyrząd ma rozdzielczość wskazania 0,1°C, wówczas na jego wyświetlaczu możemy obserwować zmiany ±0,1°C. Dysponując takim przyrządem, łatwiej obserwować, czy temperatura wzrasta, czy maleje i jak szybko!
Zatem wiele usterek różnych podzespołów samochodowych zarówno elektrycznych, jak i mechanicznych można łatwo zlokalizować, mierząc ich temperaturę. Dokonując pomiaru temperatury układów scalonych, półprzewodników, kondensatorów, radiatorów i obudów można ocenić stan techniczny lub zdiagnozować anomalne zachowania układu, wynikające z niewłaściwej temperatury pojedynczych elementów.

Termopary w czujnikach samochodowych
Termopara składa się z dwóch izolowanych przewodów podłączonych do urządzenia pomiarowego. To miernik bezpieczeństwa i czujnik przeznaczony do pomiaru temperatury w różnych procesach i urządzeniach. Termopary są odporne na trudne warunki środowiskowe. Wybór rodzaju tego urządzenia zależy od zakresu temperatur, atmosfery otoczenia i rodzaju medium, w którym dokonywane są pomiary. Różnica między termoparami zależy od rodzajów stopów użytych do produkcji ich przewodów.
Większość używanych w motoryzacji sond i czujników temperaturowych to termopary typu K. W tym typie jeden przewodnik składa się w 90% z niklu i 10% z chromu, a drugi z 95% niklu, 2% aluminium, 2% manganu i 1% krzemu (stąd skrót: NiCr-NiAl). Ich zakres pomiarowy jest szeroki – wynosi od -200°C do +1350°C. Właściwości tych czujników pozwalają na ich zastosowanie w wielu środowiskach, takich jak woda, łagodne roztwory chemiczne, gazy. Takie sondy dodawane są standardowo do mierników temperatury i wspomnianych multimetrów. Istotnymi parametrami sondy są: zakres temperatur (określający rzeczywisty zakres pomiaru zestawu miernik – sonda), błąd pomiaru, a także bezwładność (stała czasowa) mająca z kolei wpływ na szybkość uzyskania wyniku. Posiadając multimetr z możliwością pomiaru dwukanałowego, można za jednym razem zmierzyć 2 temperatury, a multimetr obliczy różnicę i wyświetli ją na ekranie. Przydaje się to podczas diagnostyki kompresora klimatyzacji, kiedy konieczne jest wykonanie pomiaru różnicy temperatur na wejściu oraz wyjściu kompresora.

Rafał Dobrowolski
Fot. materiały: Główny Urząd Miar, Snap-on, Textar