定西微壓活塞式壓力計-FPG8601-美國FLUKE
基準級微壓活塞壓力計，提供微壓溯源性
FPG8601是基準級微壓活塞壓力計，解決了活塞式壓力計在微小壓力范圍內以極小的不確定度提供長期溯源性的需求。
優(yōu)異的測量不確定度
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）。測量不確定度為讀數的±30 ppm與一個非常小的門限誤差的組合，足夠小以能夠校準量程低達130 Pa (1 Torr，0.5 in. H2O)甚至13 Pa (100 mTorr，0.05 in. H2O)的各種微壓傳遞標準。 DHI有一份完整的不確定度分析報告（請參見DHI技術文章 2090TN05）說明FPG8601的測量不確定度。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的校準間隔與傳統(tǒng)的活塞式壓力計相同，并沒有其它特殊的維護要求。除了卓越的計量性能外，F(xiàn)PG8601還實現(xiàn)了全自動控制；合理的尺寸和重量，在典型的高端計量實驗室環(huán)境下均可正常工作，沒有額外要求。
支持表壓、絕壓和絕差壓測量
FPG8601支持三種不同的測量模式：
·
表壓模式：把FPG8601的下方壓力室和測試的“低”側連接在一起，并和環(huán)境大氣壓相同。
·
絕壓模式：FPG8601的下方壓力室被抽成真空，并用真空計測量殘留真空。這種模式用于校準密封絕壓的DUT。
·
絕差壓模式：把FPG8601的下方壓力室和測試的“低”測連接在一起并抽成真空。這種模式用于校準相對于真空的差壓被檢對象。
此外，F(xiàn)PG8601沒有特殊環(huán)境要求，可安裝在2m長的高質量實驗臺上。壓力控制器常常安裝在試驗臺下方。當需要使用絕壓功能時，需要考慮真空泵的位置。如果需要，可以隨系統(tǒng)提供定制的安裝臺。其工作環(huán)境要求為典型的高端計量實驗室環(huán)境。
工作原理
FPG 8601采用了活塞式壓力計原理：加到活塞缸有效面積上的壓力被轉換為成比例的力。然而，壓力產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壓力（對于表壓來說是大氣壓，對于絕壓來說是真空）。在常壓下利用高壓室和低壓室調零壓力傳感器，剔除活塞的重量以及其它非所測壓力的壓力因素，使測量壓力從零開始。根據活塞缸的有效面積和壓力傳感器測得的凈壓力值即可計算出差壓值。
為了避免通過在汽缸中旋轉活塞來確定其中心的不穩(wěn)定性和機械方面的復雜性，F(xiàn)PG8601活塞是通過缸體-活塞縫隙中獨立流通的潤滑氣壓來確定中心的�？p隙呈圓錐形，收縮面對稱朝向活塞末端。缸體－活塞縫隙為1～6 mm，潤滑壓力比參考壓力大40 kPa，保證流入到測量室的氣流非常小（低于總量的1 sccm）。活塞兩端的壓力通過一個萬向節(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密封室內，潤滑氣通過該密封室流通。壓力傳感器密封室的設計有利于保持恒溫，并且潤滑氣的相對濕度被保持在40～70 %之間，從而使壓力傳感器的性能達到最佳。
優(yōu)異的測量不確定度
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）。測量不確定度為讀數的±30 ppm與一個非常小的門限誤差的組合，足夠小以能夠校準量程低達130 Pa (1 Torr，0.5 in. H2O)甚至13 Pa (100 mTorr，0.05 in. H2O)的各種微壓傳遞標準。 DHI有一份完整的不確定度分析報告（請參見DHI技術文章 2090TN05）說明FPG8601的測量不確定度。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的校準間隔與傳統(tǒng)的活塞式壓力計相同，并沒有其它特殊的維護要求。除了卓越的計量性能外，F(xiàn)PG8601還實現(xiàn)了全自動控制；合理的尺寸和重量，，在典型的高端計量實驗室環(huán)境下均可正常工作，沒有額外要求。
全自動的力平衡控制
FPG8601壓力控制器通過調整限流閥的氣流進行工作。限流閥的上游側被連接到上方的FPG壓力室，下游側被連接到下方的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立的真空源。
控制器中有幾個具有不同導電系數的節(jié)流閥，并自動選擇與相應的壓力量程相匹配的一個。有2個質量流量控制器（MFC），其中1個用于壓力粗調，另1個用于壓力精調，MFC并聯(lián)用于調整反饋環(huán)路中的流量。根據壓力設置點和 FPG8601壓力測量值之差進行控制。有一個兩級的壓力調節(jié)器，其第二級以節(jié)流閥的下游側為參考，它為質量流量控制器提供了一個穩(wěn)定的輸入壓力。FPG8601 包括一個基于Windows的系統(tǒng)控制器。系統(tǒng)控制器與FPG8601硬件及被測設備進行通信。FPG Tools軟件監(jiān)測和控制FPG8601的工作，并支持多種高級功能，包括全自動工作、無值守測試程序并采集被測設備數據。所有的FPG8601和被測設備的數據均被記錄為逗號分隔的數據文件，可方便地下載至其它應用程序進行分析。
以下為FPG Tools軟件的部分功能：
·
改變測量模式（表壓/絕壓）
·
壓力傳感器自動調零，并自動設置跨距
·
調整數據點平均時間
·
工作狀態(tài)發(fā)生過大變化時自動報警
·
在低絕壓模式下進行熱蒸發(fā)修正
·
被測設備設置
·
測試程序定義和儲存
·
全自動測試
·
實時繪制測試結果
|
技術資料
|
|
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：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：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
|
運行FPG Tools，Windows操作系統(tǒng)，RS232和IEEE-488接口，用于采集FPG和DUT的數據
|
|
全壓力量程
|
0～15 kPa表壓、絕壓、絕差壓
|
|
測試介質
|
氮氣或空氣
|
|
模式轉換時間
|
絕壓至表壓模式：30分鐘
表壓至絕壓模式：1小時
|
|
振動
|
與傳統(tǒng)的活塞式壓力計相同，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、干燥的氮氣或空氣
|
|
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、干燥的氮氣
|
|
VLPC真空：10 m3/h @ 0.5 Pa
|
|
驅動氣（FPG8601和VLPC）：400～700 kPa壓縮空氣
|
|
壓力連接
|
測試高（FPG8601）：KF16
測試低（FPG8601）：KF16
真空參考（FPG8601）：KF25
真空（FPG8601）：1/8 in. NPT F
驅動/潤滑（FPG8601）：1/8 in. NPT F
壓力源（VLPC）：S1/8 in. NPT F
驅動（VLPC）：1/8 in. NPT F
真空（VLPC）：KF25
|
|
壓力測量
|
|
全量程
|
0～15 kPa表壓、絕壓、絕差壓
|
|
溫度影響
|
監(jiān)測儀器溫度，，并在溫度變化的速率和大小對性能影響明顯時，發(fā)出報警。
|
|
分辨力
|
標準：0.010 Pa
高分辨力選件：0.001 Pa
|
|
典型壓力測量
不確定度
|
標準：
表壓、絕差壓模式：± (0.020 Pa + 30
ppm讀數)
絕壓模式：± (0.025 Pa + 30
ppm讀數)
|
|
高分辨力選件：
表壓、絕差壓模式：± (0.005 Pa + 30
ppm讀數)
絕壓模式：± (0.008 Pa + 30
ppm讀數)
|
|
絕對模式下的典型殘留真空
|
用渦輪分子泵：0.04～0.1 Pa
用回轉式葉片泵：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
|
標準：
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的常數更小。
|
|
標稱測試容積
|
表壓模式：最高20 cc/側（高和低）
絕壓模式：最高500 cc/側（高和低）
壓力穩(wěn)定時間：1～2分鐘，取決于測試容積
|
|
活塞模塊
|
|
標稱尺寸
|
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，獨立自定心，，中央供氣，潤滑壓力
|
|
活塞－套筒間隙
|
對稱圓錐形間隙，雙錐形，在中央潤滑點為6微米，在活塞末端為1微米
|
|
潤滑氣體質量
|
清潔、干燥的氨氣或空氣，內部調整為40～70 %相對濕度
|
|
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+ 5 MPa)
|
|
監(jiān)控測量
|
|
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
|
描述
|
|
FPG8601-SYS
|
具有標準分辨率的微壓塞式壓力計系統(tǒng)
|
通用配件:
|
配件
|
描述
|
|
FPG8601-MODE-V-REF
|
真空參考模式
|
|
MS-8601-2
|
2.0kg砝碼套件，帶掛鉤
|
|
BENCH-8601-ABS
|
FPG8601工作臺
|
|
FPG8601-RES-HIGH
|
高分辨率(1 mPa)
|
