NI 6601/6602 キャリブレーション手順 - National Instruments

キャリブレーション手順

NI 6601/6602

このドキュメントでは、

_{NI 6601/6602}

データ集録デバイスのキャリブ レーションについて説明します。

目次

概要

_{... 2}

キャリブレーションとは

_{... 2}

検証が必要である理由は

_{... 2}

検証の頻度は

_{... 2}

ソフトウェアとドキュメント

_{... 2}

ソフトウェア

_{... 2}

ドキュメント

_{... 3}

テスト装置

_{... 3}

テスト条件

_{... 3}

キャリブレーションの手順

_{... 4}

安定したクロックをセットアップする

_{... 5}

PXI-6608

クロックソースをセットアップする

_{... 5}

他のクロックソースをセットアップする

_{... 7}

クロックソースを

_{NI 6601/6602}

デバイスに接続する

_{... 8}

PXI-6608

を

_{NI 6601/6602}

デバイスに接続する

_{... 8}

他のクロックソースを

_{NI 6601/6602}

デバイスに接続する

_{... 8}

NI 6601/6602

デバイスの周波数を測定する

_{... 9}

周波数測定値を

_{NI 6601/6602}

デバイスの仕様と比較する

_...16

概要

キャリブレーションとは

キャリブレーションでは、デバイスの測定確度を確認し、すべての測定誤 差の調整を行います。

_{NI 6601/6602}

では、水晶発振器がユーザによる調 整が可能でないため、キャリブレーションは単に水晶発振器の測定確度を 検証するのみです。検証を行うには、デバイスのパフォーマンスを測定 し、その測定値を工場出荷仕様と比較します。デバイスがキャリブレー ションに失敗した場合は、修理または交換のためにデバイスを

_NI

までご 返送ください。修理または交換のために

_NI

へご連絡いただく方法につい ての詳細は、技術サポート情報のドキュメントを参照してください。

検証が必要である理由は

タイミングコンポーネントの確度は時間の経過や温度とともに変動し、こ のような変動は測定確度に影響を与えます。検証とは、そのような変動下 でもデバイスが

_NI

標準を満たしているかを確認する作業です。

検証の頻度は

NI 6601/6602

は、使用するアプリケーションの測定確度要件で定義され ている頻度でキャリブレーションを行います。

_NI

では、完全なキャリブ レーション手順を

₁

年に

₁

度の頻度で実行することをお勧めします。ア プリケーションの確度要件に応じて、このキャリブレーション間隔を短く することもできます。

ソフトウェアとドキュメント

NI 6601/6602

の検証には以下のソフトウェアとドキュメントが必要にな ります。これらのリソースは

_NI

ウェブサイト（ni.com/jp）で参照でき ます。

•

従来型

_{NI-DAQ (}

レガシー

_{) 7.4.4}

•

『

_{Traditional NI-DAQ (Legacy) C Function Reference Help}

』 ファイル

•

『

_{Traditional NI-DAQ User Manual}

』ドキュメント

ソフトウェア

このキャリブレーション手順は、従来型

_NI-DAQ

（レガシー）

_7.4.4

の使 用が必要です。従来型

_NI-DAQ

は、

_LabVIEW

、

_LabWindows

TM

_/CVI

TM_、

Microsoft Visual C++

、

_{Microsoft Visual Basic}

、

_{Borland C++}

など多く

のアプリケーション開発環境（

_ADE

）やプログラミング言語をサポート

ドキュメント

『

_{Traditional NI-DAQ (Legacy) C Function Reference Help}

』ファイ ルおよび『

_{Traditional NI-DAQ User Manual}

』ドキュメントには、従来

型

_NI-DAQ

ドライバを使用する際の詳細が説明されています。ヘルプ

ファイルには、ドライバ機能の詳細が記載されています。スタート→すべ てのプログラム→

_{National Instruments}

→

_NI-DAQ

を選択してヘルプ ファイルを参照できます。『

_{Traditional NI-DAQ User Manual}

』ドキュ

メントは、従来型

_NI-DAQ

のインストール方法を説明しています。また、 このマニュアルには従来型

_NI-DAQ

ドライバを使用するアプリケーショ ンを作成する際の詳細も記載されています。これらは、キャリブレーショ ンユーティリティを作成する場合の主な参考資料です。さらに、使用して いるプログラミング言語のドキュメントも参照できます。キャリブレー ションしようとする製品の詳細については、『

_{NI 660x}

ユーザマニュアル』 を参照してください。

テスト装置

NI 6601/6602

デバイスを検証するには以下の装置が必要です。

•

確度

_{1 ppm}

以内の高安定性

_{10 MHz}

、

_{5 MHz}

、または

_{1 MHz}

クロッ クソース。

_NI

では安定したクロックの供給源として

_PXI-6608

の使用 を推奨します。

_PXI-6608

は、

₁

年間にわたって確度

_{0.075 ppm}

を維 持する

_{10 MHz}

クロックを供給します。

• SH68-68-D1

ケーブルまたは標準

₆₈

ピンケーブルコネクタ

• 68

ピン端子ボックス（

_PXI-6608

以外のクロックソースを使用する場合）

テスト条件

機器とキャリブレーション実行環境を最適化するため、以下のガイドライ ンに従ってください。

•

デバイスへの接続ケーブルをできるだけ短くしてください。長いケー ブル

_/

ワイヤはアンテナのような働きをするため、余分なノイズが取 り込まれ測定結果に影響します。

•

周囲温度を約

₂₅

℃に維持してください。

•

相対湿度を

_80%

未満に維持してください。

•

デバイスへの接続ケーブルには、被覆された銅線を使用してくださ い。ノイズとサーマルオフセットを除去するためには、ツイストペア ワイヤを使用してください。

•

測定回路の動作温度が安定するまで、

₁₅

分間のウォームアップ時間 を確保してください。

キャリブレーションの手順

このセクションでは、安定したクロックソースを使用して

_{NI 6601/6602}

の水晶発振器の動作を検証する方法を説明しています。

_{NI 6601/6602}

デ バイスの発振器の性能を検証するには、

_{NI 6601/6602}

デバイスのカウン タ

₀

とカウンタ

₁

という

₂

つのカウンタが必要です。カウンタ

₁

はソー スとして安定したクロックを使用して

_{50 ms}

の単一パルスを生成し、 このパルスがカウンタ

₀

の

_GATE

に適用されます。

_{NI 6601/6602}

の

20 MHz

タイムベースは、水晶発振器から取得される、カウンタ

₀

の

SOURCE

です。

_{50 ms}

の単一パルス中に発生する

_{20 MHz}

タイムベース のクロックエッジ数をカウントし、発振器の周波数を計算してデバイスが 仕様内にあるかどうかを判断します。図

₁

に、このプロセスの簡単なダ イアグラムを示します。 図 1 NI 6601/6602の検証プロセス 周波数測定には、安定したクロックの誤差と、カウンタにより発生する量 子化誤差の和に等しい不確定要素があります。クロックの誤差は、このド キュメントの「テスト装置」のセクションに指定されているとおり、

1 ppm

以下であることが必要です。量子化誤差は、アナログ値をデジタ ル化する場合の固有の不確定要素で、常に最大

_{50 ns}

です。測定時間

50 ms

とすると、量子化誤差は以下のようになります。 安定したクロックの誤差（

_{1 ppm}

）と量子化誤差（

_{1 ppm}

）の和で、測 定不確定性の合計は

_{2 ppm}

となります。より安定したクロックを使用す るか、測定時間を長くするか、またはその両方を行うと、測定不確定性を 減少できます。このドキュメントの最後にある計算により、

_{2 ppm}

の測 定不確定性が許容されます。 従来型

_NI-DAQ

と

_LabVIEW

プログラミングの両方による方法が以下の セクションに示されています。使用するプログラミング環境に合わせて適 切な方法を選択してください。 50 ms CTR 1 CTR 0 ቟ቯ䈚䈢䉪䊨䉾䉪䉸䊷䉴 20 MHz䉺䉟䊛䊔䊷䉴 䉸䊷䉴 䉸䊷䉴 䉭䊷䊃 ಴ജ 50 ns 50 ms --- = 1 ppm

安定したクロックをセットアップする

このセクションではクロックのセットアップ方法を説明します。

_NI

では 安定したクロックの供給源として

_PXI-6608

の使用を推奨します。このド キュメントの「テスト装置」のセクションに記載されている仕様を満たす 場合は、他の安定したクロックを使用できます。使用方法は、

_PXI-6608

については「

_PXI-6608

クロックソースをセットアップする」のセクショ ンを、その他のクロックについては「他のクロックソースをセットアップ する」のセクションに説明されています。

PXI-6608

クロックソースをセットアップする

以下の手順に従って、

_PXI-6608

を安定したクロックソースとしてセット アップします。

1. 6608

デバイスの電源を投入します。

2.

デバイスの測定回路がウォームアップするまで

₁₅

分間待機します。

3. PXI-6608

の安定した

_{10 MHz}

クロックを

_{PFI_35}

に経路設定します。

a. PXI-6608

のカウンタ

₁

を、簡易なイベントカウントを実行する よう構成します。 従来型

NI-DAQ

関数呼び出し

LabVIEW

ブロックダイアグラム 以下のパラメータを使用して、 「GPCTR_Set_Application」を呼び出し ます。

deviceNumber: Measurement &

Automation Explorer

（

_MAX

）で設定さ れた値

gpctrNum:

ND_COUNTER_1

b.

カウンタ

₁

の

_source

を

_RTSI

ライン

₀

として構成します。

c. PXI-6608

の安定した

_{10 MHz}

クロックを

_RTSI

ライン

₀

に経路設 定します。 従来型

_NI-DAQ

関数呼び出し

_LabVIEW

ブロックダイアグラム 以下のパラメータを使用して、 「GPCTR_Change_Parameter」を呼び出 します。

deviceNumber: MAX

で設定された値

gpctrNum:

ND_COUNTER_1

paramID:

ND_SOURCE

paramValue:

ND_RTSI_0 従来型

_NI-DAQ

関数呼び出し

_LabVIEW

ブロックダイアグラム 以下のパラメータを使用して、 「Select_Signal」を呼び出します。

deviceNumber: MAX

で設定された値

signal:

ND_RTSI_0

source:

ND_STABLE_10_MHZ

sourceSpec:

ND_DONT_CARE

d.

カウンタ

₁

の

_source

を、

_PFI

ライン

₃₅

で使用可能となるよう 構成します。

e.

カウンタ

₁

を、アームするようプログラムします。

他のクロックソースをセットアップする

以下の手順に従って、

_PXI-6608

以外のクロックソースをセットアップし ます。

1.

クロックソースが「テスト装置」のセクションに記載されている仕様 を満たすことを確認します。

2.

クロックデバイスの電源を投入します。 メモ クロックセットアップ手順の完了後、クロックは実行され、パルスを生成する ようになります。 従来型

_NI-DAQ

関数呼び出し

_LabVIEW

ブロックダイアグラム 以下のパラメータを使用して、 「Select_Signal」を呼び出します。

deviceNumber: MAX

で設定された値

signal:

ND_PFI_35

source:

ND_GPCTR1_SOURCE

sourceSpec:

ND_DONT_CARE 従来型

_NI-DAQ

関数呼び出し

_LabVIEW

ブロックダイアグラム 以下のパラメータを使用して、 「GPCTR_Control」を呼び出します。

deviceNumber: MAX

で設定された値

gpctrNum:

ND_COUNTER_1

action:

ND_PROGRAM 「タスク

_ID

」出力は「

_{NI 6601/6602}

デバイスの周波 数を測定する」のセクションの手順

₁₄

の「タスク

ID

」入力に接続します。

クロックソースを

NI 6601/6602

デバイスに接続する

このセクションでは、

_PXI-6608

または他のクロックソースのいずれを使 用しているかに関わらず、クロックソースを

_{NI 6601/6602}

デバイスに接 続する方法を説明しています。

PXI-6608

を

NI 6601/6602

デバイスに接続する

SH68-68-D1

ケーブルを使用して、

_PXI-6608

クロックソースを

_NI

6601/6602

デバイスに接続します。このケーブルは各デバイスの

_I/O

コ ネクタに接続します。

他のクロックソースを

NI 6601/6602

デバイスに

接続する

以下の手順に従って、他のクロックソースを

_{NI 6601/6602}

デバイスに接 続します。

1. SH68-68-D1

ケーブルを使用して、

_{NI 6601/6602}

デバイスを

₆₈

ピン 端子ボックスに接続します。

2.

ツイストペアワイヤを使用して、クロックソースを

₆₈

ピン端子ボッ クスのピン

₇

とピン

₄₁

に接続します。

•

クロックをピン

₇

に接続します。ピン

₇

は

_{PFI_35}

に相当し、こ れはすべての

_{NI 6601/6602}

デバイスでカウンタ

₁

の

_SOURCE

です。

•

クロックのグランドをピン

₄₁

に接続します。これはデジタルグ ランドです。

NI 6601/6602

デバイスの周波数を測定する

メモ

_PXI

シャーシ上の

_PXI-6602

を検証する場合、周波数測定値はオンボード発振器

ではなく、

_PXI

バックプレーンクロックの周波数です。オンボード発振器を検証

するには、

_{CompactPCI-PCI}

アダプタを使用して

_PCI

シャーシ上で

_PXI-6602

のキャリブレーションを行う必要があります。 以下の手順に従って、検証の目的で

_{NI 6601/6602}

デバイスの周波数を測 定します。

1.

カウンタ

₀

を、簡易なイベントカウントを実行するよう構成します。

2.

カウンタ

₀

の

_source

を

_{20 MHz}

タイムベースに設定します。 従来型

_NI-DAQ

関数呼び出し

_LabVIEW

ブロックダイアグラム 以下のパラメータを使用して、 「GPCTR_Set_Application」を呼び出し ます。

deviceNumber: MAX

で設定された値

gpctrNum:

ND_COUNTER_0

application:

ND_SIMPLE_EVENT_CNT 従来型

_NI-DAQ

関数呼び出し

_LabVIEW

ブロックダイアグラム 以下のパラメータを使用して、 「GPCTR_Change_Parameter」を呼び出 します。

deviceNumber: MAX

で設定された値

gpctrNum:

ND_COUNTER_0

paramID:

ND_SOURCE

paramValue:

ND_INTERNAL_20_MHZ

3.

カウンタ

₀

の

_gate

をカウンタ

₁

の

_output

に構成します。

4.

カウンタ

₀

を、簡易なイベントカウントを実行するようアームします。

5.

カウンタ

₁

を、単一パルスを生成するよう構成します。 従来型

_NI-DAQ

関数呼び出し

_LabVIEW

ブロックダイアグラム 以下のパラメータを使用して、 「GPCTR_Change_Parameter」を呼び出 します。

deviceNumber: MAX

で設定された値

gpctrNum:

ND_COUNTER_0

paramID:

ND_GATE

paramValue:

ND_OTHER_GPCTR_OUTPUT 従来型

_NI-DAQ

関数呼び出し

_LabVIEW

ブロックダイアグラム 以下のパラメータを使用して、 「GPCTR_Control」を呼び出します。

deviceNumber: MAX

で設定された値

gpctrNum:

ND_COUNTER_0

action:

ND_PROGRAM 「タスク

_ID

」出力は手順

₁₁

の「タスク

_ID

」入力に接 続します。 従来型

_NI-DAQ

関数呼び出し

_LabVIEW

ブロックダイアグラム 以下のパラメータを使用して、 「GPCTR_Set_Application」を呼び出し ます。

deviceNumber: MAX

で設定された値

gpctrNum:

ND_COUNTER_1

application:

ND_SINGLE_PULSE_GNR

6.

カウンタ

₁

の

_source

を

_PFI

ライン

₃₅

に構成します。

7.

単一パルス生成のパルス遅延を設定します。 従来型

_NI-DAQ

関数呼び出し

_LabVIEW

ブロックダイアグラム 以下のパラメータを使用して、 「GPCTR_Change_Parameter」を呼び出 します。

deviceNumber: MAX

で設定された値

gpctrNum:

ND_COUNTER_1

paramID:

ND_SOURCE

paramValue:

ND_PFI_35 従来型

_NI-DAQ

関数呼び出し

_LabVIEW

ブロックダイアグラム 以下のパラメータを使用して、 「GPCTR_Change_Parameter」を呼び出 します。

deviceNumber: MAX

で設定された値

gpctrNum:

ND_COUNTER_1

paramID:

ND_COUNT_1

paramValue:

2

8.

単一パルス生成のパルス幅を設定します。以下の例ではカウンタ

₁

に

10 MHz

ソース（周期

_{= 100 ns}

）を想定しています。したがって、パ ルス幅は

_{100 ns × 500000 = 50 ms}

です。

_{10 MHz}

以外の周波数を使用 している場合は、その周波数に従って数値を調整します。周波数

_F

に 対して、

_1/F

_×ND_COUNT_2が

50 ms

と等しくなる必要があります。

9.

カウンタ

₁

を、単一パルスを生成するようプログラムします。 従来型

_NI-DAQ

関数呼び出し

_LabVIEW

ブロックダイアグラム 以下のパラメータを使用して、 「GPCTR_Change_Parameter」を呼び出 します。

deviceNumber: MAX

で設定された値

gpctrNum:

ND_COUNTER_1

paramID:

ND_COUNT_2

paramValue:

500000 従来型

_NI-DAQ

関数呼び出し

_LabVIEW

ブロックダイアグラム 以下のパラメータを使用して、 「GPCTR_Control」を呼び出します。

deviceNumber: MAX

で設定された値

gpctrNum:

ND_COUNTER_1

action:

ND_PROGRAM

10.

カウンタ

₁

がパルス生成を完了するまでループを実行します。

GPCTR Watch

のサンプルコード

i16 iStatus = 0; u32 ulArmed = ND_YES; do

{

iStatus = GPCTR_Watch (deviceNumber, ND_COUNTER_1, ND_Armed, &ulArmed);} while ((ulArmed==ND_YES) && (iStatus==0));

従来型

_NI-DAQ

関数呼び出し

_LabVIEW

ブロックダイアグラム 以下のパラメータを使用して、 「GPCTR_WATCH」を呼び出します。

deviceNumber: MAX

で設定された値

gpctrNum:

ND_COUNTER_1

entityID:

ND_ARMED

entityValue:

ユーザ宣言された変数 次の項のサンプルコードを参照してくだ さい。 「タスク

_ID

」出力は手順

₁₃

の「タスク

_ID

」入力に接 続します。

11.

デバイスの周波数を計算します。

a.

カウンタ

₀

からカウントを取得します。このカウントは

_{20 MHz}

タイムベースの

_{50 ms}

間のサイクル数を示します。

b.

上記で返されたカウントに

₂₀

を乗算して（

_{50 ms × 20 = 1}

秒）、

1

秒間に発生すべきパルス数を計算します。この計算結果が

20 MHz

タイムベースの周波数測定値です。

GPCTR Watch

のサンプルコード u32 ulCount = 0;

iStatus = GPCTR_WATCH (deviceNumber, ND_COUNTER_0, ND_COUNT, &ulCount); ulCount = ulCount * 20;

12.

カウンタ

₀

を元の状態にリセットします。 従来型

_NI-DAQ

関数呼び出し

_LabVIEW

ブロックダイアグラム 以下のパラメータを使用して、 「GPCTR_Watch」を呼び出します。

deviceNumber: MAX

で設定された値

gpctrNum:

ND_COUNTER_0

entityID:

ND_COUNT

entityValue:

ユーザ宣言された変数 次の項のサンプルコードを参照してくだ さい。 「タスク

_ID

」入力は手順

₄

の「タスク

_ID

」出力に接 続します。 従来型

_NI-DAQ

関数呼び出し

_LabVIEW

ブロックダイアグラム 以下のパラメータを使用して、 「GPCTR_Control」を呼び出します。

deviceNumber: MAX

で設定された値

gpctrNum:

ND_COUNTER_0

action:

ND_RESET

13.

カウンタ

₁

を元の状態にリセットします。

14.

必要に応じて、

_PXI-6608

のカウンタ

₁

を元の状態にリセットします。 これで、

_{NI 6601/6602}

デバイスの水晶発振器の周波数測定が完了しました。 従来型

_NI-DAQ

関数呼び出し

_LabVIEW

ブロックダイアグラム 以下のパラメータを使用して、 「GPCTR_Control」を呼び出します。

deviceNumber: MAX

で設定された値

gpctrNum:

ND_COUNTER_1

action:

ND_RESET 「タスク

_ID

」入力は手順

₁₀

の「タスク

_ID

」出力に 接続します。 従来型

_NI-DAQ

関数呼び出し

_LabVIEW

ブロックダイアグラム 以下のパラメータを使用して、 「GPCTR_Control」を呼び出します。

deviceNumber: MAX

で設定された値

gpctrNum:

ND_COUNTER_1

action:

ND_RESET 「タスク

_ID

」入力は、「安定したクロックをセット アップする」のセクションの手順

_3e

の「

_ID

」出力 に接続します。

周波数測定値を

NI 6601/6602

デバイスの仕様と比較する

前のセクションの手順

₁₁

で計算された周波数を以下の値と比較します。

•

測定した周波数が上限

_{20,001,500 Hz}

と下限

_{19,998,500 Hz}

との間に 入る場合、デバイスは仕様以内で動作しています。

•

測定した周波数が

_{20,001,500 Hz}

を超えている場合、デバイスは機能 していません。修理または交換のためにデバイスを

_NI

までご返送く ださい。

•

測定した周波数が

_{19,998,500 Hz}

未満の場合、デバイスは機能してい ません。修理または交換のためにデバイスを

_NI

までご返送ください。 これで、

_{NI 6601/6602}

デバイスの動作検証が完了しました。