NI 9214およびTB-9214 データシート - National Instruments

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1 データシート NI 9214 および TB TC ±78 mv 24 ビット 68 S/s( 全体 等温端子台 ) 等温端子台 ( 最大測定確度 0.45 ) 50 Hz/60 Hz ノイズ除去 測定感度 ( 最大 0.02 ) 250 Vrms CAT II チャンネル/ アース間絶縁 NI 9214 は CompactDAQ および CompactRIO システム用の高密度熱電対モジュールです 高い確度を必要とする多チャンネルカウントシステム用に設計された NI 9214 では フロントマウント型端子台 (TB-9214) 端子台に搭載された複数の CJC センサ および温度勾配を最小限に抑えるコンポーネントレイアウトを使用して全体の確度を向上します キット内容 NI 9214 NI TB-9214 等温端子台 NI 9214 スタートアップガイド アクセサリ NI TB-9214 等温端子台 ( 予備 )

2 C シリーズ熱電対モジュールの比較 製品名 チャンネル 最大確度 * ( C) サンプルレート ソフトウェア選択可能 OTD オートゼロ 接続 絶縁 ( 連続 ) NI S/s いいえ はい ネジ留め式端子 250 Vrms チャンネル / アース NI S/s/ch いいえ いいえ 等温端子台 250 Vrms チャンネル間 NI S/s いいえ はい バネ端子 250 Vrms チャンネル / アース NI S/s はい はい 等温端子台 250 Vrms チャンネル / アース * J タイプの熱電対 (100 C 時 ) で 適用する場合に高分解能モードを使用 NI C シリーズの概要 NI は 測定 制御 および通信アプリケーション用に 100 種類を超える C シリーズモジュールを提供しています C シリーズモジュールは任意のセンサまたはバスに接続可能で 上級データ収集および制御アプリケーションのニーズに対応する高確度の測定を可能にします あらゆるセンサや信号に接続するための計測に特化した信号調節 バンク間 チャンネル間 チャンネル / アース間などの絶縁オプション さまざまなアプリケーションや環境のニーズに対応する -40 ~70 の温度範囲 ホットスワップ可能 C シリーズモジュールのほとんどは CompactRIO および CompactDAQ プラットフォームの両方をサポートしており モジュールを別のプラットフォームに移す際に修正を行う必要はありません 2 ni.com NI 9214 および TB-9214 データシート

3 CompactRIO CompactRIO は コンパクトサイズと堅牢性を持つオープンな組込アーキテクチャを NI LabVIEW 再構成可能 I/O(RIO) アーキテクチャで電源供給されるプラットフォーム上の C シリーズモジュールと組み合わせます 各システムには 組込アプリケーションの要件を満たすためのカスタムタイミング トリガ および使用可能な広範囲のモジュール式 I/O の処理が含まれます CompactDAQ CompactDAQ は 接続性 データ収集 および直接センサまたは信号と通信するモジュール式 I/O への信号調整を統合する 持ち運び可能な耐久性のあるデータ収集プラットフォームです CompactDAQ を LabVIEW と使用することで 測定データを集録 解析 表示 および管理する方法を簡単にカスタマイズできます ソフトウェア Windows 用 LabVIEW プロフェッショナル開発システム 大規模プロジェクトの開発に上級ソフトウェアツールを使用 DAQ アシスタントおよび計測器 I/O アシスタントを使用して自動的にコードを生成 高度な計測解析およびデジタル信号処理を使用 DLL ActiveX.NET オブジェクトとのオープンな接続性を活用 DLL 実行ファイル MSI インストーラをビルド NI 9214 および TB-9214 データシート National Instruments 3

4 NI LabVIEW FPGA モジュール NI RIO ハードウェア用の FPGA アプリケーションを設計 デスクトップおよびリアルタイムアプリケーションと同じグラフィカル環境でプログラミング 最大 300 MHz のループレートで制御アルゴリズムを実行 カスタムタイミング / トリガロジック デジタルプロトコル および DSP アルゴリズムを実装 既存の HDL コードと Xilinx IP ジェネレータの機能を含む他社製 IP を統合 LabVIEW Embedded Control and Monitoring Suite の一部として購入可能 NI LabVIEW Real Time モジュール LabVIEW グラフィカルプログラミングで確定的なリアルタイムアプリケーションを設計 信頼性の高い実行と豊富な I/O の選択に NI または他社製ハードウェアへダウンロード 組込 PID 制御 信号処理 および解析関数を活用 マルチコア CPU のメリットを自動的に活用 またはプロセッサ親和性を手動で設定 リアルタイム OS 開発およびデバッグサポート およびボードサポートを活用 単体 または LabVIEW Suite の一部として購入可能 NI 9214 回路 TC+ 10 MΩ TC COM 10 MΩ 入力インピーダンス 熱電対断線検出電流 フィルタ処理された差動アンプとマルチプレクサ 絶縁 ADC NI ni.com NI 9214 および TB-9214 データシート

5 24 ビット ADC でサンプリングされる前に 各チャンネルは差動フィルタおよびマルチプレクサを通過します チャンネルは システム上の他のモジュールと絶縁されたコモングランドである COM を共有します コモンモード電圧 NI 9214 のコモンモード範囲は 任意のチャンネルと COM 間の最大電圧です COM を浮動のまま保持しておくと 内部回路の内部コモンモード電圧がすべての入力の平均値になります NI 9214 は各チャンネルのコモンモード電圧レベルを測定し 信号がコモンモード電圧範囲外にある場合はソフトウェアで警告を返します 熱電対断線の検出 各チャンネルには TC+/TC- 端子間の電流ソースで構成された熱電対断線検出 (OTD) 回路があります 断線している熱電対がチャンネルに接続されている場合は 電流ソースは端子間にフルスケール電圧をかけます 入力インピーダンス 各チャンネルには TC/COM 端子間に入力インピーダンスを生成する抵抗があります 接続された熱電対のソースインピーダンスから生じたゲインおよびオフセット誤差は ほとんどのアプリケーションで無視できる程度のものです リード抵抗の高い熱電対では大きな誤差が発生することがあります タイミングモード NI 9214 は 高分解能および高速タイミングモードをサポートしています 高分解能タイミングモードは確度とノイズを最適化し 電源ライン周波数を除去します 高速タイミングモードはサンプルレートと信号帯域幅を最適化します 熱電対測定の確度 熱電対測定誤差は 以下の要因にある程度依存します 熱電対のタイプ 熱電対の確度 測定する温度 熱電対ワイヤの抵抗 冷接点の温度 最高の確度性能を得るには 以下のガイドラインに従ってください ni.com/manuals のスタートアップガイドに従って NI 9214 を設定し NI 9214 端子間での温度勾配を最小限に抑えます リード線の抵抗をヌルにして オフセット誤差を補正します オートゼロチャンネルを使用して オフセット誤差を補正します NI 9214 および TB-9214 データシート National Instruments 5

6 冷接点確度 隣接する C シリーズモジュール ( または周辺の熱源 ) によって放散される熱は NI 9214 の端子を冷接点補償センサと異なる温度に熱し 熱電対測定に誤差が生じる原因となります 端子間の熱勾配によってさまざまな NI 9214 チャンネルの温度が異なることがあり その場合 確度の誤差が発生し チャンネル間の相対確度に影響を与えます 温度測定の確度仕様には NI 9214 端子全体における温度勾配による誤差が含まれます (NI 9214 端子が前向きまたは上向きになっている構成の場合 ) オートゼロチャンネル NI 9214 には内部オートゼロチャンネルがあり 各熱電対における読み取り値から差し引くことでオフセット誤差を補正します オートゼロチャンネルの使用はオプションですが NI 9214 の仕様ではすべてのサンプルでオートゼロが適用されることが前提となっています オートゼロチャンネルの使用に関する情報は NI 9214 と使用するソフトウェアのドキュメントを参照してください NI 9214 仕様 以下の仕様は 特に記載がない限り -40 ~70 の環境下におけるものです 仕様は NI 9214 を TB-9214 と共に使用した場合のものです 注意このドキュメントに記載されている以外の方法で NI 9214 を動作しないでください 製品の使用を誤ると危険です また 破損した製品を使用した場合には 製品に組み込まれている安全保護機能が保証できません 製品が破損している場合は 修理のためにナショナルインスツルメンツに返送してください ウォームアップ時間 1 15 分 入力特性 チャンネル数 NI 9214 TB-9214 ADC 分解能 ADC タイプ 16 の熱電対チャンネル 1 つの内部オートゼロチャンネル 3 つの内部冷接点補償チャンネル 24 ビット デルタ / シグマ変調方式 1 ウォームアップ時間は モジュールがスリープモード状態ではなく 前向きまたは上向きであり 一定の周囲温度の環境にあることを前提としています NI は ウォームアップ時間を完全に取ることを推奨しています 6 ni.com NI 9214 および TB-9214 データシート

7 サンプルモード 電圧測定レンジ スキャン ± mv 温度測定範囲 NIST に定義された温度範囲で動作 (J K T E N B R S 熱電対タイプ ) タイミングモード変換時間 ( チャンネルあたり ) サンプルレート 2 ( すべてのチャンネル 3 ) 高分解能 52 ms 0.96 S/s 高速 735 μs 68 S/s コモンモード電圧範囲 チャンネル /COM 間 ±1.2 V( 最小 ) COM/ アース間 アース基準のコモンモード除去比 ±250 V 高分解能モード (DC および 50 Hz~60 Hz 時 ) チャンネル /COM 間 COM/ アース間 高速モード (0 Hz~60 Hz 時 ) チャンネル /COM 間 COM/ アース間 熱電対信号入力帯域幅 高分解能モード 高速モード 熱電対断線整定時間 (OTD のオン / オフを切り替えた時 ) 高分解能ノイズ除去 (50 Hz および 6 Hz 時 ) 100 db 170 db 70 db 120 db 14.4 Hz 80 Hz 6 s 65 db 過電圧保護 ±30 V( 任意の 2 つの入力間 ) 差動入力インピーダンス 20 MΩ 2 全チャンネルより少ない数のチャンネルを使用している場合 サンプルレートが速くなることがあります 最大サンプルレート = 1/( 変換時間 x チャンネル数 ) または 100 S/s のうちいずれか小さい方です 最大サンプルレートより速くサンプリングを行うと 確度が低下する場合があります 3 オートゼロおよび冷接点補正チャンネルが含まれます NI 9214 および TB-9214 データシート National Instruments 7

8 入力ノイズ 高分解能モード RMS 波高因子 6 高速モード RMS ゲイン誤差 波高因子 nvrms 2.8 μvrms 高分解能モード 25 で 0.03%( 標準 ) -40 ~70 で 0.15% ( 最大 ) 高速モード 25 で 0.04%( 標準 ) -40 ~70 で 0.16% ( 最大 ) オフセット誤差 高分解能モード 2 μv( 標準 ) 8 μv( 最大 ) 高速モード 15 μv( 標準 ) 23 μv( 最大 ) ソースインピーダンス (OTD 有効 ) からのオフセット誤差 入力電流 OTD 有効 OTD 無効 0.2 μv/ω を追加 200 na 400 pa OTD バイアス電流ドリフト 200 pa/ ( 最大 ) 冷接点補償の確度 4 23 ± ( 標準 ) -20 ~70 ±0.6 ( 最大 ) -40 ~70 ±0.9 ( 最大 ) 4 冷接点補償の確度は 熱電対ワイヤが 0.25 mm 2 (24 AWG) 以下であることを想定しています 8 ni.com NI 9214 および TB-9214 データシート

9 温度測定の確度 測定感度 5 高分解能モード タイプ J K T E N 0.01 タイプ R S 0.03 タイプ B 0.04 高速モード タイプ J K T E 0.10 タイプ N 0.11 タイプ R S 0.36 タイプ B 0.48 以下の熱電対測定表およびグラフは 以下の状態における各熱電対タイプでのモジュールの確度を示しています オートゼロが有効になっています 熱電対断線の検出は無効になっています 0 V のコモンモード電圧 この表には RMS ノイズを含むモジュールと端子台のすべての測定誤差が含まれています しかし 熱電対そのものの確度はこの表に含まれていません 表 1. 熱電対タイプ J/N 測定確度 ( ) 温度高分解能高速 標準最大標準最大 23 ± 5-20 ~70-40 ~70 23 ± 5-20 ~70-40 ~ 測定感度は センサで検出可能な最小の温度変化を表します これはノイズの働きによるものです この値は NIST Monograph 175 で定義された標準の熱電対センサの測定全範囲の中央値を想定しています NI 9214 および TB-9214 データシート National Instruments 9

10 表 1. 熱電対タイプ J/N 測定確度 ( ) ( 続き ) 温度 高分解能 高速 標準 最大 標準 最大 23 ± 5-20 ~70-40 ~70 23 ± 5-20 ~70-40 ~ , 表 2. 熱電対タイプ K 測定確度 ( ) 温度 高分解能 高速 標準 最大 標準 最大 23 ± 5-20 ~70-40 ~70 23 ± 5-20 ~70-40 ~ , , 表 3. 熱電対タイプ T/E 測定確度 ( ) 温度 高分解能 高速 標準 最大 標準 最大 23 ± 5-20 ~70-40 ~70 23 ± 5-20 ~70-40 ~ ni.com NI 9214 および TB-9214 データシート

11 表 3. 熱電対タイプ T/E 測定確度 ( ) ( 続き ) 温度 高分解能 高速 標準 最大 標準 最大 23 ± 5-20 ~70-40 ~70 23 ± 5-20 ~70-40 ~ 表 4. 熱電対タイプ R/S 測定確度 ( ) 温度 高分解能 高速 標準 最大 標準 最大 23 ± 5-20 ~70-40 ~70 23 ± 5-20 ~70-40 ~ , , 表 5. 熱電対タイプ B 測定確度 ( ) 温度 高分解能 高速 標準 最大 標準 最大 23 ± 5-20 ~70-40 ~70 23 ± 5-20 ~70-40 ~ NI 9214 および TB-9214 データシート National Instruments 11

12 表 5. 熱電対タイプ B 測定確度 ( ) ( 続き ) 温度 高分解能 高速 標準 最大 標準 最大 23 ± 5-20 ~70-40 ~70 23 ± 5-20 ~70-40 ~ , , 図 1. 熱電対誤差 ( 標準 )( 高分解能 ) 23 ±5 2 測定誤差 ( C) 測定された温度 ( C) タイプ B タイプ T/E タイプ J/N タイプ R/S タイプ K 12 ni.com NI 9214 および TB-9214 データシート

13 図 2. 熱電対誤差 ( 最大 )( 高分解能 ) -20 ~70 4 測定誤差 ( C) 測定された温度 ( C) タイプ B タイプ T/E タイプ J/N タイプ R/S タイプ K 所要電力 シャーシからの消費電力 アクティブモード 300 mw( 最大 ) スリープモード 30 μw( 最大 ) 放熱 (70 時 ) アクティブモード 630 mw( 最大 ) スリープモード 450 mw( 最大 ) 物理特性 モジュールを掃除する必要がある場合は 乾いた布で拭いてください ヒント C シリーズモジュールおよびコネクタの二次元図と三次元モデルを参照するには ni.com/dimensions( 英語 ) でモジュール番号を使用して検索してください ネジ留め式端子配線 ゲージ ワイヤストリップ長 外部被覆 内部被覆 温度定格 90 ( 最小 ) 0.05 mm 2 ~0.5 mm 2 (30 AWG~20 AWG) 銅導線 51 mm(2.0 in.) 端から絶縁被覆を除去 5.1 mm(0.2 in.) 端から絶縁被覆を除去 NI 9214 および TB-9214 データシート National Instruments 13

14 ネジ留め式端子用トルク ネジ留め式端子ごとのワイヤ 0.3 N m(2.66 lb in.) ネジ留め式端子ごと 1 つのワイヤ TB-9214 固定 固定タイプジャックネジ用トルク重量 NI 9214 TB-9214 ジャックネジが付属 0.4 N m(3.6 lb in.) 141 g(5.0 oz) 102 g(3.6 oz) 安全電圧 必ず以下の制限内の電圧のみを接続してください 任意の 2 つの端子間 ±30 V( 最大 ) 絶縁 チャンネル間チャンネル / アース間連続耐電圧 なし 250 Vrms Measurement Category II 2,300 Vrms 5 秒間絶縁耐圧試験で認証済み 注意 NI 9214 を Measurement Category III または IV の信号に接続したり そ の測定に使用したりしないでください Measurement Category II は 配電システム (MAINS4) に直接接続された回路上で実行される測定用です このカテゴリは 標準のコンセント ( たとえば アメリカでは 115 V ヨーロッパでは 230 V) から供給されるようなローカルレベルの配電を参照しています 危険箇所での設置 U.S.(UL) Class I, Division 2, Groups A, B, C, D, T4 Class I, Zone 2 AEx na IIC T4 カナダ (C-UL) Class I, Division 2, Groups A, B, C, D, T4 Class I, Zone 2 Ex na IIC T4 欧州 (ATEX) および国際 (IECEx) Ex na IIC T4 Gc 14 ni.com NI 9214 および TB-9214 データシート

15 安全および危険箇所での設置の基準 この製品は 計測 制御 実験に使用される電気装置に関する以下の安全規格要件を満たすように設計されています IEC EN UL CSA EN :2012 EN :2010 IEC : Ed 6 IEC : Ed 4 UL : Ed 6 UL : Ed 4 CSA :2011 CSA :2012 電磁両立性 メモ UL およびその他の安全保証については 製品ラベルまたは オンライ ン製品認証 セクションを参照してください このデバイスは 計測 制御 実験に使用される電気装置に関する以下の EMC 規格の必要条件を満たします EN (IEC ): Class A エミッション 工業イミュニティ EN (CISPR 11): Group 1 Class A エミッション AS/NZS CISPR 11: Group 1 Class A エミッション FCC 47 CFR Part 15B: Class A エミッション ICES-001: Class A エミッション CE 適合 メモ EMC 宣言および認証については オンライン製品認証 セクションを 参照してください この製品は 該当する EC 理事会指令による基本的要件に適合しています 2014/35/EU 低電圧指令 ( 安全性 ) 2014/30/EU 電磁両立性指令 (EMC) 2014/34/EU 防爆指令 (ATEX) オンライン製品認証 この製品のその他の適合規格については この製品の適合宣言 (DoC) をご覧ください この製品の製品認証および適合宣言を入手するには ni.com/certification にアクセスして型番または製品ラインで検索し 保証の欄の該当するリンクをクリックしてください NI 9214 および TB-9214 データシート National Instruments 15

16 耐衝撃 / 振動 この要件を満たすには システムをパネルに取り付ける必要があります 動作時振動 ランダム (IEC ) 正弦 (IEC ) 5 g rms 10 Hz~500 Hz 5 g 10 Hz~500 Hz 動作時衝撃 (IEC ) 30 g(11 ms 半正弦 ) 50 g(3 ms 半正弦 ) 18 回 :6 方向 環境 この要件を満たす条件についての詳細は ご使用のシャーシのマニュアルを参照してください 動作温度 (IEC IEC ) 保管温度 (IEC IEC ) 保護構造 NI ~70-40 ~85 IP40 動作時の相対湿度 (IEC ) 10% RH~90% RH( 結露なきこと ) 保管時の相対湿度 (IEC ) 5% RH~95% RH( 結露なきこと ) 汚染度 2 最大使用高度 室内使用のみ 環境管理 2,000 m ナショナルインスツルメンツは 環境に優しい製品の設計および製造に努めています NI は 製品から特定の有害物質を除外することが 環境および NI のお客様にとって有益であると考えています 環境に関する詳細は ni.com/environment からアクセス可能な 環境への取り組み ページを参照してください このページには ナショナルインスツルメンツが準拠する環境規制および指令 およびこのドキュメントに含まれていないその他の環境に関する情報が記載されています 廃電気電子機器 (WEEE) 欧州のお客様へ製品寿命を過ぎたすべての NI 製品は お住まいの地域の規定および条例に従って廃棄処分してください お住まいの地域における NI 16 ni.com NI 9214 および TB-9214 データシート

17 製品のリサイクル方法の詳細については ni.com/environment/weee を参照してください 电子信息产品污染控制管理办法 ( 中国 RoHS) 中国客户 National Instruments 符合中国电子信息产品中限制使用某些有害物质指令 (RoHS) 关于 National Instruments 中国 RoHS 合规性信息, 请登录 ni.com/environment/rohs_china (For information about China RoHS compliance, go to ni.com/environment/rohs_china.) キャリブレーション NI 9214 の Calibration Certificate( 英語 ) とキャリブレーションサービスに関する情報は ni.com/calibration から入手できます キャリブレーション間隔 1 年 NI 9214 および TB-9214 データシート National Instruments 17

18 National Instruments の商標については ni.com/trademarks に掲載されている NI Trademarks and Logo Guidelines をご覧ください 本書中に記載されたその他の製品名及び企業名は それぞれの企業の商標又は商号です National Instruments の製品を保護する特許については ソフトウェアで参照できる特許情報 ( ヘルプ 特許 ) メディアに含まれている patents.txt ファイル 又は ni.com/patents からアクセスできる National Instruments Patent Notice( 英語 ) のうち 該当するリソースから参照してください エンドユーザ使用許諾契約 (EULA) 及び他社製品の法的注意事項はご使用の NI 製品の Readme ファイルにあります National Instruments の輸出関連法規遵守に対する方針について また必要な HTS コード ECCN(Export Control Classification Number) その他の輸出入に関する情報の取得方法については 輸出関連法規の遵守に関する情報 (ni.com/ legal/ja/export-compliance) を参照してください NI は 本書に記載の情報の正確性について 一切の明示又は黙示の保証を行わず 技術的な誤りについて一切の責任を負いません 米国政府のお客様へ : 本書に含まれているデータは 民間企業の費用により作成されており 民間機関用の連邦調達規則 と軍事機関用の国防省連邦調達規則補足 及び に基づく限定権利及び制約付データ権利の条項の適用を受けます 2016 National Instruments. All rights reserved A 年 03 月