1横河電機株式会社 技術開発本部 2009/8/13

計量器校正情報ｼｽﾃﾑ(e-trace)研究開発事業-時間･圧力を中心に (横河電機の取り組み)-

横河電機株式会社

技術開発本部 荻田英治

2横河電機株式会社 技術開発本部 2009/8/13

目 次

遠隔校正e-traceの概要

横河電機の取り組み

e-trace詳細圧力

時間（周波数）

遠隔校正の運用課題

まとめ

3横河電機株式会社 技術開発本部 2009/8/13

遠隔校正e-traceの概要

ユーザ

遠隔校正遠隔校正 GPS, 仲介器

校正情報

最新の情報通信技術を駆使して標準供給を速く、安く、正確に行うことをめざす

最新の情報通信技術を駆使して標準供給を速く、安く、正確に行うことをめざす

インターネット

①

②

③

①使用不能期間 管理ｺｽﾄ増加（～数ヶ月）

②輸送リスク 校正の信頼③校正値の再現性 度に悪影響

①使用不能期間 管理ｺｽﾄ増加（～数ヶ月）

②輸送リスク 校正の信頼③校正値の再現性 度に悪影響

従来の校正従来の校正

校正事業者

標準器

光ファイバ

ユーザ 校正事業者

標準器校正証明書

4横河電機株式会社 技術開発本部 2009/8/13

遠隔校正e-traceの長所使用不能期間の解消

実時間校正

任意の場所で任意の標準へﾄﾚｰｽが容易ﾕﾋﾞｷﾀｽ：いつでも、どこでも、誰でも

使用不能期間の解消

実時間校正

任意の場所で任意の標準へﾄﾚｰｽが容易ﾕﾋﾞｷﾀｽ：いつでも、どこでも、誰でもいつでも、どこでも、誰でも

・校正機関への被校正器の輸送不要・被校正器を稼働状態で校正可能・不確かさの低減・海外工場から日本へのトレース実現

・校正機関への被校正器の輸送不要・被校正器を稼働状態で校正可能・不確かさの低減・海外工場から日本へのトレース実現

計測器管理コストの低減計測器管理コストの低減

5横河電機株式会社 技術開発本部 2009/8/13

遠隔校正e-traceの経緯「計測器校正情報システムの研究開発」（通称：e-traceプロジェクト）

NEDOから産業技術総合研究所（AIST）に委託目的経済活動のグローバル化に伴い、国内外で認められるトレーサビリティ制度を確立するニーズが高まっている。そのためには、低コストで効率的な計量標準の供給システムの確立が不可欠である。 本プロジェクトでは、最新の情報通信ネットワーク技術（インターネット，光ファイバ，GPS）を用いることにより、遠隔地での校正を可能にする。

第一期：2001年度～2005年度機器開発や実証実験第二期：2006年度～2008年度実用化に向けた取り組み

6横河電機株式会社 技術開発本部 2009/8/13

遠隔校正の開発量

時間標準

長さ標準－波長，光ﾌｧｲﾊﾞ応用，ﾖｳ素安定化He-Neﾚｰｻﾞ

電気標準－直流電圧，交流電圧，低周波ｲﾝﾋﾟｰﾀﾞﾝｽ

放射能標準

三次元測定機標準

振動・加速度標準

圧力標準

温度標準

7横河電機株式会社 技術開発本部 2009/8/13

目 次

遠隔校正e-trace概要

横河電機のe-traceへの取り組みe-trace詳細圧力

時間（周波数）

遠隔校正の登録範囲と運用課題

まとめ

8横河電機株式会社 技術開発本部 2009/8/13

当社の取り組み量時間標準

GPSから送信される信号を仲介器として利用遠隔校正によるjcss受給遠隔校正を含んだJCSS登録認定時間機能を有する一般機器への搭載ﾕﾆｯﾄ開発に協力

圧力標準

物理仲介器を利用

仲介器の開発

実証実験

ユーザ

遠隔校正遠隔校正 GPS, 仲介器

校正情報

インターネット校正証明書

校正事業者

DUT

光ファイバ

9横河電機株式会社 技術開発本部 2009/8/13

e-traceへの取り組み経緯時間周波数

’05.3 産総研との間で共同研究契約締結

テーマ：「遠距離における周波数遠隔校正の実用化に関する共同研究」

’05.3～6国内外（つくば－甲府･蘇州･上海）間での実証実験’05.9 中国にて依頼試験による受給開始

’06.3 蘇州・上海にて、遠隔校正によるASNITE認定取得’06.4 甲府にて遠隔校正による依頼試験

’07.4 甲府にて遠隔校正によるjcss受給’07.7 甲府にて遠隔校正を含むJCSS登録

時間周波数

’05.3 産総研との間で共同研究契約締結

テーマ：「遠距離における周波数遠隔校正の実用化に関する共同研究」

’05.3～6国内外（つくば－甲府･蘇州･上海）間での実証実験’05.9 中国にて依頼試験による受給開始

’06.3 蘇州・上海にて、遠隔校正によるASNITE認定取得’06.4 甲府にて遠隔校正による依頼試験

’07.4 甲府にて遠隔校正によるjcss受給’07.7 甲府にて遠隔校正を含むJCSS登録

実用化に関する共同研究→社内標準として運用(実用化達成)

実用化に関する共同研究→社内標準として運用(実用化達成)

10横河電機株式会社 技術開発本部 2009/8/13

e-traceへの取り組み経緯圧力

’06.06 産総研との間で再委託契約締結

テーマ：「気体差圧の遠隔校正実験に関する研究」

当社の役割：仲介器の設計・製作，共同で実証

’07.07 つくば－甲府(校正機関：産総研)’07.09 つくば－重慶(校正機関：同上)’07.11 つくばー甲府(校正機関：同上)’08.09 &’08.12甲府－相模原(校正機関：横河)

圧力

’06.06 産総研との間で再委託契約締結

テーマ：「気体差圧の遠隔校正実験に関する研究」

当社の役割：仲介器の設計・製作，共同で実証

’07.07 つくば－甲府(校正機関：産総研)’07.09 つくば－重慶(校正機関：同上)’07.11 つくばー甲府(校正機関：同上)’08.09 &’08.12甲府－相模原(校正機関：横河)

仲介器を用いた遠隔校正により目標不確かさを実現仲介器を用いた遠隔校正により目標不確かさを実現

11横河電機株式会社 技術開発本部 2009/8/13

e-traceへの取り組みの背景-中国へ進出した関連会社、工場の校正課題と対応-

中国の国家計量標準の現状と課題中国の国家計量標準の現状と課題

基準と運用の乖離（建前と本音）

顧客対応と信頼性（対応の良さと超簡素化）

海外(特に欧米)での低い評価

広大な国土（東西南北５０００ｋｍ）での校正課題

校正費用上昇の恐れ

解決手段：遠隔校正により日本へﾄﾚｰｽ

12横河電機株式会社 技術開発本部 2009/8/13

目 次

遠隔校正e-trace概要

横河電機のe-traceへの取り組み

e-trace詳細圧力

時間（周波数）

遠隔校正の登録範囲と運用課題

まとめ

13横河電機株式会社 技術開発本部 2009/8/13

圧力遠隔校正の概要

圧力媒体・範囲 気体・差圧10Pa～10kPa

校正対象 デジタル圧力計

目標拡張不確かさ100mPaまたは、0.01%以下(k=2)

仲介器の機能発生／測定を内蔵し、被校正器であるデジタル圧力計を本器のみで校正可能

制御用PC

仲介器

被校正器被校正器

遠隔校正の様子

14横河電機株式会社 技術開発本部 2009/8/13

圧力遠隔校正手順

ユーザ 校正事業者1.申請2.仲介器送付

校正終了

校正開始

PCによる機器制御

e-mailでデータ送信

指示実施

データチェック

作業指示

校正・環境データ

NG

OK

4.仲介器返却5.校正証明書発行

3.校正作業設置状況確認

継続

設置状況情報OK

設置

15横河電機株式会社 技術開発本部 2009/8/13

圧力遠隔校正手順-設置から返却まで-

機材の受け取り 開梱 ｺﾝﾋﾟｭｰﾀ立上げ 機器設置・配管

配線作業 機器の調整 設置 完 ﾃﾞｰﾀ取得 開始

配線等 分解 梱包 機材の送付

校正ﾃﾞｰﾀ取得

基本的に全自動

前日に依頼者が実施

校正日以降、依頼者が実施

16横河電機株式会社 技術開発本部 2009/8/13

仲介器と専用ﾄﾗﾝｸ

仲 介 器

17横河電機株式会社 技術開発本部 2009/8/13

圧力遠隔校正の結果

つくばー甲府，つくばー重慶(中国)の両地点間で拡張不確かさ100mPaまたは、0.01%以下(k=2)を達成

18横河電機株式会社 技術開発本部 2009/8/13

目 次

遠隔校正e-trace概要

横河電機のe-traceへの取り組み

e-trace詳細圧力

時間（周波数）

遠隔校正の登録範囲と運用課題

まとめ

19横河電機株式会社 技術開発本部 2009/8/13

★

★

時間(周波数)遠隔校正e-traceの原理GPS Common View法

（YHQ - GPS time） （NMIJ - GPS time ）

GPS time

産総研（NMIJ）

横河電機（YHQ）

－

YHQ – NMIJ

PRN #N3 ・・・PRN #N2PRN #N1

実質上、比較したい発振器同士の時刻差が得られる。

e-mail

20横河電機株式会社 技術開発本部 2009/8/13

時刻差データの算出

NMIJ dataPRN CL MJD STTIME TRKL ELV AZTH REFSV SRSV REFGPS SRGPS DSG IOE MDTR SMDT MDIO SMDI CK

hhmmss s .1dg .1dg .1ns .1ps/s .1ns .1ps/s .1ns .1ns.1ps/s.1ns.1ps/s10 FF 54563 005400 780 176 2473 +4556 +45 -106 +41 105 30 245 -68 238 -6 E017 FF 54563 005400 780 467 1730 -401573 -134 -125 -138 40 31 106 +14 157 +29 2525 FF 54563 005400 780 108 1073 +581744 +284 -118 -28 68 45 379 -125 365 -24 452 FF 54563 011000 780 450 3136 -1884804 -83 -90 -51 45 17 109 -11 160 -4 DD4 FF 54563 011000 780 724 190 +410934 +85 -88 +9 22 41 82 +0 128 +6 82

AAA TTIMEGPSTT δ+−=∆ _

YSH dataPRN CL MJD STTIME TRKL ELV AZTH REFSV SRSV REFGPS SRGPS DSG IOE MDTR SMDT MDIO SMDI CK

hhmmss s .1dg .1dg .1ns .1ps/s .1ns .1ps/s .1ns .1ns.1ps/s.1ns.1ps/s10 FF 54563 005400 780 355 2342 +4390 -122 -273 -125 64 30 132 -19 126 +0 DD17 FF 54563 005400 780 443 1390 -401748 -71 -299 -75 79 31 111 +14 124 +26 1023 FF 54563 005400 780 145 443 -3460436 +293 -322 +318 226 57 294 +74 241 +42 434 FF 54563 011000 780 565 404 +410751 +96 -271 +20 46 41 93 +1 111 +12 A32 FF 54563 011000 780 528 3277 -1885099 -169 -385 -137 90 17 97 -5 109 +5 1C

同じ衛星

同じ時刻

GPSとの差

tn )( BABAAB TTTTT δδ −+−=∆

BBB TTIMEGPSTT δ+−=∆ _

AT∆

BT∆

PRN:衛星番号 MJD：日付 STTIME：時刻 REFGPS：GPSとの差

21横河電機株式会社 技術開発本部 2009/8/13

時刻差→周波数変換

( ) ( )12

120 tt

tTtTff ABABAB −

∆−∆=∆

時刻差→周波数変換

179040000

179060000

179080000

179100000

179120000

179140000

179160000

179180000

179200000

179220000

179240000

8/1 8/6 8/11 8/16 8/21 8/26 8/31

日付（'06年）

時間差(ns)

20us

-1.000E-10

-9.000E-11

-8.000E-11

-7.000E-11

-6.000E-11

-5.000E-11

-4.000E-11

-3.000E-11

-2.000E-11

-1.000E-11

0.000E+00

8/1 8/6 8/11 8/16 8/21 8/26 8/31

日付（'06年）

周波数偏差率

周波数偏差率

時刻差

1.0×10-11

)( BABAAB TTTTT δδ −+∆−∆=∆

2地点の時刻差

誤差要因相殺される成分も多く不確かさは小さくなる

誤差要因相殺される成分も多く不確かさは小さくなる

22横河電機株式会社 技術開発本部 2009/8/13

校正結果

NMIJによる遠隔校正結果

-10.0

-9.0

-8.0

-7.0

-6.0

-5.0

-4.0

-3.0

-2.0

-1.0

0.0

1.0

06/1 06/3 06/5 06/7 06/9 06/11 07/1 07/3 07/5 07/7 07/8 07/10 07/12 08/2

日付

周波数偏差率（×E-11）

jcss持込校正結果 遠隔校正結果

1.0×10-11

30日

23横河電機株式会社 技術開発本部 2009/8/13

時間周波数遠隔校正システム

基準周波数発振器

受信アンテナ

時刻比較専用GPS受信機

基準周波数として利用

10MHz

PC

LAN

分 配 器

24横河電機株式会社 技術開発本部 2009/8/13

リアルタイム校正化への取り組み

★

★

横河データ NMIJデータ

GPS time

産総研（NMIJ）

横河電機（YHQ）

PRN #N2PRN #N1PRN #N3 ・・・

e-mail

校正証明書1回／月 WEBで公開

校正値を受領する時期：翌月中旬(最長1.5ヵ月)

25横河電機株式会社 技術開発本部 2009/8/13

自動遠隔校正システムの開発

制御関連機能GPS受信機制御・データ受信

NMIJ

データ解析関連機能コモンビュー検索最良推定値・不確かさの算出

ネットワーク関連機能メール送信NMIJ公開データダウンロード

表示機能受信データの表示 最良推定値の表示GPS位置の図示 不確かさの表示

周波数トレンドの図示全自動化リアルタイム

Visual Basicで作成

26横河電機株式会社 技術開発本部 2009/8/13

受信衛星位置の表示（更新1回/15秒）

27横河電機株式会社 技術開発本部 2009/8/13

校正結果の表示

被校正器の安定度表示校正結果表示

周波数標準を実時間で監視→信頼性の著しい向上周波数標準を実時間で監視→信頼性の著しい向上

28横河電機株式会社 技術開発本部 2009/8/13

目 次

遠隔校正e-trace概要

横河電機のe-traceへの取り組み

e-trace詳細圧力

時間（周波数）

遠隔校正の登録範囲と運用課題

まとめ

29横河電機株式会社 技術開発本部 2009/8/13

横河電機のJCSS登録範囲

YHQ 顧客

持込

遠隔校正（YHQ基準） YHQ

jcss遠隔校正

YHQ

NMIJ

JCSS認定範囲

YHQ 顧客

持込

遠隔校正（YHQ基準） YHQYHQ

jcss遠隔校正

YHQYHQ

NMIJ

JCSS認定範囲

30横河電機株式会社 技術開発本部 2009/8/13

運用課題1

中国（上海オフィス）

アンテナ設置既存の建物に設置する場合には制限が多い。配線不能な場合も・・・

避雷対策

避雷針設置（甲府）避雷したアンテナ（中国・蘇州）

31横河電機株式会社 技術開発本部 2009/8/13

運用課題2ネットワーク

通常のSMTPサーバ

認証が必要なSMTPサーバインターネット

特殊な状況

NMIJ

様々なｾｷｭﾘﾃｨに対応するためﾈｯﾄﾜｰｸ利用は個別対応必要

様々なｾｷｭﾘﾃｨに対応するためﾈｯﾄﾜｰｸ利用は個別対応必要

ﾕｰｻﾞ

32横河電機株式会社 技術開発本部 2009/8/13

まとめ

当社は遠隔校正の実用化を積極的に推進

圧力分野においては、産総研と共同で仲介器の開発と実証実験を行い、目標不確かさを実現

時間周波数においては、遠隔受給による社内標準の実用化とJCSS認定を取得し、さらに、自動校正ｼｽﾃﾑを構築し実時間化

遠隔校正のメリット(管理コスト・不確かさの低減，リアルタイム校正)および課題を確認

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