Τι είναι η διακρίβωση;
Η βαθμονόμηση χρόνου και συχνότητας συγκρίνει όργανα που μετρούν συχνότητα ή χρόνο με ταλαντωτή αναφοράς τεκμηριωμένης ιχνηλασιμότητας. Η αλυσίδα ιχνηλασιμότητας βασίζεται κυρίως σε αναφορές πειθαρχημένες με GPS ή ατομικές και είναι ο τομέας της μετρολογίας όπου μπορεί να επιτευχθεί η υψηλότερη ακρίβεια.
Γιατί διενεργείται;
Ο στόχος είναι η διασφάλιση ακρίβειας σε εφαρμογές που βασίζονται στη μέτρηση συχνότητας και χρόνου. Οι τηλεπικοινωνίες, οι δοκιμές RF, οι χρονοσφραγίδες καταγραφής δεδομένων και οι έλεγχοι διεργασίας βάσει διάρκειας εξαρτώνται από αυτή τη μέτρηση.
Σε ποια όργανα;
- Μετρητές συχνότητας
- Ταλαντωτές αναφοράς και κρυστάλλου (OCXO, TCXO)
- Ταλαντωτές πειθαρχημένοι με GPS
- Χρονόμετρα και timer
- Η βάση χρόνου των γεννητριών σήματος
- Συστήματα καταγραφής που παράγουν χρονοσφραγίδες
Μετρούμενα μεγέθη
- Σφάλμα συχνότητας (σχετικό, σε ppm ή ppb)
- Ακρίβεια χρονικού διαστήματος
- Βραχυπρόθεσμη σταθερότητα (απόκλιση Allan)
- Μακροπρόθεσμη ολίσθηση (γήρανση)
- Συμπεριφορά αποκατάστασης μετά την προθέρμανση
Διάστημα διακρίβωσης
Το διάστημα βαθμονόμησης δεν καθορίζεται από κανένα πρότυπο και δεν υπάρχει γενικός κανόνας τύπου «μία φορά τον χρόνο». Ορίζεται σταθμίζοντας μαζί τη σύσταση του κατασκευαστή, τη συχνότητα και τις συνθήκες χρήσης, την κρισιμότητα της μέτρησης, την τάση ολίσθησης από προηγούμενα αποτελέσματα και τυχόν νομική απαίτηση. Το ILAC-G24 / OIML D10 περιγράφουν τις μεθόδους. Η ορθή προσέγγιση είναι να ξεκινά κανείς με εύλογο διάστημα και να το επιμηκύνει ή να το συντομεύει βάσει των επόμενων αποτελεσμάτων: επιμήκυνση για σταθερό όργανο, συντόμευση για όργανο που ολισθαίνει.
Μέθοδος και ιχνηλασιμότητα
- ISO/IEC 17025
- IEEE 1139 (ορισμοί σταθερότητας συχνότητας)
- ITU-T G.811 (πρωτεύον ρολόι αναφοράς)
- JCGM 100 (GUM — αβεβαιότητα)
Μέθοδος και ιχνηλασιμότητα
- ISO/IEC 17025
- IEEE 1139 (ορισμοί σταθερότητας συχνότητας)
- ITU-T G.811 (πρωτεύον ρολόι αναφοράς)
- JCGM 100 (GUM — αβεβαιότητα)
Διαδικασία διακρίβωσης
- 1Παραλαβή οργάνου και αρχικός έλεγχοςΕξετάζονται η λειτουργία του οργάνου και η κατάσταση συνδέσμων και ακίδων. Καταγράφονται η έκδοση λογισμικού και τυχόν κατάσταση εσωτερικής βαθμονόμησης.
- 2Χρόνος προθέρμανσηςΤο όργανο λειτουργεί για τον χρόνο που ορίζει ο κατασκευαστής ώστε να σταθεροποιηθεί θερμικά. Μέτρηση χωρίς προθέρμανση δεν αποδίδει την πραγματική επίδοση.
- 3Προετοιμασία της πηγής αναφοράςΤίθεται σε λειτουργία πολυλειτουργικός βαθμονομητής ή πρότυπο αναφοράς με τεκμηριωμένη ιχνηλασιμότητα και επιβεβαιώνεται η σταθερότητά του.
- 4Επιλογή λειτουργίας και εύρουςΟρίζονται σημεία μέτρησης για κάθε λειτουργία του οργάνου (τάση DC/AC, ρεύμα, αντίσταση, συχνότητα) και για τα χρησιμοποιούμενα εύρη.
- 5Λήψη των μετρήσεωνΣε κάθε σημείο εφαρμόζεται η τιμή αναφοράς και καταγράφεται η ένδειξη· λαμβάνονται υπόψη επιδράσεις καλωδίων, θερμοηλεκτρικής τάσης και φόρτισης.
- 6Υπολογισμός της απόκλισηςΗ διαφορά ανάγνωσης και αναφοράς υπολογίζεται σε απόλυτη τιμή και ως ποσοστό της ανάγνωσης.
- 7Ισολογισμός αβεβαιότηταςΣυνδυάζονται η αβεβαιότητα και η ολίσθηση του βαθμονομητή αναφοράς, η διακριτική ικανότητα, ο θόρυβος και η επαναληψιμότητα. Στο ηλεκτρικό πεδίο η ολίσθηση του προτύπου είναι συνήθως η μεγαλύτερη συνεισφορά.
- 8Έκδοση του πιστοποιητικούΤα αποτελέσματα αναφέρονται ανά λειτουργία και ανά σημείο· εφόσον ζητηθεί, προστίθεται δήλωση συμμόρφωσης με κανόνα απόφασης.
Αβεβαιότητα μέτρησης
Κάθε αποτέλεσμα βαθμονόμησης δίνεται μαζί με αβεβαιότητα μέτρησης· αποτέλεσμα χωρίς αυτήν είναι ελλιπές. Η αβεβαιότητα υπολογίζεται κατά GUM (JCGM 100): συνδυάζονται η αβεβαιότητα του προτύπου, η επαναληψιμότητα, η διακριτική ικανότητα, οι περιβαλλοντικές επιδράσεις και η σταθερότητα του οργάνου. Το πιστοποιητικό αναφέρει τη διευρυμένη αβεβαιότητα με τον συντελεστή κάλυψης (συνήθως k = 2) και το κατά προσέγγιση επίπεδο εμπιστοσύνης. Η μικρότερη δηλώσιμη αβεβαιότητα περιορίζεται από την ικανότητα βαθμονόμησης και μέτρησης (CMC) του διαπιστευμένου πεδίου· καλύτερη δεν δηλώνεται.
- Η αβεβαιότητα και ο ρυθμός γήρανσης του ταλαντωτή αναφοράς
- Ο χρόνος μέτρησης (χρόνος πύλης) και η ανάλυση που δίνει
- Σταθερότητα θερμοκρασίας
- Η απόκλιση που προκύπτει εάν ο χρόνος προθέρμανσης δεν είναι επαρκής
- Καθυστέρηση καλωδίου (σε μετρήσεις χρόνου)
- Επιδράσεις σκανδαλισμού και θορύβου
Περιεχόμενο πιστοποιητικού
- Στοιχεία εργαστηρίου και αριθμός πιστοποιητικού
- Ο πελάτης και η ταυτοποίηση του βαθμονομημένου οργάνου: μάρκα, μοντέλο, αριθμός σειράς
- Ημερομηνία βαθμονόμησης και ημερομηνία έκδοσης
- Εφαρμοζόμενη μέθοδος βαθμονόμησης ή παραπομπή στη διαδικασία
- Χρησιμοποιούμενα πρότυπα αναφοράς και στοιχεία ιχνηλασιμότητας
- Συνθήκες περιβάλλοντος κατά τη βαθμονόμηση (θερμοκρασία, υγρασία και, όπου χρειάζεται, πίεση)
- Σημεία μέτρησης, τιμές αναφοράς και ενδείξεις οργάνου
- Οι υπολογισμένες αποκλίσεις
- Διευρυμένη αβεβαιότητα μέτρησης και συντελεστής κάλυψης
- Το προσωπικό που εκτέλεσε και ενέκρινε τη βαθμονόμηση
- Ο χρόνος μέτρησης (χρόνος πύλης) και οι συνθήκες μέτρησης
- Το σχετικό σφάλμα συχνότητας
- Χρόνος προθέρμανσης
- Η πηγή ιχνηλασιμότητας της αναφοράς
Δήλωση συμμόρφωσης και όρια
Το πιστοποιητικό βαθμονόμησης ΔΕΝ είναι πιστοποιητικό συμμόρφωσης. Η βαθμονόμηση μετρά και αναφέρει την απόκλιση του οργάνου· δεν τη διορθώνει και δεν δηλώνει ότι το όργανο είναι «σωστό». Για να κριθεί η καταλληλότητα προς χρήση πρέπει να οριστεί ανοχή (κριτήριο αποδοχής), και την ορίζει ο χρήστης, όχι το εργαστήριο. Αν ζητηθεί δήλωση συμμόρφωσης, το ISO/IEC 17025 §7.8.6 απαιτεί να συμφωνηθεί εκ των προτέρων ΚΑΝΟΝΑΣ ΑΠΟΦΑΣΗΣ που ορίζει πώς λαμβάνεται υπόψη η αβεβαιότητα· δήλωση που την αγνοεί είναι παραπλανητική. Επιπλέον, το πιστοποιητικό αποτυπώνει την κατάσταση ΚΑΤΑ ΤΟΝ ΧΡΟΝΟ της βαθμονόμησης: μεταγενέστερη χρήση, μεταφορά ή κρούση μπορεί να τη μεταβάλουν και δεν καλύπτονται. Αν αναγράφεται ημερομηνία επόμενης βαθμονόμησης, δεν είναι απόφαση του εργαστηρίου αλλά υπενθύμιση βάσει του διαστήματος που δήλωσε ο πελάτης.
Διαπίστευση
Η βαθμονόμηση διενεργείται κατά ISO/IEC 17025, που απαιτεί τεχνική επάρκεια, αμεροληψία και μετρολογική ιχνηλασιμότητα του εργαστηρίου. Η διαπίστευση χορηγείται ανά ΜΕΘΟΔΟ και ΕΥΡΟΣ ΜΕΤΡΗΣΗΣ: μέγεθος ή εύρος που δεν περιλαμβάνεται στο παράρτημα του πεδίου δεν είναι διαπιστευμένο και δεν εκδίδεται πιστοποιητικό με σήμα διαπίστευσης για τη μέτρηση αυτή. Το πεδίο ορίζει επίσης τη μικρότερη αβεβαιότητα που μπορεί να προσφέρει το εργαστήριο (CMC)· καλύτερη δεν δηλώνεται. Η EUROLAB διαθέτει διεθνώς αναγνωρισμένη διαπίστευση κατά ISO/IEC 17025 από φορείς της συμφωνίας ILAC· το αν το όργανό σας μπορεί να βαθμονομηθεί εντός διαπιστευμένου πεδίου επιβεβαιώνεται εγγράφως στο στάδιο της προσφοράς.
Πεδίο και εξουσιοδοτήσειςΣχετικές διακριβώσεις
Συχνές ερωτήσεις
Γιατί τονίζεται τόσο ο χρόνος προθέρμανσης;
Οι κρυσταλλικοί ταλαντωτές ολισθαίνουν έντονα όταν είναι κρύοι και φτάνουν σε σταθερή συχνότητα μόνο όταν επιτύχουν θερμική ισορροπία. Μια μέτρηση που πραγματοποιείται χωρίς αναμονή του χρόνου που ορίζει ο κατασκευαστής δείχνει ένα σημείο στην καμπύλη προθέρμανσης, όχι την πραγματική απόδοση του οργάνου.
Γιατί το σφάλμα συχνότητας δίνεται σε ppm ή ppb;
Σε αυτόν τον τομέα, η απόκλιση είναι πιο ουσιαστική όταν εκφράζεται σχετικά παρά απόλυτα: ένα σφάλμα 1 Hz στα 10 MHz και ένα σφάλμα 1 Hz στο 1 GHz αντιπροσωπεύουν πολύ διαφορετικές αποδόσεις. Η σχετική έκφραση επιτρέπει τη σύγκριση οργάνων ανεξάρτητα από τη συχνότητα.
Η βαθμονόμηση διορθώνει το όργανό μου;
Όχι. Η βαθμονόμηση μετρά και αναφέρει την απόκλιση· η ρύθμιση είναι ξεχωριστή διαδικασία και πρέπει να ζητηθεί. Όταν γίνεται ρύθμιση, τα αποτελέσματα πριν και μετά τη ρύθμιση αναφέρονται ξεχωριστά — αυτό σας επιτρέπει να δείτε πόσο ολίσθησε το όργανο κατά τη διάρκεια του διαστήματος βαθμονόμησής του.
Αρκεί η δική του εσωτερική βαθμονόμηση του οργάνου;
Όχι. Η εσωτερική βαθμονόμηση είναι μια ρύθμιση που κάνει το όργανο ως προς τη δική του εσωτερική αναφορά και δεν παρέχει ιχνηλασιμότητα προς τον έξω κόσμο. Η ίδια η εσωτερική αναφορά επίσης ολισθαίνει με τον χρόνο· δεν υποκαθιστά μια ιχνηλάσιμη εξωτερική βαθμονόμηση.