[Case study] Bosmal và RULA - Hiệu chuẩn cảm biến gia tốc theo ISO 17025

Hiệu chuẩn cảm biến gia tốc theo ISO 17025: Bosmal chọn bộ giải pháp trọn gói của RULA  

Mọi phép đo rung đều bắt đầu từ một chiếc cảm biến gia tốc. Nếu cảm biến này lệch, toàn bộ dữ liệu phía sau, từ đồ thị phổ cho đến báo cáo thử nghiệm gửi khách hàng, đều lệch theo mà không ai nhận ra. Chính vì thế, hiệu chuẩn cảm biến định kỳ là việc mà bất kỳ phòng thí nghiệm nghiêm túc nào cũng phải làm.

Bài viết này kể về Bosmal, một viện nghiên cứu ô tô tại Ba Lan, và cách họ giải quyết bài toán hiệu chuẩn hàng loạt gia tốc kế bằng bộ giải pháp của RULA, theo chuẩn ISO/IEC 17025.

Bosmal là ai?

Bosmal Automotive Research and Development Institute là một viện nghiên cứu và phát triển chuyên thực hiện các hoạt động R&D và sản xuất cho nhiều công ty trong nước lẫn nước ngoài, chủ yếu thuộc lĩnh vực ô tô.

Trong các phòng thí nghiệm của mình, Bosmal cung cấp dịch vụ cho nhiều thương hiệu xe khác nhau. Điều đó đồng nghĩa với việc họ sử dụng rất nhiều gia tốc kế cho các phép đo khác nhau, và tất cả những cảm biến này đều phải được hiệu chuẩn thường xuyên. Để bảo đảm việc hiệu chuẩn chính xác, Bosmal đã liên hệ RULA.

Vì sao hiệu chuẩn cảm biến lại quan trọng đến vậy?

Gia tốc kế là thiết bị cơ điện, và như mọi thiết bị đo, độ nhạy của nó có thể trôi theo thời gian. Nguyên nhân có thể là va đập, nhiệt độ, tuổi thọ của vật liệu cảm biến hay đơn giản là sử dụng lâu ngày. Một cảm biến lệch vài phần trăm có thể không gây chú ý khi đo thông thường, nhưng đủ để làm sai kết quả thử độ bền hoặc đánh giá tuân thủ.

Với một phòng thí nghiệm cung cấp dịch vụ cho nhiều hãng xe, rủi ro còn lớn hơn: kết quả của họ là căn cứ để khách hàng ra quyết định thiết kế. Hiệu chuẩn đúng quy trình và có thể truy xuất là điều kiện để dữ liệu có giá trị.

ISO/IEC 17025 là gì?

ISO/IEC 17025 là tiêu chuẩn quy định các yêu cầu chung về năng lực của phòng thử nghiệm và phòng hiệu chuẩn. Nói cách khác, đây là “tấm vé” cho thấy một phòng thí nghiệm làm việc có hệ thống, có quy trình rõ ràng và có khả năng cho ra kết quả đáng tin cậy. Tiêu chuẩn này cũng giúp các phòng thí nghiệm nâng cao hiệu quả hoạt động của mình.

Với Bosmal, việc hiệu chuẩn theo ISO 17025 là yêu cầu then chốt để dữ liệu của họ có sức nặng khi làm việc với các hãng xe.

Giải pháp RULA: bộ hiệu chuẩn trọn gói  

Thay vì cung cấp từng thiết bị rời rạc, RULA đưa ra một bộ hiệu chuẩn hoàn chỉnh, đáp ứng đầy đủ nhu cầu của phòng thí nghiệm. Bộ này bao gồm:

• Bàn rung (shaker) để tạo ra dao động chuẩn.
• Bộ khuếch đại công suất để cấp năng lượng cho bàn rung.
• Cảm biến tham chiếu (reference sensor) làm chuẩn so sánh.
• Phần mềm và phần cứng độc quyền của RULA để điều khiển quá trình hiệu chuẩn và xử lý kết quả.

Cách tiếp cận trọn gói có một lợi thế rõ ràng: các thành phần đã được thiết kế để làm việc cùng nhau, nên phòng thí nghiệm không phải tự ghép nối và kiểm tra sự tương thích giữa nhiều nhà cung cấp.

Cách hiệu chuẩn hoạt động

Nguyên lý hiệu chuẩn so sánh khá trực quan. Cảm biến cần kiểm tra được gắn cùng với cảm biến tham chiếu lên bàn rung. Bàn rung dao động ở các tần số và biên độ xác định. Phần mềm đọc tín hiệu của cả hai cảm biến rồi so sánh để tính độ nhạy của cảm biến cần hiệu chuẩn và độ lệch của nó so với chuẩn.

Giao diện phần mềm của RULA cho phép khai báo các thông số của cảm biến như model, số sê-ri, loại cảm biến (ví dụ IEPE), độ nhạy, khối lượng và đường kính, đồng thời đặt các giới hạn như độ lệch độ nhạy cho phép hay giới hạn phi tuyến biên độ. Có sẵn cơ sở dữ liệu cảm biến, chức năng đọc TEDS (bảng dữ liệu điện tử tích hợp trong cảm biến) và phần cài đặt báo cáo, giúp việc hiệu chuẩn nhanh và nhất quán hơn.

Kết quả hiệu chuẩn

Các gia tốc kế được hiệu chuẩn bằng profile sine trong dải tần từ 5 đến 10.000 Hz, ở mức 1 m/s², theo ISO 17025. Đây là một dải tần rộng, bao phủ phần lớn các ứng dụng đo rung trong ngành ô tô, từ rung kết cấu tần số thấp đến các hiện tượng tần số cao.

RULA đã cung cấp thành công toàn bộ bộ hiệu chuẩn cho nhu cầu của phòng thí nghiệm Bosmal.

Cần lưu ý rằng tài liệu gốc không nêu số lượng cảm biến đã hiệu chuẩn hay mức độ không đảm bảo đo cụ thể, vì vậy bài viết chỉ nêu những gì đã được xác nhận: cấu hình bộ giải pháp, dải tần và mức hiệu chuẩn, cùng tiêu chuẩn áp dụng.

Gợi ý cho phòng thí nghiệm đang cần hiệu chuẩn cảm biến

Từ trường hợp của Bosmal, có thể rút ra vài điểm hữu ích:

• Xác định tiêu chuẩn từ đầu. Nếu kết quả của bạn phục vụ khách hàng bên ngoài, ISO/IEC 17025 gần như là điều kiện bắt buộc về mặt uy tín.
• Chọn dải tần phù hợp với ứng dụng. Dải 5–10.000 Hz đủ rộng cho phần lớn nhu cầu ô tô, nhưng cảm biến dùng cho ứng dụng đặc thù có thể cần dải khác.
• Ưu tiên bộ giải pháp đồng bộ. Bàn rung, bộ khuếch đại, cảm biến chuẩn và phần mềm cùng một hệ giúp giảm rủi ro không tương thích.
• Lên lịch hiệu chuẩn định kỳ. Với số lượng cảm biến lớn như Bosmal, quy trình nhanh và có thể lặp lại là yếu tố then chốt.

Câu hỏi thường gặp

Hiệu chuẩn gia tốc kế là gì?

Là quá trình so sánh cảm biến với một cảm biến chuẩn trong điều kiện dao động xác định, để xác định độ nhạy thực của cảm biến và độ lệch so với giá trị chuẩn.

ISO 17025 áp dụng cho ai?

Cho các phòng thử nghiệm và phòng hiệu chuẩn muốn chứng minh năng lực kỹ thuật và khả năng cho ra kết quả đáng tin cậy.

Bộ hiệu chuẩn của RULA gồm những gì?

Gồm bàn rung, bộ khuếch đại, cảm biến tham chiếu, cùng phần mềm và phần cứng riêng của RULA.

Bao lâu nên hiệu chuẩn cảm biến một lần?

Tài liệu của RULA nhấn mạnh việc hiệu chuẩn thường xuyên. Chu kỳ cụ thể nên dựa vào quy định của phòng thí nghiệm, khuyến cáo của nhà sản xuất cảm biến và mức độ sử dụng.

Cần hệ thống hiệu chuẩn cảm biến rung?

Nếu phòng thí nghiệm của bạn cần hiệu chuẩn gia tốc kế theo ISO/IEC 17025, hãy liên hệ để được tư vấn cấu hình bộ hiệu chuẩn phù hợp. RULA là nhà sản xuất tại Latvia, sản phẩm có dấu CE và hiện diện tại hơn 40 quốc gia.