テーマ解説 計測器の JCSS 校正業務 JCSS Calibration of Measuring Instruments 前部則雄 *1 1. はじめに計測器校正室は 平成 13 年より財団内で保有する一軸試験機 はかりおよびノギス等を対象に校正業務を開始した その実績を基に平成 15 年に一軸試験機について 計量法に基づく校正事業者認定制度 ( 現 : 登録制度 JCSS) の認定を取得し 本格的にJCSS 校正業務を開始した その後 順次 はかり ノギス等とJCSS 校正業務範囲を拡大している 本稿では JCSS 校正の概要および当室が実施する JCSS 校正業務の状況を説明することにより ユーザーの皆様のJCSS 校正への理解が深まることを期待する 2. 計測器のJCSS 校正 2. 1 校正とは校正とは 計器又は測定系の示す値 若しくは実量器又は標準物質の表す値と 標準によって実現される値との間の関係を確定する一連の作業 と JIS Z 8103 計測用語 では定義されている 要約すると 計測器が示す値を測定し標準器の値との差 ( 器差 ) を下式により算出することで 標準器と関連付ける行為である よって 計測器の基準値に対する合否を判定するものではなく また 校正の有効期間を校正事業者が定めるものでもない ( 器差 )=( 計測器が示す値 )-( 標準器の値 ) 2. 2 JCSSとは JCSS(Japan Calibration Service Systemの略 ) は 計量法に基づくトレーサビリティ制度であり 計量標準 供給制度および校正事業者登録制度より構成される そのうち 校正事業者登録制度とは 国から指定を受けた独立行政法人製品評価技術基盤機構が 計測器の校正事業者として登録を受けようとする機関を対象として 審査基準に基づき書類および技術的能力について審査を実施し 登録を与える制度である 登録の認定区分は24 区分が定められており 現在 約 230 機関の事業者が登録を受けている なお JCSS 制度は平成 17 年 7 月より認定制度から登録制度となった 2. 3 JCSS 校正事業者の要件とは JCSSの登録事業者となるためには 少なくとも以下の3つの要件を満足する必要がある ISO/IEC 17025(JIS Q 17025) に適合する品質システムの構築 運用 校正業務に係る適正な技術的能力の保持 校正作業に用いる標準器のトレーサビリティの整備これらの要件を整えた校正事業者に対し 同機構が登録の要求事項として国際標準化機構 (ISO) および国際電気標準会議 (IEC) が定めたISO/IEC 17025(JIS Q 17025) に基づき 品質システム 校正方法 設備 不確かさの見積もり等が適切に構築され 定めの通りに適正に運用されているかを書類および現地審査で確認する また 当室は相互承認協定 ( 国際 MRA) 対応の校正事業者であり 2 年毎に品質システムおよび技術的能力の維持状況を確認されている *1 MAEBE Norio:( 財 ) 日本建築総合試験所試験研究センター品質保証部計測器校正室主査 28
2. 4 JCSS 校正証明書当室は 写真 -2.1に示す国際 MRA 対応のJCSS 認定シンボル入りの校正証明書を発行することができる しかし 国際 MRA 非対応の校正事業者は 国内でのみ有効性を確保した JCSS のみの表示となる 認定シンボル した国家計量標準に対して 校正とそれに付随する不確かさによって測定値の位置づけを明確にすることであるとされている ISO 9001 認証国家計量標準にトレーサブルな計量標準による校正が必要 新 JIS 認証製品試験に使用する設備に対して測定のトレーサビリティの確保が必要 JNLA(JIS 法に基づく試験事業者登録制度 ) 重要な試験設備に対してJCSS 校正が必須 写真 -2.1 JCSS 認定シンボル入りの校正証明書同証明書の利点としては 以下のような内容がある 表示シンボルによって国家計量標準へのトレーサビリティの確保が証明されており トレーサビリティ体系図が不要となる 不確かさの見積もりが必要な場合 記載の不確かさを活用できる また 同証明書は APLAC( アジア太平洋試験所認定協力機構 ) およびILAC( 国際試験所認定協力機構 ) との相互承認協定を満足しており 他国でも活用できる 2. 5 JCSS 校正の必要性 2. 5. 1 計測器管理計測器は 使用の有無を問わず時間の経過とともに性能が変動し 場合によっては故障する 何時も適正な計測器を使用するには 定期的に校正を受ける必要があり その際にJCSS 校正を実施することによって精度の高い計測器管理が実現できる 2. 5. 2 JCSS 校正が要求される場面主に建設業界において 下記のISO 関連の認証等を取得するには 自社の品質システムの正当性を表明するため 使用設備に対して測定のトレーサビリティを確保する必要がある なお 測定のトレーサビリティとは, JIS Z 8103によると 通常は国際単位系 (SI 単位 ) に具現化 3. JCSS 校正の業務範囲当室は 力 ( 一軸試験機 ) 質量 ( 電子式非自動はかり ) 長さ ( 一次元寸法測定器 ) の3 区分の登録を取得している 計量法に基づく登録証を写真 -3.1 国際 MRA 対応の校正事業者に発行される認定証を写真 -3.2 に示し 具体的な業務範囲を以下に示す なお 現地校正は校正対象器の設置場所 常設校正は当財団校正室にて校正を実施する 力 ( 一軸試験機 ) 校正範囲( 現地校正 ) 力の範囲 :50 N ~ 3 MN 圧縮力のみ 最高測定能力 0.14 %(50 N 以上 3 kn 未満 ) 0.12 %(3 kn 以上 3 MN 以下 ) 質量 ( 電子式非自動はかり ) 校正範囲( 現地校正 ) ひょう量 :10 g~100 kg 目量:0.1 mg 以上 最高測定能力校正範囲毎に値を定めている ( 詳細は当財団ホームページに掲載 ) 長さ ( 一次元寸法測定器 ) 校正範囲( 現地校正または常設校正 ) ノギス :M 形 CM 形 (JIS B 7507) 外側 内側測定用 600 mm 以下マイクロメータ : 外側 (JIS B 7502) 25 mm 以下ダイヤルゲージ : 目量 :0.01 mm (JIS B 7503) 25 mm 以下 最高測定能力ノギス :0.03 mm(300 mm 以下 ) 0.04 mm(300 mm 超 600 mm 以下 ) マイクロメータ :2 μm(25 mm 以下 ) 29
ダイヤルゲージ :3 μm(25 mm 以下 ) 年毎に上位機関のJCSS 校正を受けている ( 写真 -4.1) 他事業者では環状ばね形力計の使用が多いが 当室はロードセル式力計による校正によってコンピュータによる自動測定ができ 効率的な校正が可能である 写真 -4.1 ロードセル式力計 写真 -3.1 登録証 4. 1. 3 校正方法校正手順は JIS B 7721 ( 引張試験機 圧縮試験機 - 力測定系の校正方法及び検証方法 ) を基にした当室校正手順書 CP-F01 一軸試験機の校正手順書 によって実施する 校正作業は 一軸試験機の設置場所にて一定の環境下 ( 温度 :10 ~ 35 湿度:75 % 以下 気圧 :860 hpa ~ 1060 hpa) で実施され 測定は標準器を一軸試験機の加圧部に設置し 通常は容量の 20 % 40 % 60 % 80 % 100 % の測定点に一軸試験機の指示計の値を合わせ 標準器の示す値を読取る その値は 指示計を介してコンピュータへ自動的に取り込まれる 校正状況を写真 -4.2に示す 写真 -3.2 認定証 4. JCSS 校正業務本章では 当室のJCSS 校正業務について 登録区分毎に概要 標準器 校正方法および校正結果等を説明する 4. 1 一軸試験機の校正 4. 1. 1 概要各種材料の機械的強度の測定に使用する万能試験機 圧縮試験機 ( 油圧式 ねじ式 : 以下 一軸試験機という ) について 標準器を用いての校正を実施する 4. 1. 2 標準器一軸試験機の校正に使用する 1 kn ~ 3 MNのロードセル式力計 (( 株 ) 東京測器研究所製 ) を9 台保有し 2 写真 -4.2 校正状況 ( 一軸試験機 ) 4. 1. 4 校正結果等校正結果等の報告内容は 同機構が発行する技術的要求事項適用指針に定められている その内容は 相対指示誤差 ( 器差 ) および拡張不確かさの報告に加え JIS B 7721で要求する相対繰返し誤差 相対往復誤差 相対 30
ゼロ誤差および相対分解能について報告する これらの結果を基に ユーザーが表 -4.1に示す力計測系の特性値によって試験機の等級判定を実施する なお JIS 規格の各種材料試験では 等級 1 級以上を要求している 校正の間隔は JIS B 7721において1 年を推奨している については 重力加速度の違いや設置場所の水平度の影響から ユーザーの使用場所で実施することが望ましいと考える 校正状況を写真 -4.4に示す 表 -4.1 力計測系の特性値 等級 特性値 (%) 0.5 級 1 級 2 級 3 級 指示誤差 ±0.5 ±1.0 ±2.0 ±3.0 繰返し誤差 0.5 1.0 2.0 3.0 往復誤差 ±0.75 ±1.5 ±3.0 ±4.5 ゼロ誤差 ±0.05 ±0.1 ±0.2 ±0.3 分解能 0.25 0.5 1.0 1.5 写真 -4.4 校正状況 ( 電子式非自動はかり ) 4. 2 はかりの校正 4. 2. 1 概要各種材料の質量測定に使用する電子式非自動はかり ( 電子天秤 ) について 標準器を用いての校正を実施する 4. 2. 2 標準器はかりの校正に使用する 10 g ~ 20 kgの標準分銅 (( 株 ) 村上衡器製作所製 ) を26 個保有し 3 年毎に上位機関のJCSS 校正を受けている ( 写真 -4.3) 写真 -4.3 標準分銅 4. 2. 3 校正方法校正手順は 当室校正手順書 CP-W02 はかりの校正手順書 ( 現地 ) によって実施する 校正作業は はかりの設置場所にて一定の環境下 ( 温度 :5 ~ 35 湿度 :25 %~ 85 % 気圧:900 hpa ~ 1035 hpa) で実施され 測定は繰返し性 偏置荷重 正確さ ( 器差 ) の項目を実施する 正確さの測定は通常 ひょう量を概ね等分した4 点の測定点に 標準分銅をはかりのひょう量皿上にピンセット 専用フォーク等によって載せ その際のはかりの表示値を読取る また はかりの校正場所 4. 2. 4 校正結果等校正結果等の報告内容は 前述の一軸試験機と同様に同適用指針に定められている その内容は 正確さ ( 器差 ) および拡張不確かさの報告に加え 繰返し性および偏置荷重を報告する これらの結果を基に ユーザーが設定する基準値によって使用の可否を判断する なお 基準値は製造会社が定める直線性等の仕様 試験結果に影響がない程度の器差の値を用いる場合が多く 一例として当室が保有する目量 0.1 gのはかりの場合 仕様 : 直線性 0.2 g 繰返し性 0.1 g(2 σ 相当 ) 仕様の値を加算して 0.3 gと設定する 校正の間隔は特に定めはなく ユーザーが使用用途 型式等によって設定することになるが 当室では1 2 年を推奨する 4. 3 ノギス マイクロメータおよびダイヤルゲージの校正 4. 3. 1 概要各種材料の直径および高さ等の寸法測定に使用するノギス等について 標準器を用いての校正を実施する 4. 3. 2 標準器ノギス等の校正に使用する標準器を21 個保有し ダイヤルゲージ校正器は1 年毎 他の標準器は2 年毎に上位機関のJCSS 校正を受けている ( 写真 -4.5) [ 各計測器に用いる標準器 ] ノギス: ブロックゲージおよびキャリパチェッカ マイクロメータ: ブロックゲージ ダイヤルゲージ: ダイヤルゲージ校正器 31
4. 3. 3 校正方法校正手順は 当室校正手順書 CP-L02 ノギスの校正手順書 ( 現地 ) 等の計測器毎の手順書によって実施する 校正作業は ノギス等の使用場所または当財団校正室にて一定の環境下 ( 使用場所の場合 温度 :10 ~ 30 湿度:20 %~ 80 %) で実施され 測定は一例としてノギスの場合 基点と 測定長を概ね等分した 4 点の5 点について 標準器の測定ブロック間の距離をノギスのジョウで挟み込み その際のノギスの表示値を読取る ノギスの校正状況を写真 -4.6に示す 写真 -4.5 ブロックゲージ等 型式等によって設定することになるが 当室では1 ~ 2 年を推奨する 表 -4.2 ノギスの器差の許容値 測定長 (mm) 許容値 (mm) 50 以下 ±0.02 50を超え200 以下 ±0.03 200を超え400 以下 ±0.04 400を超え600 以下 ±0.05 5. 一般校正業務本章では 当室が昨年 12 月より開始した温度計の校正業務について その概要を説明する 1) 校正概要 校正対象 : ガラス製棒温度計 抵抗温度計 校正範囲 :10 ~ 30 標準器 : 温度計校正装置 校正手順 : 標準器の温度を通常は 15 20 25 の所定温度に設定し その際の温度計の指示値を読取る 校正状況を写真 -5.1 に示す 写真 -4.6 校正状況 ( ノギス ) 写真 -5.1 校正状況 ( 温度計 ) 4. 3. 4 校正結果等校正結果等の報告内容は 前述の一軸試験機と同様に同適用指針に定められている その内容は 器差および拡張不確かさを報告する これらの結果を基に ユーザーが設定する基準値によって使用の可否を判断する なお 基準値は当該器 JIS 規格の器差の許容値 製造会社が定める器差の仕様の値を用いる場合が多く 一例としてディジタル表示式ノギス ( 最小表示量 :0.01 mm) に対する JIS B 7507 ( ノギス ) の器差の許容値を表 -4.2 に示す 校正の間隔は特に定めはなく ユーザーが使用用途 2) 校正結果等校正結果は器差のみを報告し トレーサビリティ体系図を添付する その結果は 新 JIS 認証で要求される測定のトレーサビリティを確保できる 6. おわりに今後 あらゆる経済活動の場面で 測定のトレーサビリティの確保できるJCSS 校正の必要性が高まることが考えられる 本稿の内容が, ユーザーの皆様がJCSS 校正を活用される場合のご参考となり 貴社の品質管理の更なる向上のための一助となればと考える 32