iButton Data Loggers | ГИГРОХРОН DS1923

НТЛ ЭлИн > iBDL > ГИГРОХРОН DS1923

ГИГРОХРОН DS1923

ГИГРОХРОН — это миниатюрный термогигрограф Hygrochron Temperature/Humidity Logger iButton с корпоративным обозначением DS1923‑F5, который является защищенным регистратором температуры и относительной влажности, относящимся к семейству iBDL. Он производится с октября 2004 года. ГИГРОХРОН представляет собой полностью защищенный двухканальный электронный самописец (логгер), накапливающий в собственной памяти значения температуры и/или относительной влажности окружающей его корпус газовой среды, с привязкой к реальному времени.

Основные характеристики и функциональные возможности

Нормируемый параметр	Минимум	Норма	Максимум
Диапазон регистрируемых температур	-20°С		+85°С
Разрешение регистрируемой температуры при 1‑байтном сохранении результатов	8 разрядов или 256 градаций (точек)
Разрешение регистрируемой температуры при 2‑байтном сохранении результатов	11 разрядов или 2048 градаций (точек)
Минимальная градация регистрации температуры (чувствительность) при 1‑байтном или 2‑байтном сохранении результатов	0,5°С или 0,0625°С
Погрешность регистрации температуры при 8-разрядном преобразовании в диапазоне -10°C … +65°C			± 1°С
Погрешность регистрации температуры при 11-разрядном преобразовании ⁽¹⁾: в диапазоне -10°C … +65°C в диапазоне -20°C … -10°C в диапазоне +65°C… +85°C			± 0,5°С ± 0,6°С ± 0,8°С
Длительность единичного температурного отсчёта при 1‑байтном или 2‑байтном сохранении результатов	75 мс или 600 мс
Тепловая инерционность, определяемая временным интервалом до момента регистрации 90% конечного температурного уровня, при скачкообразном изменении контролируемой температуры от -1,0°C до +19,5°C ⁽²⁾			300 с
Диапазон регистрируемой относительной влажности	0%RH		100%RH
Разрешение при измерении относительной влажности	12 разрядов или 4096 градаций (точек)
Минимальная градация регистрации относительной влажности (чувствительность) при 1‑байтном или 2‑байтном сохранении результатов	0,64%RH или 0,04%RH
Погрешность регистрации относительной влажности при 2‑байтном сохранении результатов ⁽³⁾		± 5%RH
Интегральная нелинейность функции преобразования относительной влажности ⁽³⁾		± 1,0%RH
Гистерезис при измерении относительной влажности ⁽⁴⁾		± 0,5%RH
Кратковременная нестабильность при измерении влажности (шумовые флуктуации)		± 0,5%RH
Долговременная нестабильность (временной дрейф) функции преобразования относительной влажности при 50%RH за 1 год		± 1%RH
Время реакции на изменение влажности в медленно циркулирующей воздушной среде при температуре 25°С ⁽⁵⁾		30 с
Возможность коррекции показаний встроенного узла часов/календаря реального времени, включая секунды, минуты, часы, даты, дни недели, месяцы и года (с учетом високосных)	Реализована
Предел допускаемой абсолютной погрешности измерения текущего времени при температуре (25±5)°C			± 3 мин/мес
Емкость счетчика количества измерений, выполненных регистратором в текущей сессии			16777215 отсчётов
Емкость счетчика общего количества измерений, выполненных регистратором с момента его активирования			16777215 отсчётов
Возможность принудительной остановки тактового генератора электронной схемы регистратора	Реализована
Двухуровневая защита паролем всех сегментов внутренней памяти, а также всех регистров конфигурации	Реализована
Интервал между последовательными измерениями, задаваемый с минимальной градацией 1 секунда	1 с		16383 с (~4,55 часа)
Интервал между последовательными измерениями, задаваемый с минимальной градацией 1 минута	1 мин		16383 мин (~273 часа)
Диапазон временной задержки старта цикла регистрации	1 мин		16777215 мин (~31 год)
Минимальная градация при задании задержки старта цикла регистрации	1 мин
Объем буфера последовательных отсчётов (результатов)	8192 байта
Вариант формата результатов измерений, сохраняемых в сегменте буфера последовательных отсчётов ⁽⁶⁾	1 байт (8 бит) или 2 байта (16 бит)
Возможные варианты архивации результатов регистрации в буфере последовательных отсчётов	С прекращением записи после полного заполнения буфера
	Кольцевой буфер ("rollover" - безостановочная работа). После достижения последней ячейки начинается следующий цикл последовательного заполнения памяти новыми данными, начиная с младших ячеек, поверх ранее сохраненных значений
Объем дополнительной свободно редактируемой памяти пользователя (ярлык)	512 байт
Объем памяти калибровочных констант ⁽⁷⁾	64 байта
Количество программируемых контрольных пределов (порогов) по каждому из каналов регистрации	Два (один верхний и один нижний)
Минимальная градация при задании пределов по каналу регистрации температуры	0,5°С
Возможность старта цикла регистрации только после достижения контролируемой температурой одного из контрольных порогов	Реализована
Минимальная градация при задании пределов по каналу регистрации влажности	0,64%RH
Интерфейс обмена с внешними устройствами поддержки	1-Wire
Групповой код в составе идентификационного номера логгера / Отличительный код устройств типа DS1923-F5, прописанный в регистре модификации	041H / 020H
Возможность работы в составе 1-Wire-сети, состоящей из множества подобных устройств	Реализована
Штатная скорость обмена по 1‑Wire‑интерфейсу			15,4 Кбит/с
Скорость в режиме ускоренного обмена по 1‑Wire‑интерфейсу			125 Кбит/с
Тип используемого элемента питания	Батарея типа BR1225A от PANASONIC Inc.
Эксплуатационный ресурс при температуре ± 20°С ⁽⁸⁾	2 дня		8...9 лет
Диапазон допустимого уровня внешнего напряжения, прилагаемого между контактом GND и контактом DATA корпуса	-0,3 В		+6,0 В
Уровень тока через контакт DATA корпуса			20 мА
Пылевлагозащищенность в соответствии со стандартом IEC 60529	IP56
Допустимый диапазон температур эксплуатации ⁽⁹⁾	-20°С		+85°С
Допустимый диапазон предельных температур окружающей среды при хранении устройства без эксплуатации ⁽¹⁰⁾	-40°С		+85°С
Диапазон значений влажности, допустимый при хранении без эксплуатации	0%RH		100%RH
Габариты	Доработанный корпус F5 can, в виде плоского дискового аккумулятора с толщиной 5,89 мм и диаметром по внешней кромке 17,35 мм с отверстием 1,27 мм в центральной части
Масса			5 г
Предельное пиковое ударное ускорение при однократном механическом ударе, где 1 g~9,81 м/с² (силовое воздействие с любой стороны корпуса по всей его площади)			500 g (110 H)
Предельная механическая статическая нагрузка, приложенная перпендикулярно плоскости корпуса F5 can			9 кг

⁽¹⁾ При условии реализации средством поддержки специальной процедуры программной коррекции отсчётов, зарегистрированных по каналу контроля температуры, которая связана с использованием индивидуальных значений калибровочных коэффициентов, хранимых в сегменте памяти калибровочных констант каждого из устройств DS1923-F5. Подробнее см. графики, приведенные в описании на регистратор DS1923-F5.

⁽²⁾ Подробнее см. документ № E42, подготовленный французским исследовательским центром Cemagref (теперь Inrae), аккредитованным Европейским Союзом в качестве единой европейской лаборатории сертификации информационных технологий для сельского хозяйства, а также транспортировки продуктов и медикаментов.

⁽³⁾ При условии реализации средством поддержки специальных процедур программной коррекции и температурной компенсации отсчётов, зарегистрированных по каналу контроля влажности. Отработка процедуры коррекции связана с использованием индивидуальных значений калибровочных коэффициентов, хранимых в сегменте памяти калибровочных констант каждого из устройств DS1923-F5. Подробнее см. замечания, приведенные в описании на регистратор DS1923-F5.

⁽⁴⁾ Гистерезис показаний относительной влажности определяется перемещением устройства DS1923-F5 из среды с высокой влажностью (>70%RH) в среду с более низкой влажностью. При этом его показания останутся высокими некоторое время. Обычно после пребывания в среде с влажностью 80%RH в течение 30 минут, показания DS1923-F5, помещенного затем в среду с влажностью 20%RH, через 30 секунд не будут превышать значения (20±0,5)%RH. Такая ситуация является характерной для всех емкостных датчиков относительной влажности, к которым также относится и чувствительный элемент RH, входящий в конструкцию DS1923-F5. При этом регистрируемые показания могут изменяться в зависимости от того, как долго ГИГРОХРОН находился в среде с высокой (>70%RH) или низкой (<20%RH) влажностью. Этот эффект называется дрейфом насыщения и может быть скомпенсирован программно.

⁽⁵⁾ Время реакции на изменение влажности определяется, как интервал до момента регистрации характерного для относительной влажности значения 1/e (63%) при перемещении регистратора из среды с относительной влажностью 40% в среду с относительной влажностью 90% и наоборот. Тест проводился при циркуляции воздуха, равной 5 л/мин.

⁽⁶⁾ Набор возможных вариантов структуры заполнения буфера последовательных отсчётов (сегмента памяти накопления результатов измерений, выполненных устройством ГИГРОХРОН) в зависимости от используемых каналов и разрядности сохраняемых данных:

Статус канала контроля температуры	Статус канала контроля влажности	Разрядность данных, сохраняемых по каналу контроля температуры	Разрядность данных, сохраняемых по каналу контроля влажности	Число записей результатов от канала контроля температуры	Число записей результатов от канала контроля влажности
Разблокирован	Блокирован	1 байт	-	8192	-
Разблокирован	Блокирован	2 байта	-	4096	-
Блокирован	Разблокирован	-	1 байт	-	8192
Блокирован	Разблокирован	-	2 байта	-	4096
Разблокирован	Разблокирован	1 байт	1 байт	4096	4096
Разблокирован	Разблокирован	2 байта	2 байта	2048	2048
Разблокирован	Разблокирован	1 байт	2 байта	2560	2560
Разблокирован	Разблокирован	2 байта	1 байт	2560	2560

Накопление и хранение регистрируемых значений производится в буфере последовательных отсчётов в одном из форматов: либо "время-температура", либо "время-влажность", либо "время-температура-влажность". Нижеследующая Таблица показывает длительность экспозиции ПОЛНОГО заполнения этого сегмента памяти DS1923-F5 в зависимости от используемых каналов, разрядности сохраняемых данных и частоты регистрации:

Количество разблокированных каналов	Разрядность сохраняемых данных	Количество выполненных отсчётов	Частота регистрации (интервал между отсчётами)
Количество разблокированных каналов	Разрядность сохраняемых данных	Количество выполненных отсчётов	1 секунда	1 минута	10 минут	1 час
Один канал	1 байт	8192	~ 2,3 часа	~ 5,6 суток	~ 2 месяца	~ 1 год
Один канал	2 байта	4096	~ 1,2 часа	~ 2,8 суток	~ 1 месяц	~ 6 месяцев
Два канала	1 байт + 1 байт	4096	~ 1,2 часа	~ 2,8 суток	~ 1 месяц	~ 6 месяцев
Два канала	2 байта + 2 байта	2048	~ 34 минуты	~ 1,4 суток	~ 2 недели	~ 3 месяца
Два канала	1 байт+2 байта	2560	~ 42 минуты	~ 1,77 суток	~ 2,5 недели	~ 3,55 месяца

⁽⁷⁾ Память калибровочных констант состоит из двух страниц с одинаковым содержимым по 32 байта каждая (вторая дублирует первую). Каждая из страниц хранит индивидуальные калибровочные константы для коррекции регистрируемых значений температуры и относительной влажности, полученные в результате тестирования каждого из устройств DS1923-F5 в климатической камере, отвечающей требованиям стандартов NIST (Национального Института Стандартов и Технологии, который является правительственной организацией США, ответственной, в частности, за стандарты нормирования температурных и влажностных испытаний).

⁽⁸⁾ Нижеследующая Таблица отображает ориентировочные экспериментально определенные величины предельного числа выполненных отсчётов и максимального значения периода эксплуатации устройств DS1923-F5 для температуры окружающей среды 25°С, в зависимости от разрядности сохраняемых данных и частоты регистрации:

Разрядность сохраняемых данных	Количество сохраненных результатов	Частота регистрации (интервал между отсчётами)
Разрядность сохраняемых данных	Количество сохраненных результатов	1 секунда	1 минута	10 минут	1 час
1 байт температуры	8192	~1'200'000 (~14 дней)	~850'000 (~1,6 года)	~300'000 (~5,7 года)	~65'000 (~7,2 года)
2 байта температуры	4096	~175'000 (~2 дня)	~130'000 (~90 дней)	~100'000 (~1,9 года)	~45'000 (~5,2 года)
1 байт температуры + 1 байт влажности	4096	~960'000 (~11 дней)	~680'000 (~1,3 года)	~270'000 (~5,2 года)	~65'000 (~7,2 года)

При 2‑байтном сохранения значений относительной влажности продолжительность времени эксплуатации устройств уменьшается не более чем, на 4%, т.к. дополнительная энергия, затрачиваемая на преобразование влажности, не зависит от формата (разрядности) сохраняемых отсчётов. Подробнее см. графики, приведенные в описании на устройство DS1923-F5.

⁽⁹⁾ Эксплуатация устройств DS1923-F5 при более жестких условиях может привести к их повреждению. Длительное воздействие предельных условий также может повредить ГИГРОХРОН.

⁽¹⁰⁾ Хранение устройств DS1923-F5 при температурах больше +50°С значительно сокращает срок службы их элемента питания.

Более подробный перечень технических характеристик и функциональных возможностей устройств ГИГРОХРОН приведен в фирменном описании на этот регистратор.

Файл	Содержание	Размер	Дата
DS1923	Полное оригинальное описание на DS1923-F5 (Engl.)	520 K	02.04.15
DS1923_RU	Перевод описания на DS1923-F5 (НТЛ "ЭлИн", Rus.)	1,2 M	11.08.15