Taratura tempo/frequenza

La taratura di tempo e frequenza confronta strumenti che misurano frequenza o tempo con un oscillatore di riferimento a tracciabilità documentata. La catena di tracciabilità si basa principalmente su riferimenti disciplinati da GPS o atomici ed è il campo della metrologia in cui si può raggiungere la massima accuratezza.

L'obiettivo è garantire l'accuratezza nelle applicazioni che si basano sulla misura di frequenza e tempo. Telecomunicazioni, prove RF, timestamp di data-logging e controlli di processo basati sulla durata dipendono da questa misura.

• Contatori di frequenza
• Oscillatori di riferimento e al quarzo (OCXO, TCXO)
• Oscillatori disciplinati da GPS
• Cronometri e timer
• La base dei tempi dei generatori di segnale
• Sistemi di registrazione che generano timestamp

• Errore di frequenza (relativo, in ppm o ppb)
• Accuratezza dell'intervallo di tempo
• Stabilità a breve termine (deviazione di Allan)
• Deriva a lungo termine (invecchiamento)
• Comportamento di assestamento dopo il riscaldamento

L'intervallo di taratura non è fissato da alcuna norma e non esiste una regola generale del tipo "una volta l'anno". Si determina valutando insieme la raccomandazione del fabbricante, frequenza e condizioni d'uso, criticità della misura, deriva emersa dalle tarature precedenti ed eventuale prescrizione di legge. ILAC-G24 / OIML D10 ne descrivono i metodi. L'approccio corretto è partire da un intervallo ragionevole e poi allungarlo o accorciarlo in base ai risultati successivi: si allunga per uno strumento stabile, si accorcia per uno che deriva.

• ISO/IEC 17025
• IEEE 1139 (definizioni di stabilità di frequenza)
• ITU-T G.811 (orologio di riferimento primario)
• JCGM 100 (GUM — incertezza)

• ISO/IEC 17025
• IEEE 1139 (definizioni di stabilità di frequenza)
• ITU-T G.811 (orologio di riferimento primario)
• JCGM 100 (GUM — incertezza)

1. 1Accettazione dello strumento ed esame preliminareSi esaminano il funzionamento dello strumento e lo stato di connettori e sonde. Si registrano la versione firmware ed eventuale stato di autotaratura.
2. 2Tempo di riscaldamentoLo strumento è alimentato per il tempo previsto dal fabbricante fino alla stabilità termica. Una misura senza riscaldamento non rappresenta le prestazioni reali.
3. 3Preparazione della sorgente di riferimentoSi mette in servizio un calibratore multifunzione o un campione di riferimento con riferibilità documentata e se ne conferma la stabilità.
4. 4Scelta della funzione e del campoSi definiscono punti di misura per ogni funzione dello strumento (tensione CC/CA, corrente, resistenza, frequenza) e per i campi impiegati.
5. 5Esecuzione delle misureIn ogni punto si applica il valore di riferimento e si registra la lettura; si considerano effetti di cavo, tensione termoelettrica e carico.
6. 6Calcolo dello scostamentoLa differenza tra lettura e riferimento è calcolata in valore assoluto e in percentuale della lettura.
7. 7Bilancio di incertezzaSi combinano incertezza e deriva del calibratore di riferimento, risoluzione, rumore e ripetibilità. In ambito elettrico la deriva del campione è spesso il contributo maggiore.
8. 8Emissione del certificatoI risultati sono riportati per funzione e per punto; su richiesta si aggiunge una dichiarazione di conformità con regola decisionale.

Ogni risultato di taratura è accompagnato da un'incertezza di misura; un risultato senza incertezza è incompleto. L'incertezza è valutata secondo l'approccio GUM (JCGM 100): si combinano incertezza del campione, ripetibilità, risoluzione, effetti ambientali e stabilità dello strumento. Il certificato riporta l'incertezza estesa con il fattore di copertura (di norma k = 2) e il livello di fiducia approssimato. La minima incertezza dichiarabile è limitata dalla capacità di misura e taratura (CMC) dello scopo accreditato; non è consentito dichiarare un'incertezza migliore.

• L'incertezza e il tasso di invecchiamento dell'oscillatore di riferimento
• Il tempo di misura (tempo di gate) e la risoluzione che offre
• Stabilità della temperatura
• La deviazione che si genera se il tempo di riscaldamento non è sufficiente
• Ritardo del cavo (nelle misure di tempo)
• Effetti di trigger e rumore

• Dati del laboratorio e numero di certificato
• Cliente e identificazione dello strumento tarato: marca, modello, matricola
• Data di taratura e data di emissione del certificato
• Metodo di taratura applicato o riferimento alla procedura
• Campioni di riferimento impiegati e informazioni di riferibilità
• Condizioni ambientali durante la taratura (temperatura, umidità e, se necessario, pressione)
• Punti di misura, valori di riferimento e letture dello strumento
• Scostamenti calcolati
• Incertezza estesa di misura e fattore di copertura
• Personale che ha eseguito e approvato la taratura
• Il tempo di misura (tempo di gate) e le condizioni di misura
• L'errore relativo di frequenza
• Tempo di riscaldamento
• La fonte di tracciabilità del riferimento

Un certificato di taratura NON è un certificato di conformità. La taratura misura e riporta lo scostamento dello strumento; non lo corregge e non afferma che lo strumento sia "corretto". Per decidere l'idoneità all'uso occorre definire una tolleranza (criterio di accettazione), e tale tolleranza la stabilisce l'utilizzatore, non il laboratorio. Se si richiede una dichiarazione di conformità, la ISO/IEC 17025 punto 7.8.6 impone di concordare in anticipo una REGOLA DECISIONALE che definisca come l'incertezza entra nella decisione; una dichiarazione che ignori l'incertezza è fuorviante. Il certificato mostra inoltre lo stato AL MOMENTO della taratura: uso, trasporto o urti successivi possono modificarlo e il certificato non lo copre. Se vi compare una data di prossima taratura, non è una decisione del laboratorio ma un promemoria basato sull'intervallo indicato dal cliente.

La taratura è svolta secondo ISO/IEC 17025, che richiede competenza tecnica, imparzialità e riferibilità metrologica del laboratorio. L'accreditamento è concesso per METODO e per CAMPO DI MISURA: una grandezza o un campo non presenti nell'allegato dello scopo non sono accreditati e per quella misura non può essere emesso un certificato con marchio di accreditamento. Lo scopo definisce inoltre la minima incertezza offribile (CMC); non se ne può dichiarare una migliore. EUROLAB dispone di accreditamento riconosciuto a livello internazionale secondo ISO/IEC 17025, rilasciato da enti firmatari dell'accordo ILAC; se il vostro strumento possa essere tarato in ambito accreditato viene confermato per iscritto in fase di offerta.

• Taratura elettrica
• Taratura RF