Niniejszy wpis dedykujemy profilometrowi Elcometer 224. Nasz bohater to pomarańczowe urządzenie na Fot. 1. uchwycone w pozycji bojowej. Do testu posłużył nam model najwyższy w ofercie producenta – wersja Top. Tu mała dygresja: profilometry tego typu na dobre zagościły w działach kontroli jakości, a ściślej w szorstkich dłoniach inspektorów ds. antykorozji w pierwszej dekadzie XXI w. I tak, opisywana wersja datę premiery miała koło 2007/2008 roku, a u konkurencji podobne rozwiązanie pojawiło się koło roku 2014. Profilometry igłowe służą do pomiaru parametru Ry (w niemieckich normach DIN mamy Rz). Inne parametry chropowatości możemy za pomocą tych przyrządów określić na drodze matematycznej.
Miernik przybył do nas w walizce, do której to wielkości producent zdążył nas już przyzwyczaić. Oprócz miernika, mamy etui, które po 10 latach procesów starzeniowych wygląda jak psu z …., no mniejsza z tym, skąd wyciągnięte. Całości dopełniają: szklana szybka do zerowania, ochronna zatyczka na sondę, certyfikat kalibracji fabrycznej, instrukcja obsługi, płytka z oprogramowaniem i reklamówka innych urządzeń producenta (tzw. naciągaczka).
Podstawowe dane techniczne sprzętu Elcometer 224 przedstawione są w tabeli poniżej.
| Model | Elcometer 224T |
| Zakres pomiarowy | 0 – 500 µm |
| Rozdzielczość pomiaru | 1 µm |
| Dokładność | ±5% lub ±5µm |
| Ekran | mono, 128 x 64 piksele, 1,8″ z podświetleniem |
| Materiał obudowy | ABS |
| Wymiary | 140 x 75 x 35 mm |
| Waga | 180 g |
| Sonda zintegrowana | igła z węglika wolframu, kąt stożkowy 60º, promień 50 µm |
| Zasilanie | 2 x AAA |
| Wielojęzykowe menu | tak, w tym j. polski |
| Podświetlenie ekranu | tak – diodami |
| Transfer danych | RS232, Bluetooth |
| Statystyka wykonanych pomiarów na ekranie | Liczna odczytów, wartość średnia, odchylenie standardowe, najmniejszy i największy pomiar |
| Pamięć | 50 000 pomiarów w 999 seriach |
| Rodzaje komórek pamięci (normalne, średnie zliczane) | normalne – tak; średnia zliczana – tak (1 – 255 punktów na pomiar) |
| Przegląd, czyszczenie i usuwanie serii pomiarowych | tak |
| Alfa-numeryczne nazwy komórek | nie |
| Wykres graficzny odczytów | nie |
Fot. 2. Zestaw Elcometer 224 przygotowany do pracy. 
Fot. 3. Zbliżenie na sondę mioernika.
Nasz miernik jest już weteranem, gdyż pochodzi z 2009 r. Model występował w 2 wersjach: S (Standard) i T (Top). Własności wersji S były takie, że miała tylko wbudowane różne języki, podświetlenie, statystykę kroczącą i… ochronę sondy. Te cechy plus wiele innych miała wersja Top. Acha, cena za S była ciut mniejsza. Dalszy opis dotyczy wersji Top. Miernik w zamyśle został zaprojektowany jako poręczny przyrząd terenowy ze zintegrowaną sondą. Wielkością i kształtem obudowy nie odbiega od innych rozwiązań konkurencyjnych. Charakterystyczny dla f. Elcometer, pomarańczowy kolor obudowy pozwala zawsze zidentyfikować sprzęt. Mimo upływu lat obudowa i klawiatura wyglądają i pracują nadal b. dobrze, zachowały kolor. Obudowa jest dobrze spasowana, nic nie trzeszczy, odlewy zostały dobrze spasowane, gdyż nic nie haczy ręki. Po latach tworzywa nie są odbarwione czy sparciałe, co oznacza iż producent nie oszczędzał na jakości materiałów. Jedynie etui zdradza upływ lat, jest poprzecierane i popękane, mimo bardzo rzadkiego używania sprzętu, ale o tym było wcześniej. W górnej części miernika mamy graficzny wyświetlacz LCD mono z podświetleniem. W naszym egzemplarzu podświetlenie działa punktowo, tzn. podświetla tylko mały wycinek wyświetlacza resztę traktując po macoszemu. Wielkość samego wyświetlacza zidentyfikowaliśmy jako 1,8 cala – w dzisiejszych czasach to nie powala, a rozdzielczość to 128 x 64 punktów. Czytelność wyświetlacza w dzisiejszych czasach może być co najmniej dyskusyjna, chociaż może przypaść do gustu fanom starszych rozwiązań. Poniżej wyświetlacza, w silikonowej oprawie, mamy 5 przyciskową klawiaturę. Najniżej położony przycisk odpowiada za włączanie/wyłączanie urządzenia, działanie pozostałych przycisków zależne jest od słów, które pojawiają się nad nimi na wyświetlaczu. A znaczenie zmienia się w zależności od strony menu urządzenia. Z tyłu obudowy, pod pokrywką mamy przedział na 2 baterie AAA, czyli małe paluszki. Z boku zaś po lewej stronie, prawdziwy hardcore w postaci interfejsu RS232! Nie USB, a RS…:-) Nietypowe jest również gniazdo. Aby dziś skomunikować takie urządzenie ze współcześnie produkowanymi kompami potrzebujemy przejściówki RS232-USB, do kupienia na popularnym portalu aukcyjnym. Kiedyś odpowiedni kabel można było kupić u producenta, ale dziś? Któż to wie – my nie sprawdzaliśmy. Jeśli wybierzemy drogę DIY (Zrób To Sam), problemem może być tylko zidentyfikowanie sygnałów w gnieździe miernika – postaramy się tu pomóc w późniejszym czasie, gdyby ktoś był zainteresowany. Oprócz połączenia drutowego, mamy możliwość komunikacji przez radio, a konkretnie przez Bluethooth. Sparowanie miernika z systemami Android czy Windows przebiega sprawnie i bez problemów – wystarczy wykonać kroki wskazane w aplikacji na Windows (sprawdziliśmy od wersji XP wzwyż) o czym dalej. Natomiast współpraca z Androidem, mimo sparowania na kilku urządzeniach była bardziej niż problematyczna.
Obsługa urządzenia jest prosta i intuicyjna. Dołączona instrukcja obsługi, w zasadzie trochę lakoniczna, może być pomocną w zakresie pewnych szczegółów. Zresztą inni producenci także nas tutaj nie rozpieszczają. Domyślnie pomiary wykonujemy w trybie normalnym 1 pomiar = 1 odczyt. Możemy sobie włączyć statystykę i wtedy miernik wyświetla więcej danych, jak minimum, maksimum, liczba pomiarów, średnia, odchylenie standardowe (wyświetlane wartości wybieramy w STATS). Jeśli mamy kaprys, to możemy pomiary zachować w pamięci w postacie serii pomiarowych, o czym niżej. Nazwa serii generowana jest automatycznie, a po jej otwarciu można dodatkowo np. ustawić graniczne wartości pomiarów. Nie mamy tu możliwości indywidualnego nazywania serii.
Fot. 4. Ekran powitalny, który możemy sobie konfigurować wg woli, np. własną grafiką. 
Fot. 5. Domyślny ekran w trakcie pomiaru po włączeniu. 
Fot. 6. Tu widok ekranu z włączoną statystyką.
Po włączeniu miernika i powitaniu pojawiają się nad przyciskami słowa, które tworzą menu podręczne, ale które też odsyłają nas do dalszych funkcji przyrządu. Od lewej mamy więc: ZERO, DANE (pomiary w seriach), STATS (Statystyka) i MENU (główne). Menu to znika po 2 sekundach by nie zajmować i tak małego ekranu, ale można je wywołać w każdej chwili naciskając dowolny klawisz. Przed wykonaniem pomiarów, producent zaleca sprawdzenie wyzerowania miernika. Wykorzystujemy do tego szklaną płytkę kalibracyjną. Po włączeniu miernika, wchodzimy w opcję zerowania naciskając przycisk pod poleceniem ZERO (skrajny przycisk po lewej stronie – Fot. 7). Potem postępujemy według wskazań na ekranie. Podobnie jak w przypadku miernika DeFelsko z przystawką SPG możemy jedynie „wyzerować” miernik i co najwyżej sprawdzić wskazania przy pomocy folii lub blaszek o znanej grubości.
Fot. 7. Krótka podpowiedź znaczenia klawiszy. 
Fot. 8. Zerowanie miernika. 
Fot. 9. Sprawdzenie zerowania na szklanej płytce.
Menu przyrządu jest rozbudowane, wielopiętrowe i logicznie podzielone na wiele ekranów. Struktura jest ładnie rozrysowana w instrukcji. Główna zakładka Menu liczy 7 pozycji, które w zależności od funkcji mają dalej swoje podstrony. Mamy zatem zakładkę np. Ustawienia, która z kolei liczy kilka podstron, których tu nie będziemy dalej wymieniać. Warto jednak wspomnieć o 2 opcjach: Język (mamy j. polski) i Duża czcionka (Fot. 12).
Fot. 10 Główna strona menu. 
Fot. 11. Kontynuacja głównej strony menu. 
Fot. 12. Efekt Dużej czcionki.
Z uwagi na wielkość ekraniku standardowa czcionka wydaję się być trochę za mała, więc producent postanowił dodać większą czcionkę, której krój nie przypadł nam do gustu, gdyż jest mniej czytelna on standardu. Zatem nie ma rady, trzeba nosić okulary. W Ustawieniach znajdziemy również konfigurację połączenia przez BT i RS232. Poniżej krótki przewodnik jak połączyć miernik z programem Elcomaster 2.xx. w systemach Windows.
Fot. 13. Punkt 1 – Otwieramy Elcomaster i klikamy: Podłącz miernik, następnie wybieramy miernik. 
Fot. 14. Wybieramy rodzaj połączenia , my wybraliśmy BT – komputer szuka miernika. 
Fot. 15. Nasz miernik wykryty! 
Fot. 16. Aby uwierzytelnić miernik wpisujemy sekretny kod, który znajdziemy w: MENU -> USTAWIENIA -> INFORMACJE -> INFORMACJE O MIERNIKU -> BINGO! 
Fot. 17. To właśnie tu wpisujemy sekretny kod i gotowe!
No dobra, aby ocenić jakoś wartość metrologiczną sprzętu, postanowiliśmy go porównać z młodszym bratem Elcometer 224C i RTR firmy DeFelsko. Próby wykonaliśmy na płytach testowych. Wyniki pomiarów zilustrowaliśmy na poniższych zdjęciach.
Fot. 18. Badanie profilu płyty testowe E224 
Fot. 19. Badanie porównawcze tego samego miejsca przypomocy miernika RTR. 
Fot. 20. Badanie porównawcze 2 wersji E224 i E224C.
Generalnie wskazania wszystkich przyrządów były zbliżone, mimo że na początku porównywaliśmy mierniki w trybie jeden pomiar do jednego (np. Fot. 20). Ta technika pomiaru chropowatości z definicji obarczona jest większym błędem niż np. technika taśmy replikacyjnej, ale błąd ten można kompensować ilością pomiarów, przy użyciu tzw. średniej zliczanej. Technika polega na tym że na jeden punkt pomiarowy wykonujemy blisko siebie kilka pomiarów, z których wyciągamy średnią i dopiero ją traktujemy jako jeden pomiar. Dokładniej sposób podany jest w normach. Tu warto wspomnieć, że nasz miernik realizuje taką funkcję. Średnią zliczaną wybieramy wchodząc w DANE, gdzie możemy wybrać serię Normalną (jeden punkt pomiarowy = jeden pomiar) lub właśnie Średnią zliczaną. Domyślna wartość punktów pomiarowych to 5, ale możemy wybrać dowolną wartość od 1 do 255. Im większa ilość pomiarów, tym większa teoretycznie wiarygodność pomiaru.
Na poniższych zrzutach ekranów zilustrowaliśmy różnice we wspomnianych metodach pomiarów na podstawie różnic w seriach pomiarowych. Do testu użyto płyty stalowej formatu A4, czyszczonej strumieniowo-ściernie przy użyciu śrutu stalowego G40 (Grit – ostrokrawędzisty), której to profil badaliśmy. Pomiary staraliśmy się wykonać w miarę w tych samych miejscach by były one wiarygodne. Zatem sesja pierwsza (Fot. 21.) to 1 odczyt = 1 pomiar, i takich pomiarów wykonaliśmy 100. Druga seria (Fot. 22.) została wykonana metodą średniej zliczanej, gdzie na jeden pomiar przypadało 5 odczytów. Indywidualnych odczytów wykonaliśmy również 100, przy czym podzielono je na 20 pomiarów, które uzyskano jako średnią z 5 odczytów. W przypadku 1 = 1 uzyskano średnią 32,56 µm (he, he – przyrząd ma rozdzielczość 1 µm, ale średnią wyliczy z dokładnością do 0,01 µm). Średnia drugiej serii to 29,35 µm. Różnica bezwzględna między średnimi nie jest duża, ot 3,21 µm, czyli 9 – 11 % (w zależności do której średniej się odnosimy). Wartości maksymalne i minimalne możemy sobie odpuścić, tak naprawdę nic nam to tu nie daje. Ale jeśli spojrzymy na odchylenie standardowe, to tu już zaczyna robić się ciekawie. Mianowicie w przypadku pierwszej serii Std = 11,16 µm, a w przypadku drugiej serii Std = 5,01. Odchylenie standardowe jest miarą błędu pomiaru i im jest ono większe, tym większy jest błąd pomiaru (serii). Zatem druga seria ze średnią = 29,35 µm i odchyleniem Std = 5,01 jest bardziej wiarygodną niż seria pierwsza ze średnią 32,56 µm i Std = 11,16 µm. Czy to ma znaczenie? Dokładniej te kwestie omówimy w osobnym wpisie, ale generalnie tak. Proste wnioskowanie prowadzi nas do konstatacji, że gdyby nie miało to znaczenia, to mało kto by się tym zajmował. No, ale to trochę mało – tu dotykamy pewnych rozwiązań znanych m.in. z techniki audio. Znane są one od lat pod pojęciem nadpróbkowania (oversampling) – aby zmierzyć jakąś wartość możemy to zrobić raz i zaufać pomiarowi lub zrobić to kilka (kilkadziesiąt) razy by otrzymać bardzie dokładny pomiar. Wspomniane przykłady nie są wprost odnoszące się do samego sposobu zwiększania dokładności pomiaru, ale nie mniej – tu pomaga zaawansowana analiza matematyczna. Na potrzeby naszego wpisu, warto porównać oba poniższe wykresy, a w zasadzie spróbować znaleźć korelację między nimi. Kto się otarł o giełdę, ten wie o czym mówimy. Jest jeszcze jeden ciekawy parametr, który uwiarygadnia nasze pomiary, to współczynnik zmienności (WZ), który tak naprawdę jest wyrażeniem Std/Średnia, innymi słowy normalizacją stopy błędu. No i tak, w 1 serii mamy WZ= 34,%, a w 2 serii WZ = 17,1%. No fajnie, ale co nam to mówi? Ano wiele, ale to również odbiega od głównego tematu recenzji. Niemniej do tematu także wrócimy.
Fot. 21. Statystyka pomiarów 1 punkt – 1 pomiar. 
Fot. 22. Statystyka pomiarów ze średnią zliczaną (1 pomiar = 5 punktów)
Podsumowanie
Testowany przez nas sprzęt spełnił postawione przed nim zadania. Miernik jest zgrabny, dobrze i solidnie wykonany. Uwagi możemy mieć jedynie do wyświetlacza, który jest źle podświetlony (podświetlające diody są nieprawidłowo ustawione co skutkuje słabą widocznością i refleksami) i mało czytelny. Ekran jest bardziej czytelny, gdy podświetlanie jest wyłączone, co widoczne jest na zdjęciach. Transmisja danych odbywa się poprzez port RS232 a więc wymaga specjalnego przewodu lub przez Bluetooth, my z uwagi na wrodzone nam sknerstwo łączyliśmy się z nadrzędną aplikacją tylko przez BT. Po zassaniu danych z miernika do aplikacji czeka nas zabawa z obróbką danych i generowaniem raportów, m.in. z wykresami. Dostępne są rozszerzona statystyka i listy wykonanych pomiarów. W systemie Android teoretycznie możemy na bieżąco obserwować wskazania przyrządu – nam się to nie udało. Mimo mankamentów i pewnej leciwości, sprzęt warty jest polecenia.
Warto pamiętać wieloplatformowym środowisku do przesyłu i obróbki danych. Wspierane są systemy Android i Windows, które to omówimy niebawem.
