Calibración de tiempo y frecuencia

La calibración de tiempo y frecuencia compara instrumentos que miden frecuencia o tiempo con un oscilador de referencia con trazabilidad documentada. La cadena de trazabilidad se basa principalmente en referencias disciplinadas por GPS o atómicas, y es el campo de la metrología donde se puede lograr la mayor exactitud.

El objetivo es garantizar la exactitud en las aplicaciones que dependen de la medición de frecuencia y tiempo. Las telecomunicaciones, las pruebas RF, las marcas de tiempo del registro de datos y los controles de proceso basados en duración dependen de esta medición.

• Contadores de frecuencia
• Osciladores de referencia y de cristal (OCXO, TCXO)
• Osciladores disciplinados por GPS
• Cronómetros y temporizadores
• La base de tiempo de los generadores de señales
• Sistemas de registro que generan marcas de tiempo

• Error de frecuencia (relativo, en ppm o ppb)
• Exactitud del intervalo de tiempo
• Estabilidad a corto plazo (desviación de Allan)
• Deriva a largo plazo (envejecimiento)
• Comportamiento de estabilización tras el calentamiento

El intervalo de calibración no está fijado por ninguna norma y no existe una regla general del tipo «una vez al año». Se determina ponderando conjuntamente la recomendación del fabricante, la frecuencia y las condiciones de uso, la criticidad de la medición, la deriva observada en calibraciones anteriores y, en su caso, un requisito legal. ILAC-G24 / OIML D10 describen los métodos. Lo correcto es partir de un intervalo razonable y luego alargarlo o acortarlo según los resultados posteriores: se alarga si el equipo resulta estable y se acorta si presenta deriva.

• ISO/IEC 17025
• IEEE 1139 (definiciones de estabilidad de frecuencia)
• ITU-T G.811 (reloj de referencia primario)
• JCGM 100 (GUM — incertidumbre)

• ISO/IEC 17025
• IEEE 1139 (definiciones de estabilidad de frecuencia)
• ITU-T G.811 (reloj de referencia primario)
• JCGM 100 (GUM — incertidumbre)

1. 1Recepción del equipo e inspección inicialSe examinan el funcionamiento del equipo y el estado de conectores y sondas. Se registran la versión de firmware y, en su caso, el estado de la calibración interna.
2. 2Tiempo de calentamientoEl equipo se mantiene en funcionamiento el tiempo previsto por el fabricante hasta estabilizarse térmicamente. Una medición sin calentamiento no muestra su rendimiento real.
3. 3Preparación de la fuente de referenciaSe pone en servicio un calibrador multifunción o patrón de referencia con trazabilidad documentada y se confirma su estabilidad.
4. 4Selección de función y rangoSe definen puntos de medición para cada función del equipo (tensión CC/CA, corriente, resistencia, frecuencia) y para los rangos utilizados.
5. 5Realización de las medicionesEn cada punto se aplica el valor de referencia y se registra la lectura; se consideran los efectos de cableado, tensión termoeléctrica y carga.
6. 6Cálculo de la desviaciónLa diferencia entre lectura y referencia se calcula en valor absoluto y como porcentaje de la lectura.
7. 7Balance de incertidumbreSe combinan la incertidumbre y la deriva del calibrador de referencia, la resolución, el ruido y la repetibilidad. En el ámbito eléctrico la deriva del patrón suele ser la mayor contribución.
8. 8Emisión del certificadoLos resultados se reportan por función y por punto; si se solicita, se añade una declaración de conformidad con regla de decisión.

Todo resultado de calibración se acompaña de una incertidumbre de medida; un resultado sin incertidumbre es incompleto. La incertidumbre se presupuesta según el enfoque GUM (JCGM 100): se combinan la incertidumbre del patrón, la repetibilidad, la resolución, los efectos ambientales y la estabilidad del equipo. El certificado indica la incertidumbre expandida con el factor de cobertura (normalmente k = 2) y el nivel de confianza aproximado. La menor incertidumbre declarable está limitada por la capacidad de medida y calibración (CMC) del alcance acreditado; no puede declararse una incertidumbre mejor.

• La incertidumbre y la tasa de envejecimiento del oscilador de referencia
• El tiempo de medición (tiempo de puerta) y la resolución que ofrece
• Estabilidad de la temperatura
• La desviación que surge si el tiempo de calentamiento no es suficiente
• Retardo del cable (en mediciones de tiempo)
• Efectos de disparo y ruido

• Datos del laboratorio y número de certificado
• Cliente e identificación del equipo calibrado: marca, modelo, número de serie
• Fecha de calibración y fecha de emisión del certificado
• Método de calibración aplicado o referencia del procedimiento
• Patrones de referencia utilizados e información de trazabilidad
• Condiciones ambientales durante la calibración (temperatura, humedad y, si procede, presión)
• Puntos de medición, valores de referencia y lecturas del equipo
• Desviaciones calculadas
• Incertidumbre de medida expandida y factor de cobertura
• Personal que realizó y que aprobó la calibración
• El tiempo de medición (tiempo de puerta) y las condiciones de medición
• El error relativo de frecuencia
• Tiempo de calentamiento
• La fuente de trazabilidad de la referencia

Un certificado de calibración NO es un certificado de conformidad. La calibración mide y documenta la desviación del equipo; no la corrige ni afirma que el equipo sea «correcto». Para decidir si el equipo es apto para el uso debe definirse una tolerancia (criterio de aceptación), y esa tolerancia la fija el usuario, no el laboratorio. Si se solicita una declaración de conformidad, la ISO/IEC 17025 apartado 7.8.6 exige acordar previamente una REGLA DE DECISIÓN que defina cómo se refleja la incertidumbre en la decisión; una declaración de conformidad que ignore la incertidumbre es engañosa. Además, el certificado refleja el estado EN EL MOMENTO de la calibración: el uso, transporte o golpes posteriores pueden alterarlo y el certificado no lo cubre. Si figura una fecha de próxima calibración, no es una decisión del laboratorio sino un recordatorio anotado según el intervalo indicado por el cliente.

La calibración se realiza conforme a ISO/IEC 17025, que exige competencia técnica, imparcialidad y trazabilidad metrológica del laboratorio. La acreditación se concede por MÉTODO y por RANGO DE MEDICIÓN: una magnitud o rango que no figure en el anexo de alcance no está acreditado y no puede emitirse para esa medición un certificado con la marca de acreditación. El alcance define además la menor incertidumbre que el laboratorio puede ofrecer (CMC); no puede declararse una mejor. EUROLAB cuenta con acreditación internacionalmente reconocida conforme a ISO/IEC 17025, otorgada por organismos firmantes del acuerdo ILAC; si su equipo puede calibrarse dentro del alcance acreditado se confirma por escrito en la fase de oferta.

• Calibración eléctrica
• Calibración RF