כיול
כִּיּוּל (או קליברציה) של כלי מדידה הוא פעולה המאפשרת הערכה של דיוק המדידה, וכוונון כלי המדידה כך שיהיה מדויק יותר. בניסוח מדעי, הכיול מאפשר להעריך את שגיאת המדידה.
בכל מדידה קיימת שגיאת מדידה, או אי-ודאות, שנחשבת לחלק בלתי נפרד מתוצאת המדידה. בדרך כלל הגודל נמדד באופן עקיף ואת הגודל המבוקש מסיקים מתוך חוק פיזיקלי, למשל במדידת התנגדות חשמלית מודדים מתח וזרם שמהם מסיקים את ההתנגדות לפי חוק אוהם. במקרה זה צריך לקשר גם את השגיאות המתאימות.
מוטיבציה
הכיול מקשר בין הגודל המבוקש ושגיאת המדידה שלו, לגדלים הנמדדים בפועל בניסוי והשגיאה שלהם[1], באמצעות שימוש ב"סטנדרטי מדידה", שיכולים להיות דגמים בעלי גודל ושגיאה ידועים, או מכשיר אחר בעל שגיאה ידועה המודד את אותו הגודל.
נהוג לחלק את השגיאות[2] לשגיאה אקראית (precision), שהיא טווח התוצאות המתקבל במדידה בתנאים זהים (נקראת גם סטיית תקן או סטייה מהממוצע או הדירות), ולשגיאה שיטתית (accuracy) שהיא הסטיה של ממוצע המדידות מהערך ה"אמיתי". כיול נועד למצוא את השגיאה השיטתית, כיונון נועד להפחית אותה. את השגיאה האקראית ניתן להפחית באמצעות מדידות רבות יותר בתנאים זהים.
תוצאות
התוצאה של כיול יכולה להיות מוצגת באופנים רבים. בין הנפוצים: גודל קבוע להוספה או להכפלת התוצאה, פונקציה הקושרת תנאי סביבה וגודל נמדד לגודל המבוקש והשגיאה, ועוד. כל אלו עזרים חיצוניים לצמצום שגיאה אצל המשתמש, אך קיימת אפשרות לצמצם אותה פיזית במכשיר, התהליך נקרא כיונון (Adjustment), שזה כמו "איפוס" של מכשיר המדידה.
למשל, המטרה של כיול מצלמות ראש סיכה יכולה להיות מציאת כל הפרמטרים של המצלמה: אורך מוקד, נקודת מרכז המסך, הזווית בין צירי המצלמה, קנה המידה של המצלמה בכל אחד מהצירים ועוד. כדי לכייל מצלמות ולקבל תוצאה זו, ניתן לצלם כמה תמונות של לוח משבצות מוטה בזוויות שונות, לא ידועות, ביחס למצלמה, ולהפיק את כל המידע הנדרש על המצלמה.[3]
היבטים חוקיים
קיימות מדידות עם השלכות חוקיות או עסקיות - למשל מדידת מהירות רכב בדיון בעבירות התנועה, שקילה או מדידת נפח של סחורות, ועוד. במדינת ישראל חוק מידות ומשקלות מסדיר את נושא כיול מכשירי המדידה עבור מדידות אלו.
כיול מכשירי מדידה נדרש ע"פ נוהלי איכות של מכון התקנים בהתאם לנוהלי איכות בתקנים בינלאומיים.
הכיול חייב להתבצע עם כלי מדידה עם דיוק יותר גבוהה מהכלי הנבדק, בעל עקיבות (כאשר שרשרת הכיולים מובילה לאבות מידה בין לאומיים).
ישנם תקנים בין לאומיים שונים לשיטת ביצוע הכיול. מעבדות אשר מבצעות כיולים בתקנים אלו ונבדקות על ידי גורמים בין לאומיים להסמכת מעבדות, נקראות מעבדות מוסמכות. דוגמה למעבדה כזאת בארץ היא המרכז הישראלי לכיול.
דוגמות
כיולים מתבצעים בתחומים שונים כגון[4]:
- אורך וזווית
- מסה
- כוח מומנט, לחץ
- הספק, אנרגיה
- תדר גבוה RF
- זמן
- טמפרטורה
- לחות
- זרם ישר DC, תדר נמוך
- ועוד
קישורים חיצוניים
- VIM, 3rd edition, JCGM 200:2008, המכון הבינלאומי למשקלות ומידות (BIMP) בפריז
- Experimentation and Measurement המכון הלאומי (של ארצות הברית) לתקנים וטכנולוגיה (NIST)
הערות שוליים
- ^ International Vocabulary of Metrology 2008 2.39
- ^ Experimentation and Measurement p.93
- ^ Zhengyou Zhang, Flexible Camera Calibration By Viewing a Plane From Unknown Orientations
- ^ מכון התקנים הישראלי : המרכז הישראלי לכיול | מעבדות כיול, באתר www.sii.org.il
26621258כיול