什么是 NIST 可追溯性？

美國國家標準與技術研究院 (NIST) 是美國商務部的一個機構。作為美國國家計量研究所 (NMI)，NIST 經國際認可，能夠提供測量可追溯性服務。NIST 負責維護國家測量標準和校準程序。NIST 認為，美國國家標準是對國際計量標準，即，國際單位制 (SI) 單位的準確實現。NIST 提供校準、參考材料、實驗室認證服務等，可幫助制造商滿足標準并建立 SI 可追溯性。有兩個與本文上下文相關的主要測量標準：

1. 溫度，以開爾文（七個 SI 基本單位之一）為單位進行測量。
2. 相對濕度，無單位。NIST 通過 CIPM 互認協議 (MRA) 提供濕度標準的 SI 可追溯性。

圖 2 可追溯性金字塔

計量可追溯性定義為測量結果的屬性，即，測量結果可以通過記錄在案的不間斷校準鏈與規定的參考相關聯，每個校準鏈都可幫助判定測量的不確定度。計量可追溯性的定義來自《國際計量學詞匯》。此外，NIST 可追溯性還表示，測量結果可通過校準鏈，從 NIST 追溯到 SI 或另一個國際公認的參考標準。要聲明可追溯性，必須記錄整個測量過程。其中包括用于建立與指定基準的關聯的校準鏈，其中校準儀器是該校準鏈中的一個環節。請注意，根據此定義，可追溯性不是儀器、校準報告或實驗室的屬性；可追溯性是測量的屬性。NIST 可追溯器件或類似陳述代表一種簡稱，表示其規格、測量結果或其他指示可追溯到 NIST 的器件。

NIST 測量服務質量體系基于 ISO/IEC 17025，后者是測試和校準實驗室的國際標準，可幫助確保此類實驗室結果的準確性和可靠性。TI 定期將用于生產和開發的測量設備發送到經 ISO/IEC 17025 認證的實驗室。圖 3 顯示了相關步驟，在驗證是否始終采用 NIST 可追溯設置對 TI 產品進行驗證時，需執行這些步驟。在時間軸上的每一步中，都需要記錄測量的不確定度，以便保持完整的計量可追溯性和準確的傳感器性能。最終的測量不確定度反映在器件數據表中規定的傳感器精度中。

圖 3 校準鏈

TI 傳感器產品系列中的可追溯性層級

TI 傳感器產品系列有兩個主要的 NIST 可追溯性層級，如下面的表 1 中所示。

2 級批次可追溯 產品使用印在 TI 原始裝運箱標簽上的批次代碼。這些產品可以追溯到具體的組裝和測試批次、生產測試日期和生產設備。為了保持批次可追溯產品的可追溯性，工程師必須記錄打印在原始標簽上的批次代碼。圖 4 顯示了要參考的裝運箱標簽示例，其中突出顯示了相關的批次代碼。

圖 4 裝運箱標簽

1 級器件可追溯 產品提供最高水平的可追溯性，并為每個單獨的傳感器提供唯一編程的 ID。此唯一 ID 可用于跟蹤每個單獨器件的生產信息和測量結果，例如追溯到給定晶圓 X/Y 坐標上的特定晶圓裸片。根據可追溯性子層級，唯一 ID 可單獨使用，也可與貨運箱標簽一起使用。1A 級的器件只需唯一 ID 即可保持可追溯性。對于 1B 級器件，工程師必須記錄印在原始裝運箱標簽上的批次代碼。為了保持器件可追溯產品的完全可追溯性，工程師必須驗證軟件能否從傳感器讀取工廠編碼的唯一 ID。此外，某些傳感器（如 TMP117）具有用戶可編程的 EEPROM，可在制造過程中使用唯一 ID 對該寄存器進行預編程。可以通過覆蓋這些預編程的寄存器來存儲通用數據。為了支持 TMP117 等器件的可追溯性，請勿對相關 EEPROM 寄存器進行重新編程，也不要在覆蓋 EEPROM 之前記錄唯一 ID。

無論可追溯性層級如何，通過確保使用可追溯設備對傳感器進行驗證以及進行常規且有文檔記錄的校準，NIST 可追溯性均可為傳感器的準確性和性能提供質量保證和信心。我們提供具有不同可追溯性層級的傳感器，并且在具體的應用用例方面，這些傳感器更具優勢。例如，由于器件級可追溯性需要使用多個數字寄存器編程的唯一 ID，因此這僅適用于數字傳感器，而不適用于模擬傳感器。作為 1A 級完全可追溯器件的傳感器具有諸多優勢，無需工程師保留裝運箱標簽信息。可以為特定器件提供其他獨特的功能，例如可編程 EEPROM 或身份驗證引擎。工程師在選擇器件時必須做出明智的選擇，并考慮傳感器特性、精確度、通信接口、封裝和電路板尺寸以及行業法規和要求等諸多因素。本文檔的最后一節重點介紹了 TI 的 NIST 可追溯溫度和濕度傳感器的主要規格及其功能差異。

NIST 校準文檔

我們提供有關 TI 溫度和濕度傳感器的 NIST 校準文檔，可在此處在線獲取。我們可應客戶請求提供更詳細的 NIST 文檔。有關其他問題和信息，請聯系 ths-nist@list.ti.com。

全面概述和主要規格

下表全面概述了 TI 的 NIST 可追溯溫度和濕度傳感器產品系列，并比較了主要規格和功能差異。

參考資料

1. A. Possolo、S. Bruce 和 R. Watters（2021 年）。 Metrological Traceability Frequently Asked Questions and NIST Policy.
2. 計量指南聯合委員會 (JCGM) 第 2 工作組 (WG2)（2006 年） International Vocabulary of Metrology - Basic and General Concepts and Associated Terms (VIM). 第三版。