スーパー・サーモメーター 1594A/1595A

抵抗比の測定と絶対抵抗値の測定：ご自身で選んでください。

できる限り正確な測定を行うことが目的であれば、おそらく抵抗比 (Rx/Rs) の測定を選ばれるでしょう。代表的な抵抗比 (0.25 ～ 4.0) における1595Aの測定確度は0.2 ppmよりも優れています。さらに抵抗比が1に近いときの抵抗比の確度は、0.06 ppmにまで良くなります。通常の抵抗ブリッジよりも使いやすく便利な機器で、ブリッジと同程度の直線性が得られるのです。

例 1: 25 Ωの標準白金抵抗温度計と25 Ωの標準抵抗器を用いた場合、水の三重点での1595Aの抵抗比確度は0.06 ppm (Rx / Rs 1) 水の三重点の測定における不確かさが全てのITS-90の温度測定に影響することを考えると、これは非常に重要です。 

例 2: 直接比較法では校正済みの、基準となる標準白金抵抗温度計を標準抵抗 (Rs) として定義し、校正対象のプローブと直接比較します。全温度校正レンジにおいて RX / RS 1 のため、1595Aの不確かさの、全体の不確かさへの影響は0.06 ppmを超えることはありません。他の影響を考慮しても、全体の測定不確かさをmK以上のオーダーで実現可能てす。

抵抗比の比較が最も正確な方法ですが、必ずしも最も便利な方法とは限りません。その点スーパー・サーモメーターは、温度制御された内部標準抵抗を用いて絶対抵抗値をΩで、または°C、Kに変換して表示します。スーパー・サーモメーターには1 Ω、10 Ω、25 Ω、100 Ω、10 kΩの標準抵抗が内蔵されており、様々な白金抵抗温度計、測温抵抗体、サーミスターを校正することができます。

温度ブリッジで絶対抵抗を正確に測定できるかどうかは、ブリッジの抵抗比の確度だけでなく、長期安定度および内部標準抵抗の校正確度も関係しています。抵抗の安定度を保証し誤差を取り除くため、スーパー・サーモメーターの内部標準抵抗はほぼ10 mK以内の安定度で30 °Cに温度制御されたオーブンの中に入れられています。これらの精密抵抗はしっかりと温度制御されており、24時間以内での抵抗値の変化は0.25 ppm (温度に換算すると0.00006 °C) です。スーパー・サーモメーターの1年の絶対確度は4 ppmです (温度に換算すると0.001 °C)。

測定電流確度は白金抵抗温度計の自己加熱による不確かさを評価する際に重要になります。スーパー・サーモメーターの電流ソースの確度は、代表的な測定電流レベルで25 Ωまたは100 Ωの白金抵抗温度計を測定する場合、0.2 %です。

低ノイズ

測定ノイズは、電気ノイズ、および測定確度に悪影響を与えるその他のランダム誤差により引き起こされます。スーパー・サーモメーターは、測定ノイズおよび干渉をこれまでのデジタルの温度ブリッジでは例のないレベルまで低減する革新的な設計(特許申請中)を採用しています。まず同じ増幅器/ADCブロックを2つ用いて、RxとRsを同時に測定します。2つの測定を平均することで熱起電力による誤差を低減します。測定ノイズをさらに減らすため、各増幅器/ADCブロックにはADCが2つ使用されています。パッシブ・フィルターおよびアクティブ・フィルターも利用して、電気ノイズおよび干渉の大部分を除去しています。一般的な温度校正における、測定ノイズによるスーパー・サーモメーターの不確かさは0.00002 °Cです。通常の抵抗ブリッジと比較しても、同じような測定パラメーターであれば、スーパー・サーモメーターははるかに高額なブリッジと同程度のノイズ・レベルを実現することができます。

これまでにない測定速度

スーパー・サーモメーターは1回の測定を1秒という速さで行うことができます(フル・スペックの確度には2秒)。これにより試験時間の短縮や、温度変化のより正確なモニター、さらにセンサーの熱応答の評価も可能になります。水の三重点の測定においては非常に高い確度と低ノイズが要求されますが、スーパー・サーモメーターでは、必要とされる条件を満たせるよう、測定速度の変更をコントロールすることができます。

抵抗比自己校正機能で抵抗比確度を内部検証

1594Aおよび1595Aの“抵抗比自己校正”機能(特許申請中)ではスーパー・サーモメーターの測定回路の抵抗比確度の直線性の試験または校正を定期的に簡単に行うことができます。外部機器や特別なトレーニングは必要ありません。温度制御された内部標準抵抗を自動的に組み合わせたり切り替えたりして抵抗分圧ネットワークを構築することで、抵抗比の自己校正を行います。8つの抵抗比テストにより、直線性の誤差の算出および仕様に関連した確度の検証を行いますが、この一連のテストは抵抗分圧回路とRxおよびRsを入れ替えることで完了します。

この機能により確度と性能の検証を約30分で、ボタンひとつで自動的に行うことができます。めったにないことではありますが、測定回路の故障も自動的に発見し、レポートします。校正のプロシージャーはパスワードで保護されており、このプロシージャーによって生成されたオフセットを適用して、スーパー・サーモメーターを調整するかどうか選ぶことができます。スーパー・サーモメーターは、温度計の性能の検証およびメンテナンスにおいては、市販のどの温度測定器にも引けをとりません。

抵抗比自己校正機能の特徴

• スーパー・サーモメーターの抵抗比の直線性を自動で試験または校正。高額な外部機器は不要
• 測定結果に影響が出る前に機器の不具合の可能性を検知
• 操作に特別なトレーニングは不要
• 試験の所要時間は約30分
• 校正間隔を延長

内部標準抵抗を素早く簡単に校正

スーパー・サーモメーターには抵抗校正機能が備わっており、内蔵の標準抵抗を校正することもできます。内部標準抵抗の校正には、抵抗値が内部抵抗とほぼ等しい外部標準抵抗器が必要です。

校正はセットアップ・ユーティリティから簡単に行えます。どの内部抵抗を校正するかや、校正済みの標準抵抗の値、標準抵抗が接続されているチャンネルなどを設定するだけです。測定電流の設定やフィルターの無効化、一貫した測定結果を得るためのタイミング・パラメーターの正確な設定などはスーパー・サーモメーターが行います。

校正完了後、ディスプレイに結果が表示され、その結果をUSBメモリーに保存することもできます。Adjust Resistorキーを押せば内部標準抵抗の校正パラメーターを調整することもできます。Adjust　Resistorキーはパスワードで保護されています。

ゼロ電流外挿機能で自己加熱の影響を算出

電流がPRTを通過する際、センシング・エレメントにより電力が消費され、センサーの自己過熱を引き起こします。これにより測定時に小さな温度誤差が生まれます。この誤差は、ある温度でのセンサーの抵抗を、2つの異なる測定電流レベル(公称電流と公称電流の1.4142倍の電流)で測定することで、推定することができます。“ゼロ電流外挿”への線形外挿により、センシング・エレメントに電流が印加されていないものとしてセンサーの抵抗値を算出します。これで自己加熱による温度誤差は事実上、測定結果から取り除くことができます。

ゼロ電流外挿を手動で行おうとすると時間がかかりますし、計算間違いの可能性もあります。スーパー・サーモメーターのゼロ電流外挿機能なら、電流レベルの設定、測定データの収集、ゼロ電流外挿の計算を自動で行います。セットリング・タイム、測定時間、記録などのパラメーターを変更し、ゼロ電流外挿測定のプロセスを完全に管理することができます。

グラフまたは表形式で、複数チャンネルの測定データを同時に表示

スーパー・サーモメーターでは複数のチャンネルの測定結果を同時に見ることができます。スーパー・サーモメーターには、測定結果を確認するのにグラフ・モードとテーブル・モードの2つのモードがあります。グラフ・モードを選択すると1チャンネルまたは複数チャンネルのグラフを同時に見ることができます。まず、グラフの期間を設定します。そして縦方向の中心点を自動設定にするか、または固定の値を入力します。次に横方向の目盛を自動設定にするか、または固定の値を入力します。このように用途に合わせてグラフ表示の設定を行うことができます。テーブル・モードでは、全チャンネルの測定値、平均値、標準偏差が表形式で表示されます。グラフ・モードとテーブル・モードの切り替えはファンクション・キーを押すだけです。