应用笔记 4629

iButton®数据记录器校准及NIST认证FAQ


摘要 : 这篇应用笔记回答了有关iButton数据记录器在校准、软件修正、认证、NIST以及可追溯性方面的常见问题解答(FAQ)。这些问题及解答适用于DS1922系列和DS1923 iButton数据记录器。

数据记录器校准

什么是数据记录器?

数据记录器是能够按照预先配置的规则记录数据的设备。数据可以来自一个数据源或者是能够发送数据的传感器。DS1922包含一个温度传感器,DS1923 Hygrochron™包含一个温度传感器和湿度传感器。关于数据记录器的更多信息请参见应用笔记3892:“iButton®传感器和温度/湿度数据记录器综述”。OneWireViewer免费软件支持数据记录器及其它1-Wire®器件。应用笔记3358:“OneWireViewer用户指南,1.4版”对该软件进行了说明,并演示了如何使用该软件评估1-Wire和iButton器件的独特功能。

什么是校准?

校准,也称为调校,是数据记录器处于参考温度环境下并按照指令测量温度的过程。校准在工厂进行,涉及一个高温参考温度Tr1和一个低温参考温度Tr2。第三个参考温度Tr3用于温度读数的后续处理(参见下文)。表1列出了每个记录器所涉及的参考温度。应用笔记2810:“DS2422 Trim Procedure and Software Correction”描述了单个修正参数的计算及将参数写入记录器内部寄存器的过程。

表1. 记录器特定参考温度(标称值)
Logger
Tr1
Tr2
Tr3
DS1922L
DS1923
+60°C
-10°C
+25°C
DS1922T
+90°C
+25°C
+60°C
DS1922E
+140°C
+110°C

DS1923所使用的湿度传感器由制造商进行校准。传感器精度可以通过后续处理加以提高(参见下文)。

什么是软件修正?

精确度通常可以通过软件修正加以改善,这个过程也称为后续处理。在DS1922L/T和DS1923数据资料中提供了温度修正算法的详细说明。除参考温度Tr1 (标称值)外,该算法还使用了其它两对数据:Tr2和Tr3的实际参考温度值(实验室标准条件下进行测量,利用经过校准的铂电阻温度计PRT测量)与经过校准的记录器测量值(即转换结果) (表1)。校准后分别确定这四个数据,以16位格式写入每个记录器的校准存储器(第18、19页)。注意:软件修正过程不适合DS1922E,因为它的校准点相邻很近,无法通过软件修正有效改善测量精度。

DS1923数据资料介绍了湿度测量的修正算法。这个算法使用3对数据:参考湿度为20%、60%、90% RH (RH = 相对湿度)的实际湿度参考值和记录器的测量值(即转换结果)。六个数据由记录器在+25°C环境下、NIST可追溯湿度箱内测试得到,按照16位格式在软件修正的温度数据之后将其写入校准存储器。然后,将记录器置于30%、50%、70%和80% RH环境下。使用存储在校准存储器的数据,湿度转换结果通过软件进行修正,检验是否符合数据资料列出的容限指标。

认证

所签发的认证文件(“证书”)确保生产数据记录器设备符合NIST可追溯序列号的要求(参见下文)。这些证书还确认文件中所列出的数据记录器已经按照Maxim的质量担保流程进行测试,并符合数据资料所提供的精度指标。

常见问题(FAQ)解答

什么是NIST?

NIST是美国商务部国家标准技术研究院的缩写。NIST研究解决当前的科学技术难题,从而使美国工业及科学领域能够在今后生产更优质的产品,提供更好的服务和技术。

什么是NIST可追溯性?

可追溯性是指相对于一个规定的参考点建立不间断的关系链。化学科学与技术实验室(CSTL),NIST的分支机构,对测量温度、流量、压力、真空、湿度、容量及液体密度的仪器进行校准。NIST的可追溯性由NIST校准仪器建立。

证书中提供了哪些NIST可追溯性信息?

证书列出了所有参考设备的序列号、数据记录器序列号(也称为ROM ID或注册码)、数据记录器在工厂进行最终测试的日期,提供证书样本的下载(PDF格式)。

什么是参考仪器? 如何使用?

用于温度和湿度记录器的参考仪器包括:温度传感器(RTD)和湿度箱,符合NIST的可追溯标准。该仪器用来验证温度校准的精度,为软件修正提供参考数据。

什么是RTD?

RTD (热敏电阻温度检测器)也被称为PRT (铂电阻温度计),RTD具有高精度、长期稳定性。Maxim采用MINCO温度计,型号为#S9689PA5X12。

什么是湿度箱?

湿度箱是一个内部温度、湿度可精确受控的容器。Maxim使用的NIST可追溯湿度箱(Thunder Scientific,型号为2500)测试DS1923数据记录器,提供DS1923记录器的软件校准参考数据。

用户可以申请哪些记录器的认证证书?

用户可申请DS1922L、DS1922T、DS1922E、DS1923的认证证书。这些证书仅适用于温度测量功能。目前正计划进行湿度认证,但尚未完成。

用户如何申请证书?

打开网页:Thermochron NIST Traceable Certificates。用户可输入一个或多个所申请证书的数据记录器ROM ID (参见图1),可以在设备表面的印记处找到16个字符的ID,将其手动输入;也可以将器件ID号读入,然后复制并粘贴到输入区域中,但进行这项操作时用户需要1-Wire适配器并安装OneWireViewer软件。

图1. ROM ID输入区域
图1. ROM ID输入区域

输入一个或多个ROM ID后(输入多个ID时可以每行输入一个,也可以用逗号或空格分隔),点击“Request Certificate”按钮。若干秒后,即可得到PDF格式的认证文件,用户可以保存该文档,并为其重新命名。

申请记录器证书时,总是得到“Device(s) not found:”的错误信息,如何解释这一现象?

DS1922和DS1923数据记录器已经生产多年,而我们在2009年才开始提供认证服务。用于提供证书的数据库只包含了2009年和2009年之后生产的数据记录器产品,另外还包含部分2008年生产的器件。

Acrobat PDF文件认证安全区的属性为“No Security”,用户如何了解证书的可靠性?

证书最后有40个字符长的认证码。如果怀疑文件的真实性,用户可以将整个PDF文件(所有页)发送到support.maximintegrated.com/cn/,Maxim将帮助客户确认文件的真实性。
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