アプリケーションノート 4629

iButton®データロガーの較正とNIST証明書に関するFAQ


要約: このアプリケーションノートでは、較正、ソフトウェア補正、認証、NIST、およびトレーサビリティについての代表的な質問(FAQ)に回答します。これらの質問と回答は、iButtonデータロガーDS1922シリーズおよびDS1923の各モデルに該当します。

データロガーの較正

データロガーとは何ですか?

データロガーとは、あらかじめ決められたスケジュールに沿ってデータを記録する装置です。データは、ディジタルデータソースまたはデジタルデータを出力するセンサーから取得されます。DS1922デバイスは、温度センサーを内蔵しています。DS1923 Hygrochron™は、温度センサーと湿度センサーを内蔵しています。データーロガーの詳細についてはアプリケーションノート3892 「iButton®センサと温度/湿度データロガーの概要」をご覧ください。無料のOneWireViewerソフトウェアは、データロガーとその他1-Wire®デバイスをサポートしています。アプリケーションノート3358 「OneWireViewerユーザガイド、Version 1.4」では、プログラムと、1-WireとiButtonデバイスの固有の機能を評価するためにどのようにそのプログラムを使用できるのかについて説明しています。

較正とは何ですか?

C較正はトリムとも呼ばれ、製造時にロガーを基準温度中に設置してそれらの温度を測定させる工程を指します。トリムは工場で実施され、高い基準温度(Tr1)と低い基準温度(Tr2)について行われます。温度測定値の後処理用に、第3の基準温度Tr3が使用されます(後述)。表1に、各ロガーに適用される基準温度を示します。アプリケーションノート2810 「DS2422 Trim Procedure and Software Correction」で、個々のトリムパラメータ値を計算してロガーの内部レジスタへの書込みを行うトリムの手順について説明しています。

表1. ロガー特有の基準温度(公称値)
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で使用している湿度センサーは、メーカーによるトリム済みです。センサーの精度は、後処理によって向上させることも可能です(後述)。

ソフトウェア補正とは何ですか?

一般に、ソフトウェア補正(後処理とも呼ばれます)によって精度を向上させることが可能です。温度補正のアルゴリズムは、DS1922L/TおよびDS1923のデータシートで解説されています。このアルゴリズムは、基準温度Tr1 (公称値)の他に2組のデータを使用します。Tr2とTr3についての、実際の基準温度値(研究所標準の較正済み白金抵抗温度計PRTによる測定値)と、トリム済みロガーの出力値(すなわち変換結果)です(表1)。トリム後の独立した工程でこれらの4つの数値が決定されて、各ロガーのキャリブレーションメモリ(ページ18および19)に16ビット形式で書き込まれます。:ソフトウェア補正は、DS1922Eには適用されません。このデバイスの場合、トリムポイント間が非常に接近しているため、ソフトウェア補正によって精度が向上することはありません。

湿度の測定値を補正するためのアルゴリズムは、DS1923のデータシートで解説されています。このアルゴリズムは3組のデータを使用します。基準湿度である20%、60%、90% RH (RH = relative humidity、相対湿度)についての、実際の基準湿度の値と、ロガーからの出力値(すなわち変換結果)です。これらの6つの値が、ロガーをNISTトレーサブルな湿度チャンバーに入れた状態で+25℃で取得され、キャリブレーションメモリ内の温度ソフトウェア補正用データの後に16ビット形式で書き込まれます。次に、ロガーを30%、50%、70%、および80% RHの環境に置きます。キャリブレーションメモリに格納されたデータを使用して、湿度の変換結果に対するソフトウェア補正が行われ、データシートに記載された許容誤差の遵守が検証されます。

認証

認証とは、データロガーの製造に使用される機器のNISTトレーサブルなシリアルナンバーを保証した文書(「証明書」)を発行することです(後述)。それらの証明書は、その文書に記載されたデータロガーがマキシムの品質保証手順に従って完全にテストされていること、およびそのデバイスが記載範囲にわたってデータシートの性能精度仕様に適合していることも立証します。

良くある質問(FAQ)

NISTとは何ですか?

NISTは、米商務省の国立標準技術研究所(National Institute of Standards and Technology)の省略です。NISTは、現在の科学と技術の問題を解決することによって、米国の産業と科学による将来の進歩した製品、サービス、およびテクノロジーの創出を可能にします。

NISTトレーサビリティとは何ですか?

トレーサビリティとは、明確に規定された基準に対して、途切れなく連続した比較の連鎖を確立することです。NISTの一部門である化学技術研究所(Chemical Science and Technology Laboratory、CSTL)が、温度、流量、圧力、真空度、湿度、体積、および液体密度の測定を行う計測器の較正を行っています。NISTトレーサビリティは、NISTが較正した計測器を使用することによって確立されます。

証明書にはどのようなNISTトレーサビリティ情報が記載されますか?

証明書には、使用している基準計測器のシリアルナンバー、証明書の請求対象であるデータロガーのシリアルナンバー(ROM IDまたは登録番号とも呼ばれます)、および工場でそのデータロガーの最終テストが実施された日付が記載されます。証明書のサンプルをダウンロード可能です(PDF)。

基準計測器とは何ですか?どのように使用されますか?

温度および湿度ロガーのための基準計測器には、NISTトレーサブル規格に沿って較正された温度センサー(RTD)と湿度チャンバーが含まれます。この計測器を使用して、温度トリムの精度検証およびソフトウェア補正用基準データの提供を行っています。

RTDとは何ですか?

RTD (測温抵抗体)は、PRT (白金抵抗温度計)とも呼ばれます。RTDは、高い精度と長期的な安定性を備えていることで有名です。マキシムでは、MINCO社製のオイル封入温度計(型番S9689PA5X12)を使用しています。

湿度チャンバーとは何ですか?

湿度チャンバーは、温度と湿度が正確に管理された容器です。マキシムでは、NISTトレーサブルな湿度チャンバー(Thunder Scientific社製、モデル2500)を使用して、DS1923ロガーのテストおよびソフトウェア補正用基準データの提供を行っています。

どのモデルのデータロガーについて証明書の請求が可能ですか?

DS1922L、DS1922T、DS1922E、およびDS1923について証明書を請求することができます。証明書は、温度機能のみを対象としています。湿度機能についての認証も計画中ですが、まだ提供していません。

証明書の請求はどのように行えば良いですか?

Webブラウザで、Thermochron NIST Traceable Certificatesのページにアクセスしてください。ここで、証明書が必要なデータロガーのROM IDを1つ以上入力します(図1参照)。ロガーの銘板から16文字のコードを読み取って手作業で入力するか、またはデバイスから電子的に読取りを行って、入力フィールドにコピー&ペーストすることができます。電子的な読取りを行うためには、1-WireアダプタOneWireViewerなどの適切なソフトウェアがインストールされている必要があります。

図1. ROM IDの入力フィールド
図1. ROM IDの入力フィールド

1つ以上のROM IDを(1行に1つずつ、またはカンマかスペースで区切って)入力した後、「Request Certificate」をクリックしてください。数秒後、請求した証明書がPDFドキュメントの形でブラウザに表示されます。その証明書に名前を付けて保存してください。

ロガーの証明書を請求すると、常に「Device(s) not found:」というエラーメッセージが表示されます。これはなぜですか?

DS1922およびDS1923シリーズのデータロガーは、過去数年間にわたって製造されてきました。認証サービスが開始されたのは2009年です。証明書を作成するためのデータベースには、2009年以降に製造されたデータロガーと、2008年に製造されたデバイスの一部のみが含まれています。

Acrobat PDFファイル形式の証明書で、プロパティのセキュリティ欄に「No Security」と表示されています。その証明書が本物かどうか、どのように判断すれば良いですか?

証明書の末尾に、認証コードと呼ばれる40文字の文字列が記載されています。偽造文書の疑いがある場合は、そのPDFファイル(全ページ)をマキシム(support.maximintegrated.com)まで送付してください。当社で証明書の正当性を検証します。
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