במכון הלאומי לתקנים ולטכנולוגיה [NIST] חשפו שיטה לכיול של צורת הגל כולה –– צורות גרפיות שמראות כיצד האותות החשמליים משתנים במהלך הזמן –– ולא רק חלקים של צורות גל כמו השיטה הנוכחית. השיטה החדשה משפרת את הדיוק בכיול של משקפי תנודות [אוסצילוסקופים], מכשירי בדיקה נפוצים שמודדים מתח בהתקני תקשורת ובהתקנים אלקטרוניים, ויכולה באופן פוטנציאלי להרחיב את הביצועים ולחסוך כסף בתחומים אחרים בטווח שבין בדיקות רפואיות דרך ניתוח מבנים ועד לחישה מרחוק.
לצורת גל יכולות להיות צורות שונות, מצורת מדרגות ועד עקומות בלתי רגילות. צורת גל טיפוסית מתוארת באופן אופייני על ידי מספר יחיד – פרמטר חשוב כלשהו, בעל חשיבות ביישום מסוים. לדוגמה, מהנדסים תיארו צורות גל בעזרת שימוש במונחים כמו משך זמן של פולס, או זמן המעבר שבין הרמות המוצגות על ידי “0” ו–”1″ (הקוד הבינרי שמשמש באלקטרוניקה ספרתית). ואולם צורות גל יכולות להיות מגוונות ומורכבות, במיוחד בהתקנים מתקדמים הפועלים במהירות גבוהה, וניתוח מקובל עלול שלא להבדיל בין צורות דומות שההבדלים ביניהן דקים. התוצאה יכולה להיות שגיאות אות (למשל, החלפה של 1 ב–0) או אי זיהוי של תקלות.
שיטת הכיול החדשה של NIST מגדירה את צורות הגל באופן מלא, ומספקת הן קריאת אותות וגם אי ודאות של מדידה בפרקי זמן רגילים לאורך הגל כולו, ובפעם הראשונה הופכת את כיול צורת הגל לעקיבה באמצעות פיסיקה בסיסית. השיטה שמבוססת על מתמטיקה מעמיקה היא מייגעת, ולעת עתה מתבצעת אך ורק במעבדות NIST (שכוללות יותר מאשר 750 משקפי תנודות), אך המפתחים מתכננים לכתוב תוכנית בתוכנה שתהפוך את הטכניקה לאוטומטית ותאפשר את העברתה למשתמשים אחרים.
השיטה החדשה מציעה ללקוחות כיול של NIST, בהם נכללים גם יצרנים גדולים ולקוחות מתחום הצבא, אפיון מקיף יותר של מגוון גדול יותר של צורות גל, ועוזרת להם לעמוד בדרישות למדידות, באלו הקיימות היום ובאלו העתידיות, בתדרים, בקצבי הנתונים וברוחבי הפס שגדלים בקביעות. ההשפעה יכולה להגיע רחוק. השוק הגלובלי של משקפי התנודות הוא 1.2 מיליארד דולר, נתונים מעניינים מראים שעבור מוצר יחיד בלבד — מקמש”ים סיב אופטיים לרשת Ethernet — יכולה התעשייה לחסוך עשרות ואולי אפילו מאות של מיליוני דולרים באמצעות חידושים בייצור (כדוגמת השיטה החדשה של NIST), אשר יפחיתו את יחסי הדחייה של רכיבים ו/או יגדילו את התפוקה.
שיטת כיול של NIST משלבת טכניקות חדשות, שמעוררות עניין מיוחד בקרב מדענים ומהנדסים, לכימות שגיאות במדידות של צורות גל. אלו מאפשרות , זו הפעם הראשונה, העברה מדויקת של אי ודאויות במדידות בין מישור הזמן (תוצאות מאורגנות לפי זמן), לבין מישור התדר (אותם נתונים מסודרים לפי תדירות). חוקרים בתחומים רבים משתמשים מזה זמן רב בטכניקה שנקראת “טרנספורם פורייה”, אשר חושף תבניות ברצף של מספרים, כדי להעביר נתונים ממישור הזמן למישור התדרים. “השיטה החדשה של NIST היא למעשה, טרנספורם פורייה עבור אי ודאות”, אמר הפיסיקאי של NIST פול הייל [Paul Hale].
על אף שהשיטה החדשה פותחה עבור מכשור בדיקה מעבדתי רגיל, יכולים להיות לה גם יישומים במדידה של סוגים אחרים של צורות גל, כגון אלו שנוצרים בבדיקות אלקטרוקרדיוגרמה רפואיות, באבחונים באמצעות אולטרה סאונד של פגמים ותקלות מבניים, זיהוי קולי, סייסמולוגיה ופעילויות חישה מרחוק אחרות.
