產(chǎn)品概述: FPG8601 微壓活塞式壓力計(jì)
工作原理
FPG 8601采用了活塞式壓力計(jì)原理：加到活塞缸有效面積上的壓力被轉(zhuǎn)換為成比例的力。然而，壓力產(chǎn)生的力并不是與重力加速度引起的重量相平衡的，而是由活塞所在的力平衡壓力傳感器測(cè)得的?；钊滋醉敳亢偷撞堪惭b了壓力室，可改變被用來定義壓力的參考?jí)毫Γ▽?duì)于表壓來說是大氣壓，對(duì)于絕壓來說是真空）。在常壓下利用高壓室和低壓室調(diào)零壓力傳感器，剔除活塞的重量以及其它非所測(cè)壓力的壓力因素，使測(cè)量壓力從零開始。根據(jù)活塞缸的有效面積和壓力傳感器測(cè)得的凈壓力值即可計(jì)算出差壓值。
為了避免通過在汽缸中旋轉(zhuǎn)活塞來確定其中心的不穩(wěn)定性和機(jī)械方面的復(fù)雜性，F(xiàn)PG8601活塞是通過缸體-活塞縫隙中獨(dú)立流通的潤滑氣壓來確定中心的?？p隙呈圓錐形，收縮面對(duì)稱朝向活塞末端。缸體－活塞縫隙為1～6 mm，潤滑壓力比參考?jí)毫Υ?0 kPa，保證流入到測(cè)量室的氣流非常?。ǖ陀诳偭康? sccm）。活塞兩端的壓力通過一個(gè)萬向節(jié)連接系統(tǒng)傳遞到壓力傳感器，該系統(tǒng)將活塞保持在其重心。連接系統(tǒng)的通路也用來提供缸體－活塞潤滑氣。壓力傳感器被封閉在一個(gè)密封室內(nèi)，潤滑氣通過該密封室流通。壓力傳感器密封室的設(shè)計(jì)有利于保持恒溫，并且潤滑氣的相對(duì)濕度被保持在40～70 %之間，從而使壓力傳感器的性能達(dá)到良好。
優(yōu)異的測(cè)量不確定度
該系統(tǒng)在表壓和絕壓模式下覆蓋的量程均為0（絕壓為0.5 Pa）～15 kPa（2.2 psi）。測(cè)量不確定度為讀數(shù)的±30 ppm與一個(gè)非常小的門限誤差的組合，足夠小以能夠校準(zhǔn)量程低達(dá)130 Pa (1 Torr，0.5 in. H2O)甚至13 Pa (100 mTorr，0.05 in. H2O)的各種微壓傳遞標(biāo)準(zhǔn)。 DHI有一份完整的不確定度分析報(bào)告（請(qǐng)參見DHI技術(shù)文章 2090TN05）說明FPG8601的測(cè)量不確定度。該儀器的穩(wěn)定度取決于碳化鎢活塞組和不銹鋼砝碼，所以FPG8601的校準(zhǔn)間隔與傳統(tǒng)的活塞式壓力計(jì)相同，并沒有其它特殊的維護(hù)要求。除了卓越的計(jì)量性能外，F(xiàn)PG8601還實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)控制；合理的尺寸和重量，在典型的高端計(jì)量實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下均可正常工作，沒有額外要求。
全自動(dòng)的力平衡控制
FPG8601壓力控制器通過調(diào)整限流閥的氣流進(jìn)行工作。限流閥的上游側(cè)被連接到上方的FPG壓力室，下游側(cè)被連接到下方的FPG8601的壓力室，并連接到大氣壓，或在絕壓工作模式下連接到獨(dú)立的真空源。
控制器中有幾個(gè)具有不同導(dǎo)電系數(shù)的節(jié)流閥，并自動(dòng)選擇與相應(yīng)的壓力量程相匹配的一個(gè)。有2個(gè)質(zhì)量流量控制器（MFC），其中1個(gè)用于壓力粗調(diào)，另1個(gè)用于壓力精調(diào)，MFC并聯(lián)用于調(diào)整反饋環(huán)路中的流量。根據(jù)壓力設(shè)置點(diǎn)和 FPG8601壓力測(cè)量值之差進(jìn)行控制。有一個(gè)兩級(jí)的壓力調(diào)節(jié)器，其第二級(jí)以節(jié)流閥的下游側(cè)為參考，它為質(zhì)量流量控制器提供了一個(gè)穩(wěn)定的輸入壓力。FPG8601 包括一個(gè)基于Windows的系統(tǒng)控制器。系統(tǒng)控制器與FPG8601硬件及被測(cè)設(shè)備進(jìn)行通信。FPG Tools軟件監(jiān)測(cè)和控制FPG8601的工作，并支持多種高級(jí)功能，包括全自動(dòng)工作、無值守測(cè)試程序并采集被測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)。所有的FPG8601和被測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)均被記錄為逗號(hào)分隔的數(shù)據(jù)文件，可方便地下載至其它應(yīng)用程序進(jìn)行分析。
以下為FPG Tools軟件的部分功能：
- 改變測(cè)量模式（表壓/絕壓）
- 壓力傳感器自動(dòng)調(diào)零，并自動(dòng)設(shè)置跨距
- 調(diào)整數(shù)據(jù)點(diǎn)平均時(shí)間
- 工作狀態(tài)發(fā)生過大變化時(shí)自動(dòng)報(bào)警
- 在低絕壓模式下進(jìn)行熱蒸發(fā)修正
- 被測(cè)設(shè)備設(shè)置
- 測(cè)試程序定義和儲(chǔ)存
- 全自動(dòng)測(cè)試
- 實(shí)時(shí)繪制測(cè)試結(jié)果
產(chǎn)品規(guī)格: FPG8601 微壓活塞式壓力計(jì)
| 技術(shù)資料 | |
| 電源要求 | FPG8601：85～264VAC，50/60 Hz，最大60 VA VLPC：85～264 VAC，50/60 Hz，最大70 VA |
| 正常工作溫度范圍 | 20～26 ℃ |
| 環(huán)境溫度穩(wěn)定性 | 0.1 ℃/每分鐘，最大變化率 |
| 重量 | FPG8601平臺(tái)：30 kg (66 lb) FPG8601 終端： 2 kg (4.4 lb) |
| VLPC壓力控制器 | 41 kg (90.4 lb) |
| 尺寸 | FPG8601平臺(tái)：53 cm 高×36 cm 寬×35 cm 深 FPG8601終端：12 cm 高×15 cm 寬×20 cm 深 VLPC 壓力控制器：31 cm 高×51 cm 寬×53 cm 深 |
| 系統(tǒng)控制器 | 運(yùn)行FPG Tools，Windows操作系統(tǒng)， RS232和 IEEE-488 接口，用于采集FPG 和 DUT 的數(shù)據(jù) |
| 全壓力量程 | 0～15 kPa表壓、絕壓、絕差壓 |
| 測(cè)試介質(zhì) | 氮?dú)饣蚩諝?/td> |
| 模式轉(zhuǎn)換時(shí)間 | 絕壓至表壓模式：30分鐘 表壓至絕壓模式：1小時(shí) |
| 振動(dòng) | 與傳統(tǒng)的活塞式壓力計(jì)相同，真空泵必須用軟管連接 |
| 壓力供給 | 活塞－套筒潤滑氣(FPG8601)：700～800 kPa，清潔、干燥的氮?dú)饣蚩諝?/td> |
| FPG參考真空（絕壓模式）：渦輪泵：典型值為378 m3/h，極限壓力為8.10-6 Pa | |
| 回轉(zhuǎn)式葉片泵：16.5 m3/h，極限壓力為0.2 Pa | |
| VLPC壓力源：700～800 kPa，清潔、干燥的氮?dú)?/td> | |
| VLPC真空：10 m3/h @ 0.5 Pa | |
| 驅(qū)動(dòng)氣（FPG8601和VLPC）：400～700 kPa 壓縮空氣 | |
| 壓力連接 | 測(cè)試高（FPG8601）：KF16 測(cè)試低（FPG8601）：KF16 真空參考（FPG8601）：KF25 真空（FPG8601）：1/8 in. NPT F 驅(qū)動(dòng)/潤滑（FPG8601）：1/8 in. NPT F 壓力源（VLPC）：S1/8 in. NPT F 驅(qū)動(dòng)（VLPC）：1/8 in. NPT F 真空（VLPC）：KF25 |
| 壓力測(cè)量 | |
| 全量程 | 0～15 kPa 表壓、絕壓、絕差壓 |
| 溫度影響 | 監(jiān)測(cè)儀器溫度，并在溫度變化的速率和大小對(duì)性能影響明顯時(shí)，發(fā)出報(bào)警。 |
| 分辨力 | 標(biāo)準(zhǔn)：0.010 Pa 高分辨力選件：0.001 Pa |
| 典型壓力測(cè)量 不確定度 | 標(biāo)準(zhǔn)： 表壓、絕差壓模式：± (0.020 Pa + 30 ppm 讀數(shù)) 絕壓模式：± (0.025 Pa + 30 ppm 讀數(shù)) |
| 高分辨力選件： 表壓、絕差壓模式：± (0.005 Pa + 30 ppm 讀數(shù)) 絕壓模式：± (0.008 Pa + 30 ppm 讀數(shù)) | |
| 絕對(duì)模式下的典型殘留真空 | 用渦輪分子泵：0.04～0.1 Pa 用回轉(zhuǎn)式葉片泵：0.3 Pa～0.4 Pa |
| 壓力控制 | |
| 控制范圍（Pa） | 表壓模式：5個(gè)交疊的控制范圍 最小壓力：0 最小受控壓力：0.1 Pa |
| 絕壓模式：5個(gè)交疊的控制范圍 最小壓力：0.4～1 Pa 最小受控壓力：2 Pa | |
| 控制精度 | 標(biāo)準(zhǔn)： 表壓模式：± (0.020 Pa + 100 ppm 量程) 絕壓模式：± (0.020 Pa + 30 ppm 量程) 高分辨力選件： 表壓模式：± (0.005 Pa + 60 ppm 量程) 絕壓模式：± (0.020 Pa + 30 ppm 量程) 注：控制精度為最差情況。絕壓模式在較低范圍時(shí)的常數(shù)更小。 |
| 標(biāo)稱測(cè)試容積 | 表壓模式：最高20 cc/側(cè)（高和低） 絕壓模式：最高500 cc/側(cè)（高和低） 壓力穩(wěn)定時(shí)間：1～2分鐘，取決于測(cè)試容積 |
| 活塞模塊 | |
| 標(biāo)稱尺寸 | 直徑：35 mm 面積：10 cm2 |
| 活塞材料 | 碳化鎢 |
| 套筒材料 | 碳化鎢 |
| 安裝系統(tǒng) | 非旋轉(zhuǎn)，獨(dú)立自定心，中央供氣，潤滑壓力 |
| 活塞－套筒間隙 | 對(duì)稱圓錐形間隙，雙錐形，在中央潤滑點(diǎn)為6微米，在活塞末端為1微米 |
| 潤滑氣體質(zhì)量 | 清潔、干燥的氨氣或空氣，內(nèi)部調(diào)整為40～70 %相對(duì)濕度 |
| 潤滑氣體壓力 | 表壓模式：40 kPa表壓 絕壓模式：40 kPa 絕壓 潤滑氣流量：< 1 sccm 至高和低壓力室 |
| 輔助測(cè)量 | |
| 活塞－缸體溫度(℃) | 范圍：0～40 分辨率：0.01 不確定度：± 0.1 |
| 殘留真空(Pa) | 范圍：0 ～ 13 分辨率：0.001 不確定度：± (0.5 % 讀數(shù) + 5 MPa) |
| 監(jiān)控測(cè)量 | |
| 潤滑氣體溫度(℃) | 范圍：0 ～ 40 分辨率：0.1 不確定度：± 0.2 |
| 潤滑氣壓力(kPa) | 范圍：0 ～ 200 絕壓 分辨率：0.001 不確定度：± 0.1 |
| 潤滑氣濕度(%RH) | 范圍：5 ～ 95 分辨率：1 不確定度：± 10 |
型號(hào): FPG8601 微壓活塞式壓力計(jì)
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