NIST-rückführbare Kalibrierung: Was sie bedeutet und was Sie Ihren Kalibrierdienstleister fragen sollten

Was „NIST-rückführbar“ bedeutet

Der Begriff stammt aus dem Internationalen Wörterbuch der Metrologie (VIM, JCGM 200:2012). Eintrag 2.41 definiert die metrologische Rückführbarkeit als Eigenschaft eines Messergebnisses, wobei das Ergebnis durch eine dokumentierte, ununterbrochene Kette von Kalibrierungen, von denen jede zur Messunsicherheit beiträgt, mit einer Referenz verknüpft werden kann. Das NIST übernimmt diese Definition in seinen eigenen Grundsätzen zur Rückführbarkeit.

Das NIST bezeichnet die Formulierung „rückführbar auf das NIST“ als Kurzform. Sinnvoll ist sie nur, wenn sie für die Rückführbarkeit über das NIST auf das SI oder auf eine andere angegebene Referenz steht. In der Praxis verläuft die Kette von Ihrem Messmittel zum Bezugsnormal des Dienstleisters, dann über etwaige Labore dazwischen bis zu den Normalen des NIST. Jede Stufe ist eine Kalibrierung mit eigener angegebener Messunsicherheit.

Rückführbarkeit ist eine Eigenschaft eines Messergebnisses. Das NIST stellt klar, dass ein Messgerät, ein Normal, ein Labor oder ein Unternehmen selbst nicht rückführbar sein kann. Ein Messschieber ist also nicht NIST-rückführbar. Die Messwerte auf seinem Kalibrierschein können es sein, wenn die Kette und die Messunsicherheit dahinter dokumentiert sind.

• Metrologische Rückführbarkeit erklärt

Was „NIST-rückführbar“ nicht bedeutet

• Es bedeutet nicht, dass das NIST Ihr Messgerät kalibriert hat. Das NIST fügt hinzu, dass selbst ein beim NIST kalibriertes Gerät Ihre späteren Ergebnisse nicht von sich aus rückführbar macht. Die Kette braucht außerdem angegebene Messunsicherheiten und eine kontrollierte Übertragung in Ihre eigenen Messungen.
• Es bedeutet nicht, dass das NIST den Dienstleister oder den Kalibrierschein anerkannt hat. Das NIST erklärt, dass es die Rückführbarkeit von Messergebnissen weder definiert noch vorgibt, zusichert oder zertifiziert, außer bei Ergebnissen, die es selbst liefert.
• Es bedeutet nicht, dass das Ergebnis für Ihre Toleranz gut genug ist. Das NIST und das VIM weisen beide darauf hin, dass Rückführbarkeit die Messunsicherheit nicht klein genug für einen bestimmten Zweck macht. Auch ein rückführbares Ergebnis kann für die Aufgabe zu unsicher sein.
• Für sich allein beweist es nichts. Ohne die Kette, die Referenz und die Messunsicherheit dahinter ist die Formulierung ein Etikett und kein Nachweis.

Wer den Nachweis erbringen muss

Das NIST teilt die Aufgabe in seinen Grundsätzen in zwei Teile. Eine Aussage zur Rückführbarkeit zu belegen, ist Sache desjenigen, der das Ergebnis liefert. Bei einer Kalibrierung ist das das Labor, das den Kalibrierschein ausgestellt hat. Die Aussage zu bewerten, ist Sache des Anwenders, also Ihre.

Ein Kalibrierschein mit dem Vermerk „NIST-rückführbar“ ist also der Anfang einer Prüfung, nicht ihr Ende. In den FAQ des NIST zur Rückführbarkeit steht, worauf sich eine solche Aussage stützen sollte: eine klar definierte gemessene Eigenschaft, eine vollständige Beschreibung des Messsystems, das Ergebnis mit seiner dokumentierten Messunsicherheit, eine vollständige Spezifikation der Referenz und eine laufende Sicherung der Messqualität für das Messsystem wie für die Referenz.

Sie müssen nicht jedes Glied selbst prüfen. Die Akkreditierung, um die es weiter unten geht, ist der übliche Weg zu einer unabhängigen Prüfung der Glieder, die Sie nicht einsehen können.

Was ein rückführbarer Kalibrierschein zeigen sollte

ISO/IEC 17025:2017 legt fest, was ein Kalibrierschein eines Labors, das nach dieser Norm arbeitet, enthalten muss. Zu den Angaben, die Abschnitt 7.8.4.1 zu den allgemeinen Berichtsinhalten hinzufügt, gehören die Messunsicherheit, die Bedingungen, die die Ergebnisse beeinflussen, eine Aussage dazu, wie die Messungen metrologisch rückführbar sind, und die Ergebnisse vor und nach einer Justierung oder Reparatur. Achten Sie bei einer Prüfung der Rückführbarkeit auf Folgendes.

• Ergebnisse mit Einheiten, jeweils mit ihrer Messunsicherheit und dem Erweiterungsfaktor oder dem Vertrauensniveau.
• Eine Rückführbarkeitsaussage, die den Weg nennt, zum Beispiel auf das SI über das NIST oder über ein anderes nationales Metrologieinstitut.
• Die verwendeten Bezugsnormale, so genau bezeichnet, dass das Labor deren eigene Kalibrierscheine auf Nachfrage vorlegen kann.
• Das Kalibrierdatum, das verwendete Verfahren und die Umgebungsbedingungen, soweit sie die Ergebnisse beeinflussen.
• Ergebnisse vor und nach der Justierung, wenn das Messgerät justiert oder repariert wurde.
• Bei akkreditierten Leistungen das Akkreditierungssymbol der Akkreditierungsstelle oder ein Textverweis auf die Akkreditierung des Labors. Die ILAC-Grundsätze akzeptieren das als Nachweis für die metrologische Rückführbarkeit, wenn die Kalibrierung innerhalb des Akkreditierungsumfangs des Labors liegt.
• Die Entscheidungsregel hinter jeder Aussage zu bestanden oder nicht bestanden.

• Anforderungen an den Kalibrierschein, mit Checkliste

Wie die Akkreditierung nach ISO/IEC 17025 mit der Aussage zusammenhängt

Kalibrierlabore werden nach ISO/IEC 17025:2017 akkreditiert. Abschnitt 6.5 verlangt, dass ein Labor die metrologische Rückführbarkeit seiner Ergebnisse über eine dokumentierte, ununterbrochene Kette von Kalibrierungen herstellt und aufrechterhält, von denen jede zur Messunsicherheit beiträgt, in der Regel auf das SI. Nach den ILAC-Grundsätzen bewertet die Akkreditierungsstelle die Nachweise des Labors für diese Rückführbarkeit und für seine Messunsicherheit.

Das ILAC-Dokument P10:07/2020 legt außerdem fest, woher die Kalibrierungen für die eigenen Messmittel eines Labors kommen sollen, wenn Rückführbarkeit gefordert ist. Die beiden Hauptwege sind ein nationales Metrologieinstitut, dessen Dienstleistung vom CIPM MRA abgedeckt ist, oder ein akkreditiertes Kalibrierlabor, dessen Akkreditierungsumfang diese Kalibrierung abdeckt und dessen Akkreditierungsstelle dem ILAC-Abkommen angehört. Andere Wege sind für Fälle gedacht, in denen beides für eine bestimmte Kalibrierung nicht möglich ist.

Die Akkreditierung ist ein starker Nachweis, aber keine Pauschalbestätigung. Das NIST erklärt, dass eine Akkreditierung, auch durch sein eigenes Programm NVLAP, die Feststellung ist, dass ein Labor kompetent ist. Sie bedeutet nicht, dass das NIST hinter jeder Rückführbarkeitsaussage des Labors steht. Außerdem gilt sie nur für die Kalibrierungen, die im Akkreditierungsumfang des Labors aufgeführt sind.

Auch ein Kalibrierschein eines nicht akkreditierten Labors kann rückführbare Ergebnisse enthalten. Der Nachweis muss dann vom Labor selbst kommen, und die ILAC weist darauf hin, dass Sie diesen Lieferanten unter Umständen ähnlich bewerten müssen, wie es eine Akkreditierungsstelle tun würde.

• ISO/IEC 17025: Akkreditierung oder Zertifizierung

Rückführbarkeit außerhalb der USA

Das NIST ist das nationale Metrologieinstitut der Vereinigten Staaten. Andere Länder haben ihr eigenes, zum Beispiel die PTB in Deutschland, das NPL im Vereinigten Königreich, das LNE in Frankreich, das CEM in Spanien, das CENAM in Mexiko, das INMETRO in Brasilien, das IPQ in Portugal und das NRC in Kanada. Die Definition verlangt Rückführbarkeit auf eine angegebene Referenz, in der Regel auf das SI, und nicht auf ein bestimmtes Institut. Die ILAC nennt die Vorstellung, Rückführbarkeit sei an eine bestimmte Organisation gebunden, ein hartnäckiges Missverständnis.

Nationale Metrologieinstitute erkennen die Kalibrier- und Messscheine der jeweils anderen im Rahmen des gegenseitigen Anerkennungsabkommens des CIPM (CIPM MRA) an, und zwar für die Dienstleistungen, die in der Datenbank für Schlüsselvergleiche des BIPM (KCDB) aufgeführt sind. Das NIST weist darauf hin, dass diese Anerkennung ein auf ein Institut rückführbares Ergebnis nicht von selbst auf ein anderes rückführbar macht. Wenn ein Vertrag das NIST nennt, klären Sie vorher, ob eine Kette über ein anderes Institut akzeptiert wird.

Bei der Akkreditierung ist es genauso. Jedes Land hat eine nationale Akkreditierungsstelle, zum Beispiel die DAkkS in Deutschland, UKAS im Vereinigten Königreich, COFRAC in Frankreich, ENAC in Spanien, ema in Mexiko, Cgcre (Teil des INMETRO) in Brasilien, IPAC in Portugal und SCC in Kanada. Stellen, die das gegenseitige Anerkennungsabkommen der ILAC (ILAC MRA) unterzeichnet haben, erkennen die akkreditierten Kalibrierungen der jeweils anderen als gleichwertig an, und die ILAC veröffentlicht eine Suche nach den aktuellen Unterzeichnern.

Für Betriebe in Deutschland heißt das: Die PTB (Physikalisch-Technische Bundesanstalt) ist das nationale Metrologieinstitut, und die DAkkS (Deutsche Akkreditierungsstelle) ist die nationale Akkreditierungsstelle. Ein Kalibrierschein eines deutschen Labors nennt deshalb oft die Rückführbarkeit auf nationale Normale der PTB oder auf das SI statt auf das NIST. Das ist metrologische Rückführbarkeit im genau gleichen Sinn wie eine Kette über das NIST, und es gelten dieselben Prüfungen.

Fragen an Ihren Kalibrierdienstleister

Stellen Sie diese Fragen vor dem ersten Auftrag, und halten Sie die Antworten in der Bestellung oder in einer Dienstleistungsvereinbarung fest.

• Liegt diese Kalibrierung in Ihrem Akkreditierungsumfang? Bitte schicken Sie das Dokument mit dem Akkreditierungsumfang und nennen Sie die Akkreditierungsstelle.
• Welche Bezugsnormale verwenden Sie, und können Sie mir deren aktuelle Kalibrierscheine zeigen?
• Wo endet Ihre Kette, und über welches nationale Metrologieinstitut erreicht sie das SI?
• Welche Messunsicherheit geben Sie an meinen Prüfpunkten an, und wie verhält sie sich zu meiner Toleranz?
• Zeigt der Kalibrierschein die Ergebnisse vor und nach der Justierung, mit einer Messunsicherheit für jeden Punkt?
• Wenn Sie bestanden oder nicht bestanden angeben, welche Entscheidungsregel wenden Sie an?
• Wird ein Teil der Arbeit an Unterauftragnehmer vergeben, und steht das dann auf dem Kalibrierschein?
• Wie und wann informieren Sie mich, wenn mein Messgerät außerhalb der Toleranz vorgefunden wird?

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Häufige Fehler

• Eine Kalibrierscheinnummer als Nachweis akzeptieren. Eine Nummer kennzeichnet ein Dokument. Sie zeigt weder die Kette noch das Bezugsnormal oder die Messunsicherheit.
• Nach einer NIST-Testnummer fragen. Das NIST erklärt, dass seine Prüfberichtsnummern nur für Verwaltungszwecke gedacht sind. Sie sollten weder als alleiniger Nachweis der Rückführbarkeit verwendet noch als solcher verlangt werden.
• Die Formulierung für den Nachweis halten. Ein Kalibrierschein mit dem Vermerk „NIST-rückführbar“, der kein Bezugsnormal nennt und keine Messunsicherheit angibt, hat keine Rückführbarkeit nachgewiesen.
• Sich auf eine abgelaufene Kette verlassen. Ein Bezugsnormal, das nach seinem Fälligkeitsdatum für die Kalibrierung noch verwendet wurde, ist ein Glied, das nicht mehr aktuell ist. Das Office of Weights and Measures des NIST erwartet von den Laboren, die es anerkennt, ein System, das die Verwendung überfälliger Normale verhindert, und das NIST sagt, dass Rückführbarkeit regelmäßig neu überprüft werden muss.
• Annehmen, dass jedes Ergebnis akkreditiert ist. Ein akkreditiertes Labor kann auch Arbeiten außerhalb seines Akkreditierungsumfangs ausführen. Prüfen Sie, ob Ihre Messgröße und Ihr Messbereich im Akkreditierungsumfang stehen.
• „Rückführbar“ mit „gut genug“ verwechseln. Auch ein rückführbares Ergebnis kann eine Messunsicherheit haben, die für Ihre Toleranz zu groß ist. Vergleichen Sie beides, bevor Sie das Messgerät freigeben.

Wo Axiospec hineinpasst

Axiospec ist Software für das Kalibriermanagement. Sie erfasst jede Kalibrierung mit den Messwerten vor und nach der Justierung, dem verwendeten Bezugsnormal und dem Kalibrierschein, und sie überwacht, wann jedes Messgerät fällig ist. Sie zertifiziert keine Rückführbarkeit und macht keinen Kalibrierschein zu einem akkreditierten. Die Bewertung einer Rückführbarkeitsaussage bleibt bei Ihnen.