確定溫度記錄儀i按鈕設(shè)備的任務(wù)參數(shù)

對(duì)于許多初次使用的用戶(hù)來(lái)說(shuō)，為任務(wù)設(shè)置溫度記錄儀可能是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。本應(yīng)用筆記解釋了溫度記錄儀i按鈕常用的技術(shù)術(shù)語(yǔ)。此外，它還提供了一種算法，可幫助用戶(hù)選擇必要的輸入參數(shù)，包括適當(dāng)?shù)牟蓸勇省?/p>

介紹

Logger iButton設(shè)備在研究人員中廣受歡迎。盡管免費(fèi)評(píng)估軟件易于使用且有據(jù)可查，但需要做出的選擇和輸入有時(shí)可能具有挑戰(zhàn)性。本應(yīng)用筆記解釋了溫度記錄儀i按鈕通用的技術(shù)術(shù)語(yǔ)以及它們之間的關(guān)系。此外，它還提供了一種算法來(lái)幫助用戶(hù)選擇必要的輸入?yún)?shù)，包括基于用戶(hù)需求的采樣率和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的可用內(nèi)存。

詞匯表

任務(wù)

該術(shù)語(yǔ)描述從設(shè)置記錄器以收集數(shù)據(jù)的時(shí)刻到收集所有相關(guān)數(shù)據(jù)后停止進(jìn)一步數(shù)據(jù)收集的時(shí)刻的時(shí)間間隔。

任務(wù)參數(shù)

該術(shù)語(yǔ)描述了與記錄器按照用戶(hù)預(yù)期執(zhí)行任務(wù)相關(guān)的所有數(shù)據(jù)元素。

數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)器

這是存儲(chǔ)任務(wù)期間收集的數(shù)據(jù)的內(nèi)存。DS1921系列記錄器具有2048字節(jié)，可存儲(chǔ)多達(dá)2048個(gè)溫度值。DS1922系列記錄器和DS1923具有8192字節(jié)的數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)器。數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)器獨(dú)立于512字節(jié)通用用戶(hù)存儲(chǔ)器，DS1921系列的直方圖和報(bào)警存儲(chǔ)器也是如此。無(wú)法擦除數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)器。當(dāng)新任務(wù)開(kāi)始時(shí)，它只是被新數(shù)據(jù)覆蓋。i按鈕中的“任務(wù)樣本計(jì)數(shù)器”告訴有多少條目是有效的。

分辨率（僅DS1922/3，任務(wù)參數(shù)）

DS1922/3系列記錄器允許在低分辨率（溫度值為0.5°C，與DS1921G相同）和高分辨率（0.0625°C）之間進(jìn)行選擇。DS1923還支持“多分辨率”，其中一個(gè)通道以高分辨率工作，另一個(gè)通道以低分辨率工作。表1顯示了在給定分辨率下每個(gè)器件可以存儲(chǔ)多少個(gè)樣本。高分辨率模式提供完整的溫度精度，但消耗兩倍的內(nèi)存和高達(dá) 8 倍的能量。濕度通道（僅限D(zhuǎn)S1923）的能耗與分辨率無(wú)關(guān)。當(dāng)?shù)湫蜐穸日`差為5%時(shí)，DS1923應(yīng)設(shè)置為低分辨率濕度記錄。

翻轉(zhuǎn)（任務(wù)參數(shù)）

在為任務(wù)設(shè)置記錄器時(shí)，必須確保任務(wù)期間采集的樣本數(shù)量適合數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)器。如果任務(wù)花費(fèi)的時(shí)間比計(jì)劃的要長(zhǎng)，則記錄器生成的數(shù)據(jù)將超過(guò)內(nèi)存所能容納的數(shù)據(jù)。翻轉(zhuǎn)選項(xiàng)允許用戶(hù)選擇記錄器在內(nèi)存已滿(mǎn)時(shí)執(zhí)行的操作。

禁用翻轉(zhuǎn)后，當(dāng)內(nèi)存已滿(mǎn)時(shí)不會(huì)存儲(chǔ)其他數(shù)據(jù);多余的數(shù)據(jù)會(huì)丟失，但從任務(wù)開(kāi)始的所有數(shù)據(jù)都會(huì)存儲(chǔ)到內(nèi)存結(jié)束。啟用翻轉(zhuǎn)后，日志記錄將繼續(xù)，但任務(wù)開(kāi)始時(shí)的數(shù)據(jù)將丟失并被新數(shù)據(jù)覆蓋。

采樣率（任務(wù)參數(shù)）

Logger iButton數(shù)據(jù)表使用術(shù)語(yǔ)采樣率來(lái)參考任務(wù)期間連續(xù)測(cè)量（日志條目）之間的時(shí)間。采樣率通常以分鐘為單位指定。DS1922/3系列記錄器還支持快速采樣，速率以秒為單位。

實(shí)時(shí)時(shí)鐘

每個(gè)記錄器都有一個(gè)時(shí)鐘，該時(shí)鐘與任務(wù)參數(shù)一起控制任務(wù)期間的事件計(jì)時(shí)。就像電子手表一樣，記錄器的時(shí)鐘會(huì)消耗一些能量。為了保持新鮮度，伐木機(jī)在時(shí)鐘停止（停止）的情況下從工廠(chǎng)發(fā)貨。為了節(jié)省能量，建議在執(zhí)行任務(wù)后也停止時(shí)鐘。在任何情況下，為了為任務(wù)期間記錄的數(shù)據(jù)提供定時(shí)參考，必須首先啟動(dòng)并將時(shí)鐘設(shè)置為正確的時(shí)間。

任務(wù)開(kāi)始延遲（任務(wù)參數(shù)）

設(shè)置記錄器時(shí)，可以指定任務(wù)參數(shù)寫(xiě)入記錄器的時(shí)刻（“現(xiàn)在”）和任務(wù)首次測(cè)量（日志條目）之間的延遲時(shí)間。在實(shí)際日志記錄應(yīng)該開(kāi)始之前設(shè)置多個(gè)記錄器時(shí)，啟動(dòng)延遲很方便。如果任務(wù)要立即啟動(dòng)，則啟動(dòng)延遲為 0。

當(dāng)使用多個(gè)記錄器監(jiān)視任務(wù)時(shí)，啟動(dòng)延遲是一項(xiàng)基本功能，該任務(wù)對(duì)于單個(gè)記錄器來(lái)說(shuō)太長(zhǎng)而無(wú)法存儲(chǔ)所有數(shù)據(jù)。在這種情況下，禁用翻轉(zhuǎn)很重要。任務(wù)完成后，用戶(hù)可以下載各種記錄儀的任務(wù)數(shù)據(jù)，并按照正確的順序?qū)⑵渲匦陆M合到電子表格中，以便進(jìn)一步處理。

注意：?jiǎn)?dòng)延遲范圍（以分鐘為單位）因記錄器系列而異。對(duì)于DS1921系列器件，最大延遲為65536分鐘或45.5天。DS1922/3系列的最大延遲為16.777萬(wàn)分鐘或~31年。由于在設(shè)備的非常高或非常低的溫度下，記錄器的RTC每月可能關(guān)閉長(zhǎng)達(dá)8分鐘，因此幾個(gè)月的啟動(dòng)延遲可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的累積時(shí)間誤差。（有關(guān)更多信息，請(qǐng)參閱溫度記錄儀數(shù)據(jù)手冊(cè)，了解 RTC 精度以及電池壽命與溫度的關(guān)系）。

溫度誤差

溫度誤差指定實(shí)際溫度與測(cè)量溫度的差異程度。對(duì)于大部分范圍，DS1921系列記錄器的最大誤差為±1°C。 在高分辨率模式下，DS1922L記錄器在-0°C至+5°C范圍內(nèi)的最大誤差為±15.65°C。誤差取決于記錄器型號(hào)和實(shí)際溫度（參見(jiàn)器件數(shù)據(jù)手冊(cè)）。

溫度（或濕度）報(bào)警閾值（任務(wù)參數(shù)）

記錄器的目的是監(jiān)視要監(jiān)視的對(duì)象的溫度和/或濕度是否保持在一定范圍內(nèi)。理想范圍以高報(bào)警和低報(bào)警閾值為標(biāo)志。記錄器 i按鈕具有寄存器來(lái)存儲(chǔ)這些閾值。當(dāng)在任務(wù)期間記錄的值超出理想范圍時(shí)，將設(shè)置相應(yīng)的寄存器位以指示警報(bào)。讀取報(bào)警位是檢查任務(wù)是否在用戶(hù)定義的限制內(nèi)的快速方法。如果發(fā)生了閾值突破，并且需要找出何時(shí)以及持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間，則必須下載和處理整個(gè)任務(wù)數(shù)據(jù)。這適用于所有記錄器 i按鈕。DS1921系列記錄器具有獨(dú)立的報(bào)警存儲(chǔ)器，以壓縮格式記錄報(bào)警定時(shí)信息。

直方圖功能和溫度報(bào)警記錄（僅限D(zhuǎn)S1921系列）

有兩種根本不同的數(shù)據(jù)記錄方式。答：可以記錄第一次測(cè)量的時(shí)間戳以及測(cè)量值。然后，在給定的采樣率下，僅記錄該值。這種常用的方法會(huì)隨著時(shí)間的推移生成數(shù)據(jù)配置文件。B：可以記錄第一次測(cè)量的時(shí)間戳，并且對(duì)于每次測(cè)量，遞增與該值關(guān)聯(lián)的計(jì)數(shù)器。結(jié)果是一個(gè)直方圖，用于指示任務(wù)期間特定值發(fā)生的頻率。DS1921系列記錄器同時(shí)執(zhí)行這兩種方法。直方圖會(huì)隨著每個(gè)樣本而持續(xù)更新，無(wú)論是否啟用翻轉(zhuǎn)或數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)器是否已滿(mǎn)。但是，直方圖方法不記錄測(cè)量特定溫度的時(shí)間。只要溫度保持在所需范圍內(nèi)，缺乏時(shí)間信息就不是問(wèn)題。當(dāng)溫度發(fā)生顯著變化時(shí)，例如，由于制冷系統(tǒng)損壞，情況會(huì)有所不同?，F(xiàn)在，警報(bào)日志記錄可以派上用場(chǎng)，前提是在設(shè)置任務(wù)時(shí)正確定義了溫度警報(bào)閾值，一個(gè)用于高，一個(gè)用于低。當(dāng)達(dá)到或超過(guò)報(bào)警門(mén)限時(shí)，DS1921系列記錄器記錄報(bào)警時(shí)間戳（等于發(fā)生報(bào)警時(shí)的樣本數(shù)），并維護(hù)一個(gè)計(jì)數(shù)器來(lái)記錄報(bào)警條件的持續(xù)時(shí)間（樣本數(shù)）。報(bào)警記錄適用于 12 個(gè)高報(bào)警和 12 個(gè)低報(bào)警事件，即使數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)器已滿(mǎn)。

時(shí)鐘（RTC）報(bào)警（僅限D(zhuǎn)S1921系列，任務(wù)參數(shù)）

除溫度報(bào)警外，DS1921系列記錄器還支持時(shí)鐘報(bào)警。時(shí)鐘報(bào)警功能獨(dú)立于任務(wù);當(dāng)?shù)谝淮伟l(fā)生報(bào)警時(shí)，在寄存器中設(shè)置一個(gè)位。如果記錄器連接到遙控主站，時(shí)鐘鬧鐘可能會(huì)有所幫助。可以將主站設(shè)置為在特定時(shí)間無(wú)線(xiàn)傳輸當(dāng)天的日志，然后開(kāi)始新任務(wù)。這允許主人大部分時(shí)間睡覺(jué)以節(jié)省能量。當(dāng)主機(jī)喚醒時(shí)，檢查DS1921是否有時(shí)鐘報(bào)警。如果沒(méi)有時(shí)鐘鬧鐘，主人會(huì)立即回去睡覺(jué)。否則，它將清除時(shí)鐘警報(bào)，并根據(jù)其設(shè)置處理任務(wù)數(shù)據(jù)。通常，記錄器在任務(wù)期間不會(huì)連接到主設(shè)備。在這種情況下，可以忽略時(shí)鐘報(bào)警功能。

SUTA（僅DS1922/3，任務(wù)參數(shù)）

縮寫(xiě)SUTA代表“Start （Mission） Upon Temperature Alarm”。此功能可以節(jié)省內(nèi)存，如果需要高分辨率溫度記錄，還可以節(jié)省電池能量。如果選擇了 SUTA，則記錄器首先等待任務(wù)開(kāi)始延遲結(jié)束。然后它開(kāi)始以指定的采樣率以低分辨率模式測(cè)量溫度。溫度值將被丟棄，直到有一個(gè)值匹配或超過(guò)指定的溫度報(bào)警閾值之一。第一個(gè)記錄的溫度是警報(bào)發(fā)生的時(shí)間。在下一個(gè)采樣時(shí)，將記錄任務(wù)時(shí)間戳，并且設(shè)備繼續(xù)以所選分辨率進(jìn)行記錄。

最小實(shí)際采樣率

溫度記錄儀i 按鈕具有固有的熱質(zhì)量，記錄儀i按鈕可能需要長(zhǎng)達(dá) 10 分鐘才能完全適應(yīng)突然的溫度變化。因此，我們提醒注意，超過(guò) 5 分鐘的采樣率可能不會(huì)揭示有關(guān)環(huán)境的任何有意義的數(shù)據(jù)。收集到的唯一有意義的信息是溫度變化何時(shí)開(kāi)始。在為任務(wù)選擇采樣率時(shí)，應(yīng)考慮到這一點(diǎn)。

選擇任務(wù)參數(shù)

采樣率

首先選擇記錄器型號(hào)并確定合適的溫度分辨率。在為科學(xué)研究收集數(shù)據(jù)時(shí)，建議使用高分辨率。在大多數(shù)其他情況下，低分辨率就足夠了。然后從表1中獲取樣品容量（CAP）。下一個(gè)重要輸入是任務(wù)的持續(xù)時(shí)間（D，以天為單位）。

有兩種方法可以確定采樣率。方法1依賴(lài)于可以免費(fèi)下載的簡(jiǎn)單采樣率計(jì)算器程序。查找名稱(chēng)以“TempLoggerCalc”開(kāi)頭的 ZIP 文件。下載 ZIP 文件，打開(kāi)它并雙擊安裝程序.exe文件以安裝程序。

安裝后，選擇記錄器型號(hào)和分辨率。然后，緩慢移動(dòng)“分鐘”滑塊并讀取任務(wù)的相應(yīng)持續(xù)時(shí)間。如果持續(xù)時(shí)間（以天為單位）等于或略高于所需的持續(xù)時(shí)間，請(qǐng)閱讀滑塊位置。這是設(shè)置任務(wù)時(shí)使用的采樣率（以分鐘為單位）。對(duì)于DS1922和DS1922，計(jì)算器允許指定小時(shí)、分鐘和秒來(lái)微調(diào)采樣速率。從選擇小時(shí)開(kāi)始，然后選擇分鐘，然后選擇秒。當(dāng)計(jì)算的持續(xù)時(shí)間與任務(wù)的持續(xù)時(shí)間匹配時(shí)，讀取持續(xù)時(shí)間（以秒為單位）并在設(shè)置任務(wù)時(shí)輸入。雖然快速方便，但通過(guò)計(jì)算器獲得的采樣率會(huì)導(dǎo)致“滾動(dòng)采樣時(shí)間”。例如，讓采樣率為 17 分鐘，讓任務(wù)正好在 14：00 小時(shí)開(kāi)始。采樣時(shí)間為：

隨著采樣時(shí)間的滾動(dòng)，可能需要對(duì)任務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理以發(fā)現(xiàn)重復(fù)模式。

方法 2 的開(kāi)始類(lèi)似于采樣率計(jì)算器。在隨后的迭代過(guò)程中，它會(huì)修改初始計(jì)算的采樣率，以確保每小時(shí)（每小時(shí)多個(gè)樣本）或每天在同一時(shí)間（每小時(shí)少于 1 個(gè)樣本）進(jìn)行測(cè)量。圖 1 顯示了方法 2 流程圖。

圖1.方法2采樣率流程圖。

啟動(dòng)延遲

要立即啟動(dòng)任務(wù)，請(qǐng)使用 0 啟動(dòng)延遲。否則，請(qǐng)指定現(xiàn)在與任務(wù)的預(yù)期開(kāi)始時(shí)間之間的時(shí)差（以分鐘為單位）。當(dāng)使用多個(gè)記錄器執(zhí)行長(zhǎng)期任務(wù)時(shí)，需要非零啟動(dòng)延遲，以確保第二個(gè)記錄器在第一個(gè)記錄器的數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)器已滿(mǎn)時(shí)啟動(dòng)，等等。

過(guò)渡

如果最新數(shù)據(jù)比任務(wù)開(kāi)始時(shí)的數(shù)據(jù)更重要，則啟用滾動(dòng)更新。使用多個(gè)記錄器執(zhí)行長(zhǎng)期任務(wù)時(shí)，請(qǐng)勿啟用翻轉(zhuǎn)（請(qǐng)參閱啟動(dòng)延遲說(shuō)明）。

報(bào)警閾值

設(shè)置這些閾值，一個(gè)用于溫度低報(bào)警，另一個(gè)用于溫度高報(bào)警，對(duì)于利用溫度報(bào)警記錄功能（DS1921系列）或SUTA功能（DS1922系列和DS1923）是必要的。實(shí)際閾值取決于要監(jiān)視的對(duì)象和任務(wù)期間可接受的溫度范圍（非警報(bào)）。

SUTA（僅限D(zhuǎn)S1922系列和DS1923）

僅當(dāng)溫度報(bào)警閾值設(shè)置正確時(shí)，才啟用此功能。否則，任務(wù)期間將不收集任何數(shù)據(jù)。在大多數(shù)情況下，不會(huì)啟用 SUTA 功能。

RTC報(bào)警（DS1921系列記錄器）

除非應(yīng)用受益于 RTC 報(bào)警功能，否則無(wú)需啟用時(shí)鐘報(bào)警。

總結(jié)

對(duì)于許多初次使用的用戶(hù)來(lái)說(shuō)，為任務(wù)設(shè)置記錄器可能是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。本應(yīng)用筆記首先用簡(jiǎn)單的語(yǔ)言解釋與i按鈕記錄器結(jié)合使用的技術(shù)術(shù)語(yǔ)。然后，從采樣率開(kāi)始，它解釋了如何選擇其余的任務(wù)參數(shù)。采樣率可以使用免費(fèi)采樣率計(jì)算器計(jì)算，也可以通過(guò)算法確定。其中包含一些示例，以便用戶(hù)對(duì)采樣率算法充滿(mǎn)信心。

審核編輯：郭婷