Zaman/Frekans Kalibrasyonu

Zaman ve frekans kalibrasyonu, frekans veya zaman ölçen cihazların izlenebilirliği belgeli bir referans osilatörle karşılaştırılmasıdır. İzlenebilirlik zinciri çoğunlukla GPS disiplinli veya atomik referanslara dayanır ve metrolojinin en yüksek doğruluk sağlanabilen alanıdır.

Amaç, frekans ve zaman ölçümüne dayanan uygulamalarda doğruluğu güvence altına almaktır. Telekomünikasyon, RF testleri, veri kaydı zaman damgaları ve süre bazlı proses kontrolleri bu ölçüme bağlıdır.

• Frekans sayıcılar
• Referans ve kristal osilatörler (OCXO, TCXO)
• GPS disiplinli osilatörler
• Kronometreler ve zaman ölçerler
• Sinyal üreteçlerinin zaman tabanı
• Zaman damgası üreten kayıt sistemleri

• Frekans sapması (bağıl, ppm veya ppb cinsinden)
• Zaman aralığı doğruluğu
• Kısa dönem kararlılık (Allan sapması)
• Uzun dönem kayma (aging/drift)
• Isınma sonrası kararlı hâle ulaşma davranışı

Kalibrasyon aralığı bir standartla sabitlenmiş değildir ve "yılda bir" gibi genel bir kural yoktur. Aralık; cihazın üretici tavsiyesi, kullanım sıklığı ve koşulları, ölçümün kritikliği, cihazın geçmiş kalibrasyon sonuçlarındaki kararlılık (drift) eğilimi ve varsa mevzuat şartı birlikte değerlendirilerek belirlenir. ILAC-G24 / OIML D10 bu belirlemenin yöntemlerini tanımlar. Doğru yaklaşım, ilk dönem için makul bir aralıkla başlayıp sonraki kalibrasyon sonuçlarına göre aralığı uzatmak veya kısaltmaktır: kararlı çıkan bir cihazın aralığı uzatılabilir, sapma gösteren cihazınki kısaltılır.

• ISO/IEC 17025
• IEEE 1139 (frekans kararlılığı tanımları)
• ITU-T G.811 (birincil referans saat)
• JCGM 100 (GUM — belirsizlik)

• ISO/IEC 17025
• IEEE 1139 (frekans kararlılığı tanımları)
• ITU-T G.811 (birincil referans saat)
• JCGM 100 (GUM — belirsizlik)

1. 1Cihaz Kabulü ve Ön İncelemeCihazın çalışırlığı, konnektör ve prob durumu incelenir. Yazılım sürümü ve varsa iç kalibrasyon durumu kaydedilir.
2. 2Isınma (Warm-up) SüresiCihaz üreticinin öngördüğü süre boyunca çalıştırılarak termal olarak kararlı hâle getirilir. Isınmadan yapılan ölçüm, cihazın gerçek performansını göstermez.
3. 3Referans Kaynağın Hazırlanmasıİzlenebilirliği belgeli çok fonksiyonlu kalibratör veya referans standart devreye alınır ve kararlılığı doğrulanır.
4. 4Fonksiyon ve Aralık SeçimiCihazın her fonksiyonu (DC/AC gerilim, akım, direnç, frekans) ve kullanılan aralıkları için ölçüm noktaları belirlenir.
5. 5Ölçümlerin AlınmasıHer noktada referans değer uygulanır ve cihaz okuması kaydedilir; kablo, termoelektrik gerilim ve yükleme etkileri dikkate alınır.
6. 6Sapmanın HesaplanmasıOkuma ile referans arasındaki fark, mutlak değer ve okumanın yüzdesi olarak hesaplanır.
7. 7Belirsizlik BütçesiReferans kalibratörün belirsizliği ve kararlılığı (drift), çözünürlük, gürültü ve tekrarlanabilirlik birleştirilir. Elektriksel alanda referansın drifti çoğunlukla en büyük kalemdir.
8. 8Sertifikanın DüzenlenmesiSonuçlar fonksiyon ve nokta bazında raporlanır; talep edilmişse karar kuralıyla uygunluk beyanı eklenir.

Her kalibrasyon sonucu bir ölçüm belirsizliğiyle birlikte verilir; belirsizliği bildirilmeyen bir sonuç eksiktir. Belirsizlik, GUM (JCGM 100) yaklaşımına göre bütçelenir: referansın belirsizliği, tekrarlanabilirlik, çözünürlük, ortam etkileri ve cihazın kararlılığı birleştirilir. Sertifikada genişletilmiş belirsizlik, kapsam faktörü (genellikle k = 2) ve yaklaşık güven düzeyiyle birlikte belirtilir. Laboratuvarın verebileceği en düşük belirsizlik, akredite kapsamındaki ölçüm yeteneği (CMC) ile sınırlıdır; bundan daha iyi bir belirsizlik beyan edilemez.

• Referans osilatörün belirsizliği ve yaşlanma (aging) hızı
• Ölçüm süresi (kapı süresi) ve buna bağlı çözünürlük
• Sıcaklık kararlılığı
• Isınma süresi yeterli değilse oluşan sapma
• Kablo gecikmesi (zaman ölçümlerinde)
• Tetikleme ve gürültü etkileri

• Laboratuvar bilgileri ve sertifika numarası
• Müşteri ve kalibre edilen cihazın tanımı: marka, model, seri numarası
• Kalibrasyon tarihi ve sertifika düzenlenme tarihi
• Uygulanan kalibrasyon yöntemi veya prosedür referansı
• Kullanılan referans standartlar ve izlenebilirlik bilgileri
• Kalibrasyon sırasındaki ortam koşulları (sıcaklık, nem, gerekiyorsa basınç)
• Ölçüm noktaları, referans değerler ve cihaz okumaları
• Hesaplanan sapmalar
• Genişletilmiş ölçüm belirsizliği ve kapsam faktörü
• Kalibrasyonu yapan ve onaylayan personel
• Ölçüm süresi (kapı süresi) ve ölçüm koşulları
• Bağıl frekans sapması
• Isınma süresi
• Referansın izlenebilirlik kaynağı

Kalibrasyon sertifikası bir UYGUNLUK BELGESİ DEĞİLDİR. Kalibrasyon cihazın sapmasını ölçer ve raporlar; sapmayı düzeltmez ve cihazın "doğru" olduğunu söylemez. Cihazın kullanıma uygun olup olmadığına karar vermek için bir tolerans (kabul kriteri) tanımlanmalıdır ve bu toleransı kullanıcı belirler, laboratuvar değil. Uygunluk beyanı talep edilirse, ISO/IEC 17025 madde 7.8.6 gereği ölçüm belirsizliğinin karara nasıl yansıtılacağını tanımlayan bir KARAR KURALI üzerinde önceden anlaşılması gerekir; belirsizlik dikkate alınmadan verilen bir uygunluk beyanı yanıltıcıdır. Ayrıca sertifika, kalibrasyon ANINDAKİ durumu gösterir: sonraki kullanım, taşıma veya darbe cihazın durumunu değiştirebilir ve sertifika bunu kapsamaz. Sertifikanın üzerinde bir sonraki kalibrasyon tarihi yazıyorsa, bu tarih laboratuvarın kararı değil müşterinin bildirdiği aralığa göre yazılmış bir hatırlatmadır.

Kalibrasyon ISO/IEC 17025 kapsamında yürütülür; bu standart laboratuvarın teknik yetkinliğini, tarafsızlığını ve ölçüm izlenebilirliğini şart koşar. Akreditasyon METOT ve ÖLÇÜM ARALIĞI bazındadır: laboratuvarın kapsam ekinde yer almayan bir büyüklük veya aralık akredite değildir ve o ölçüm için akreditasyon işareti taşıyan sertifika düzenlenemez. Kapsamda ayrıca laboratuvarın verebileceği en düşük belirsizlik (CMC) tanımlıdır; bundan daha iyi bir belirsizlik beyan edilemez. EUROLAB, ISO/IEC 17025 kapsamında ILAC çok taraflı tanınma anlaşmasına taraf akreditasyon kuruluşlarından alınmış uluslararası tanınan akreditasyona sahiptir; cihazınızın akredite kapsamda kalibre edilip edilemeyeceği teklif aşamasında yazılı olarak teyit edilir.

• Elektrik Kalibrasyonu
• RF Kalibrasyonu