Få kan mäta sig med RISE

Vi människor har alltid varit intresserade av att mäta. Vår vardag är fylld av aktiviteter som vi kan mäta i siffror: Hur fort springer du? Vad är klockan? Hur mycket väger bananerna?

Mätteknik – eller metrologi – är läran om mätning. På en professionell nivå talas det om kvalitetssäkrad mätteknik. Hos forskningsinstitutet RISE finns experter som har i uppdrag att hjälpa industrin och samhällsaktörer med mätning. Mätningarna kan ligga till grund för beslut som ska fattas om produktion eller affärsinriktning – men kan lika gärna röra ett automatiserat beslut inom styr- och reglerteknik.

– Korrekta mätningar är nödvändiga för att företag ska kunna fatta kloka beslut på en internationell marknad. Ett kilogram måste väga lika mycket oavsett var i världen vi befinner oss. Vi måste kunna lita på att vi får det vi betalar för, säger Jan Johansson, forskare och ansvarig för riksmätplatsverksamheten hos RISE.

RISE är Sveriges NMI (Nationellt Mättekniskt Institut) och ansvarar för de flesta av de så kallade riksmätplatserna, som har i uppdrag att säkerställa spårbarhet till det internationella måttsystemet SI (läs mer i faktarutan).

Mått för det mesta

Längd var bland det första som människan började mäta på ett mer systematiskt sätt. Det första universella måttsystemet utvecklades på 1600-talet. Drygt hundra år senare, i slutet av 1700-talet, började ett kilogram att definierats utifrån vikten av en kubikcentimeter vatten vid temperaturen fyra grader Celsius.

Prototyper av kilogrammet har tillverkats i flera omgångar, den första gjordes i platina 1799. Världskilogrammet förvaras i dag på BIPM (Byrån för mått och vikt) i Paris, nära floden Seine. Kopior finns utplacerade på flera håll i världen – varav två är inlåsta i ett kassavalv hos RISE i Borås, där den svenska riksmätplatsen för massa ligger.

– Det är inte så ofta vi behöver ta fram dem, men bara vetskapen om att vi har dem hos oss skapar trygghet, säger Jan Johansson.

En stor del av den kvalitetssäkrade mättekniken grundar sig på tid och frekvens. Din smarta telefon ger dig via olika appar tillgång till mätningar med globala navigationssatellitsystem (GNSS). Dessa mätningar sker med en noggrannhet i tid på tio nanosekunder och i position på mellan tio och tjugo meter. Oavsett om du befinner dig i Östersund eller Bombay.

Den svenska riksmätplatsen för tid och frekvens är också den placerad hos RISE i Borås. Dess uppgift är att upprätthålla och tillgängliggöra den svenska normaltiden till industri och samhälle. Många system är i dag beroende av att ha tillgång till korrekt tid, till exempel inom kommunikation och ekonomiska transaktioner.

– Det kan till exempel handla om att vi tillgängliggör den svenska tidsskalan till företag och organisationer som har högt ställda krav på säker och noggrann tid eller att vi hjälper till med att bygga upp deras egna tidsystem, säger Jan Johansson.

Stora förluster vid fel

Jan Johansson ser arbetet med kvalitetssäkrad mätteknik som en betydelsefull del i många företags standardiseringsprocesser. För att kunna certifiera sig mot bland annat ISO-standarder är det nödvändigt att företaget har mätinstrument som är rätt kalibrerade.

ISO (International Organisation for Standardization) arbetar för att skapa och utveckla internationella standarder för branscher över hela världen. En ISO-standard innehåller ett antal krav som företag ska uppfylla.

– Vi kan ta en biltillverkare som exempel. Företaget har ofta ett stort antal underleverantörer som förser dem med komponenter till bilarna. Om inte längd- och dimensionsmått stämmer måste produkterna kasseras och förlusterna för företaget kan bli stora, säger Jan Johansson.

Det är därför viktigt att biltillverkaren säkerställer att alla som ingår i leveranskedjan har kalibrerat sina mätinstrument och att det finns en spårbarhet, det vill säga att instrumenten är kalibrerade mot en referens. Riksmätplatserna står ofta för den yttersta referensen i spårbarhetskedjan.

Digitaliseringen en utmaning

Större företag har ofta egna kalibreringslaboratorier som är ackrediterade av Swedac, en statlig myndighet som kontrollerar kvalitet och säkerhet. Mindre företag utan egna laboratorier vänder sig till ackrediterade leverantörer som utför kontrollerna.

– Här på RISE utför vi inga masskalibreringar. Vi är en rådgivande instans, du behöver inte ha en specifik fråga för att kontakta oss, säger Jan Johansson.

RISE erbjuder också tjänster inom forskning, utveckling av ny mätteknik, framtagande av mätreferenser och specialiserade mätinstrument.

Allt fler företag och organisationer kontaktar riksmätplatserna vid RISE för rådgivning och tjänster inom kalibrering i första hand. Enligt Jan Johansson har företagens behov av fördjupad kunskap om kvalitetssäkring ökat de senaste åren.

– Det beror på högre krav både inom industri och forskning. Tidigare har många företag kalibrerat sina instrument utan att ha djupare förståelse av resultaten. Nu ser vi ett växande intresse för instrumentens historik och hur det kan påverka produktivitet och effektivitet.

Industrisektorns pågående automatisering och digitalisering innebär också en stor utmaning för den kvalitetssäkrade mättekniken.

– Vi kommer att se ökade krav och behov, bland annat på hantering och kvalitetssäkring av stora mängder data. Det finns otroligt mycket mätdata inom de flesta teknikområden, inte minst inom energidistribution och vattenförsörjning, säger Jan Johansson.

------------------------

Om SI-systemet

SI står för Système International d'Unités, vilket på franska betyder "det internationella måttenhetssystemet". Systemet är en förutsättning för naturvetenskap, teknikutveckling och internationell handel.

SI är uppbyggt av sju grundenheter:

Kilogram (kg) – massa

Meter (m) – längd

Sekund (s) – tid

Ampere (A) – ström

Kelvin (K) – temperatur

Mol (mol) – substansmängd

Candela (cd) – ljusstyrka

Riksmätplatser i Sverige

RISE är formellt utsett till Nationellt Mättekniskt Institut och ansvarar genom de så kallade riksmätplatserna för de centrala mätstorheterna i SI-systemet. Regering och riksdag har beslutat om vilka riksmätplatser som ska finnas i Sverige och vilken organisation som ska ha ansvar för dem. Riksmätplatserna anses vara de som kan leverera kalibreringstjänster med den bästa mätförmågan i Sverige.

Tack vare kedjor av kalibreringar och internationella jämförelsemätningar kan riksmätplatsen säkerställa att ett kilogram väger lika mycket och att en meter är lika lång oavsett var i världen vi än befinner oss.

Det finns 14 riksmätplatser, varav 13 är placerade hos RISE i Borås. Strålskyddsmyndigheten i Solna är riksmätplats för joniserande strålning. Historiskt sett var det Statens Provningsanstalt, som numera ingår i RISE, som hade huvudansvaret för riksmätplatserna.