(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気・電子機器に着脱可能であり、
計量標準によって校正される電圧基準源を含む
基準源モジュールであって、
上記電圧基準源の出力端子と上記電気・電子機器の入力端子の間に発生する熱起電力を除去するための熱起電力除去機構を含む
ことを特徴とする基準源モジュール。
【請求項２】
電気・電子機器に着脱可能であり、
計量標準によって校正される電圧基準源を含む
基準源モジュールであって、
上記電圧基準源が通電を断った後に再び通電したときに出力が安定するまでに時間を要する素子を有しており、
上記基準源モジュールが上記電気・電子機器に取り付けられていない状態で、上記基準源モジュールは、上記電圧基準源への通電を維持する
ことを特徴とする基準源モジュール。
【請求項３】
請求項１に記載の基準源モジュールであって、
上記電圧基準源が通電を断った後に再び通電したときに出力が安定するまでに時間を要する素子を有しており、
上記基準源モジュールが上記電気・電子機器に取り付けられていない状態で、上記基準源モジュールは、上記電圧基準源への通電を維持する
ことを特徴とする基準源モジュール。
【請求項４】
電気・電子機器に着脱可能であり、
計量標準によって校正される電圧基準源を含む
基準源モジュールであって、
上記電圧基準源がツェナーダイオードを含んでおり、
上記基準源モジュールが上記電気・電子機器に取り付けられていない状態で、上記基準源モジュールは、上記電圧基準源への通電を維持する
ことを特徴とする基準源モジュール。
【請求項５】
請求項１に記載の基準源モジュールであって、
上記電圧基準源がツェナーダイオードを含んでおり、
上記基準源モジュールが上記電気・電子機器に取り付けられていない状態で、上記基準源モジュールは、上記電圧基準源への通電を維持する
ことを特徴とする基準源モジュール。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の基準源モジュールであって、
過去の校正の記録から基準源の現在の値を予測する予測部を含む
ことを特徴とする基準源モジュール。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の基準源モジュールであって、
上記基準源の周囲温度を一定に保つ保温機構を含む
ことを特徴とする基準源モジュール。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の基準源モジュールであって、
上記電気・電子機器に電圧を出力するための上記電圧基準源の出力端子の周辺に電気絶縁体が取り付けられている
ことを特徴とする基準源モジュール。
【請求項９】
計量標準によって校正される基準源を含む電気・電子機器であって、
請求項１から請求項８のいずれかに記載の基準源モジュールを含む
ことを特徴とする電気・電子機器。
【請求項１０】
複数の基準源モジュールと、これら基準源モジュールのそれぞれが着脱可能な電気・電子機器とからなるシステムにおける遠隔校正方法であって、
上記基準源モジュールは、電気・電子機器に着脱可能であり、計量標準によって校正される電圧基準源と抵抗基準源の少なくともいずれかを含み、
校正の有効期間を満了した上記基準源モジュールを上記電気・電子機器から取り外して、上記電気・電子機器が置かれている場所とは異なっていて計量標準が置かれている場所に、校正の有効期間を満了した上記基準源モジュールが送られ、当該計量標準によって校正の有効期間を満了した上記基準源モジュールに含まれる基準源を校正する校正ステップと、
少なくとも上記校正ステップが実行されている期間において、上記電気・電子機器が、校正の有効期間を満了していない上記基準源モジュールを使用する交換使用ステップと
を有する遠隔校正方法。
【請求項１１】
複数の、請求項１から請求項８のいずれかに記載の基準源モジュールと、これら基準源モジュールのそれぞれが着脱可能な電気・電子機器とからなるシステムにおける遠隔校正方法であって、
校正の有効期間を満了した上記基準源モジュールを上記電気・電子機器から取り外して、上記電気・電子機器が置かれている場所とは異なっていて計量標準が置かれている場所に、校正の有効期間を満了した上記基準源モジュールが送られ、当該計量標準によって校正の有効期間を満了した上記基準源モジュールに含まれる基準源を校正する校正ステップと、
少なくとも上記校正ステップが実行されている期間において、上記電気・電子機器が、校正の有効期間を満了していない上記基準源モジュールを使用する交換使用ステップと
を有する遠隔校正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠隔校正技術に関し、詳しくは、遠隔校正に適した基準源モジュールを用いた遠隔校正技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の高精度直流電気測定機器、例えばデジタルマルチメータや直流電圧／電流発生器などは、その内部に基準源（電圧基準源や抵抗基準源など）を内蔵している。このため、基準源の校正の際には、高精度直流電気測定機器そのものを校正機関（認定校正事業者など）へ送る必要がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】岩間司他、“搬入校正と遠隔校正”、通信総合研究所季報Vol.49 Nos.1/2 2003.[平成27年1月  日検索]、インターネット〈URL: http://www.nict.go.jp/publication/shuppan/kihou-journal/kihou-vol49no1.2/05-04-02.pdf〉
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年の日本企業は外国へ工場等の移転を進めており、国外に置かれている高精度直流電気測定機器についても、高精度直流電気測定機器が置かれている国の校正機関によって校正を実施することができる。しかし、この場合、高い校正精度を得られないことが多く、高精度直流電気測定機器を日本国に送り日本国の校正機関によって校正を実施さぜるを得ない状況にある。日本国と外国との間の往復輸送期間と校正期間を足した時間は高精度直流電気測定機器の非稼働時間となり、生産活動に悪影響を及ぼす。このような問題点は、高精度直流電気測定機器が外国に置かれている場合に限らず、およそ、（国内であっても）電気・電子機器が置かれている場所と計量標準が置かれている場所とが異なる場合にも妥当する。また、このような問題点は、高精度直流電気測定機器に限らず、およそ、計量標準によって校正される基準源を利用する電気・電子機器一般（電気機器、電子機器、電気測定機器、電子計測機器、光計測器などを含む）について妥当する。
【０００５】
そこで、本発明は、計量標準によって校正される基準源を利用する電気・電子機器が置かれている場所と計量標準が置かれている場所とが異なる場合において、校正に伴う電気・電子機器の非稼働時間を低減することのできる遠隔校正技術と遠隔校正に用いる基準源モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の基準源モジュールは、電気・電子機器に着脱可能であり、計量標準によって校正される電圧基準源と抵抗基準源の少なくともいずれかを含む。基準源モジュールは、過去の校正の記録から基準源の現在の値を予測する予測部を含んでもよい。あるいは、基準源モジュールは、基準源の周囲温度を一定に保つ保温機構を含んでもよい。
【０００７】
複数の基準源モジュールと、これら基準源モジュールのそれぞれが着脱可能な電気・電子機器とからなるシステムにおいて、校正の有効期間を満了した基準源モジュールを電・電子気機器から取り外して、電気・電子機器が置かれている場所とは異なっていて計量標準が置かれている場所に、校正の有効期間を満了した基準源モジュールが送られ、当該計量標準によって校正の有効期間を満了した基準源モジュールに含まれる基準源を校正し、少なくともこの校正処理が実行されている期間において、電気・電子機器が、校正の有効期間を満了していない基準源モジュールを使用する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に拠れば、基準源が電気・電子機器と着脱可能なプラグインモジュールの構成要素であるため、校正に際して、このプラグインモジュールだけを搬送すればよく、また、複数のプラグインモジュールを用意しておけば、プラグインモジュールを交換することで、校正のための電気・電子機器の使用停止が極めて短くなる。このため、校正に伴う電気・電子機器の非稼働時間を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】電気・電子機器に着脱可能な基準源モジュールを交換することを説明する図。
【図２】基準源モジュールの構成例。
【図３】ツェナー電圧の経時変化と予測補正を説明する図。
【図４】ツェナー電圧を補正する回路構成の例。
【図５】基準源モジュールの熱起電力除去機構の例。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明によると、従来の電気・電子機器のように電圧基準源や抵抗基準源など（以下、電圧基準源や抵抗基準源などを「基準源」と総称する）が当該電気・電子機器と不可分で一体を成す構造ではなく、基準源１０が、電気・電子機器２０と着脱可能なプラグインモジュール３０（以下、基準源モジュール３０と呼称する）の構成要素であることが特徴である（図１、図２）。このため、電気・電子機器２０も、基準源モジュール３０を着脱可能な構成を持っている。
【００１１】
校正の有効期間を満了した基準源モジュール３０は電気・電子機器２０から取り外され（図１）、図示しない計量標準が置かれている場所に搬送される。ここでは、計量標準が置かれている場所は、電気・電子機器２０が置かれている場所とは異なっていることを想定している。校正の有効期間を満了した上記基準源モジュール３０に含まれる基準源１０は、搬入場所の計量標準によって校正される。校正方法に限定は無く、例えば、日本国の計量法（平成４年５月２０日法律第５１号）に基づく計量トレーサビリティ制度である「JCSS登録の一般要求事項」の付属書３に準じた手順によって行われる。校正対象の基準源モジュール３０を特定した校正証明書は紙面あるいは情報通信回線によって校正を要求した者に通知される。このため、校正された基準源モジュール３０について国家計量標準（特定標準器）からの計量トレーサビリティが成立する。
（参考文献）「JCSS登録の一般要求事項」（第１６版）、独立行政法人製品評価技術基盤機構認定センター、平成２５年８月５日、[平成27年1月  日検索]、インターネット〈URL: http://www.iajapan.nite.go.jp/jcss/pdf/koukaib_f/JCRP21-16.pdf〉
【００１２】
上記校正が実施されている期間では、電気・電子機器２０には、校正の有効期間を満了していない別の基準源モジュール３０が取り付けられる（図１）。通常、校正対象の基準源モジュール３０と、校正対象の基準源モジュール３０の替わりに電気・電子機器２０に取り付けられる基準源モジュール３０とは、同等の仕様を有している。したがって、非稼働時間がほぼ無くなり、生産活動を継続できる。なお、このように間断の無い生産活動ためには、一つの電気・電子機器２０につき複数の基準源モジュール３０を用意し、これらのうち最も早く来る校正有効期間満了日と最も遅く来る校正有効期間満了日と間に非稼働時間（往復輸送期間＋校正期間）以上の差があることが必要である。
【００１３】
また、基準源モジュール３０は校正のために計量標準が置かれている場所に搬送されるので、小型、軽量、低消費電力という性質を持つことが望ましい。また、基準源モジュール３０は輸送中の振動にも耐えられるように構成されていることが好ましい。小型、軽量、低消費電力、耐震性の程度は、基準源モジュール３０に応じて定まり、特段の限定は無い。これらの性質は現在知られている通常の技術によって達成される。
【００１４】
基準源１０が電圧基準源である場合、基準源１０はツェナーダイオード（Zener diode）を含んで構成される。精密なツェナーダイオードを用いても、時間の経過と共に或る程度の電圧変動（数ppm/年）があることが知られている。このため、定期的な校正時期を定めておいて校正を実施する必要がある。しかし、校正と校正との間の期間中も、ツェナー電圧は経時変化する。したがって、ツェナー電圧の経時変化の予測値を出力に反映させることによって、安定して高い出力精度を得られる。同様に、基準源１０が抵抗基準源である場合でも抵抗値の経時変化が認められるので、抵抗値の経時変化の予測値を例えば測定結果等に反映させることによって、安定して高い精度を得られる。このような観点から、基準源モジュール３０は、過去の校正の記録から基準源の現在の値を予測する予測部と、過去の校正の記録を保存するメモリを含んでもよい。
【００１５】
基準源１０が電圧基準源である場合を例に説明する。例えば、製品情報として或るツェナーダイオードの長期安定性と経時変化の傾向が既知であり、変化電圧Voが時間tの無理関数で表すことができ、ツェナー電圧は時間と共に減少するとする（Vo=-a√t；aはツェナーダイオードに固有の係数。図３中の符号Ｓはツェナーダイオードの変化電圧Voを表す）。まず、例えばツェナーダイオードに通電した日から１年目で実施された校正で得られたツェナー電圧値（校正値）と校正日並びに、２年目で実施された校正で得られたツェナー電圧値（校正値）と校正日がメモリに保存される。そして、現在がツェナーダイオードに通電した日から９１２日目（つまり、２年目の校正と３年目の校正（予定）との間の日）である場合、予測部は、メモリに保存されている前記情報から電圧変化の予測直線Ｌを計算し、この予測直線Ｌに基づく９１２日目のツェナー電圧値を計算する。このとき、現在のツェナーダイオードのツェナー電圧値と２年目で実施された校正で得られた校正値との差Ｄ１よりも、現在のツェナーダイオードのツェナー電圧値と予測で得られたツェナー電圧値との差Ｄ２の方が小さい（図３参照）。したがって、予測直線Ｌに基づくツェナー電圧値の予測値に基づいてツェナー電圧を補正することによって校正と校正との間の期間でも高い出力精度を得られる。なお、予測値と実際のツェナー電圧値との乖離をできるだけ小さくするために、予測に用いる校正値は、変化電圧Voの変化率がほぼ一定になった時期に行われた校正で得られたものが好ましい。図４に、予測部を用いてツェナー電圧を補正する回路構成の例を示す。図４に示す回路構成では、予測部はＭＰＵ（micro processing unit）で構成されおり、ＤＡＣ（digital to analog converter）はＭＰＵからの入力に基づいて予測電圧を発生する。Ａ１，Ａ２はＤＡＣで得られた予測電圧を微小化するための増幅器である。
【００１６】
また、基準源モジュール３０は、基準源１０の周囲温度を一定に保つ保温機構を含んでもよい。基準源１０である電圧基準源や抵抗基準源は温度依存性があり、精度の維持には温度管理が望ましい。例えば、ツェナーダイオードのツェナー電圧はジャンクション温度に応じて変化する。また、基準源モジュール３０の小型化のために巻線抵抗でなく薄膜抵抗を用いると、薄膜抵抗は周囲の温度に敏感であるため温度管理が重要になる。この保温機構は現在知られている通常の技術によって達成でき、例えば、熱伝導率の良好なアルミニウムや銅で形成されたヒートシンクの間に基準源１０を備え、導線等を介してダイオードの接合部とヒートシンクとを熱的に接続すると、ツェナーダイオードに通電後しばらくすると熱平衡状態に達して基準源１０の周囲温度が一定に保たれるようになる。なお、温度管理のための温度計測は、熱源である基準源１０の近傍を避け、ヒートシンクないしヒートシンク近傍部位で行うようにするのが好ましい。
【００１７】
また、基準源１０が電圧基準源である場合、基準源モジュール３０と電気・電子機器２０との間の絶縁抵抗が小さいとリーク電流が流れ電圧が低下してしまう。このため、基準源モジュール３０に含まれる電圧基準源の出力端子３０ａの周囲に例えばポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoroethylene，PTFE）で形成された電気絶縁体（抵抗値1011Ω以上）を取り付けてもよい。また、電圧基準源の出力端子３０ａと接触する電気・電子機器２０の入力端子（図示せず）の周囲にも電気絶縁体を取り付けてもよい。
【００１８】
また、基準源モジュール３０は、電圧基準源の出力端子３０ａと電気・電子機器２０の入力端子との間に発生する熱起電力を除去するための熱起電力除去機構を含んでもよい。熱起電力除去機構は現在知られている通常の技術によって達成でき、例えば、図５に示すように双極双投スイッチを用いて極性反転を行うことで順方向の熱起電力と逆方向の熱起電力とを相殺できる。
【００１９】
また、基準源モジュール３０は、基準源モジュール３０が電気・電子機器２０に取り付けられていない状態で、電圧基準源に含まれるツェナーダイオードへの通電を維持するように構成されていてもよい。この際、節電の観点から、できるだけツェナーダイオード以外への通電が無いような構成が望ましい。このような機能は、例えば、切替スイッチを用いた回路の切り替えで達成される。ツェナーダイオードへの通電を断つと再び通電したときにツェナーダイオードの出力が安定するまでに長い時間を要し、これも非稼働時間になる。しかし、ツェナーダイオードへの通電を維持する構成に依れば、校正終了後、ツェナーダイオードの出力の安定を待たずに電気・電子機器２０で基準源モジュール３０を使用できるので、非稼働時間の低減に寄与することになる。
【００２０】
さらに、基準源モジュール３０が補助の駆動バッテリーを備えることで、長時間の駆動が可能になることから、長期搬送に耐え、基準源モジュール３０を国際比較用の基準源モジュールとして使用することもできる。
【００２１】
なお、上述の予測部と保温機構はそれぞれ基準源モジュールに特有のものではなく、従来の電気・電子機器が上述の予測部と保温機構の少なくともいずれかを含んでもよい。このような電気・電子機器は、非稼働時間が必要になるものの、安定して高い出力精度を得ることができる。
【００２２】
この他、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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