麗江微壓活塞式壓力計(jì)-FPG8601-美國(guó)福祿克FLUKE
基準(zhǔn)級(jí)微壓活塞壓力計(jì),提供微壓溯源性
FPG8601是基準(zhǔn)級(jí)微壓活塞壓力計(jì),解決了活塞式壓力計(jì)在微小壓力范圍內(nèi)以極小的不確定度提供長(zhǎng)期溯源性的需求。
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(mén)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(jiàn)DHI技術(shù)文章 2090TN05)說(shuō)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(méi)有其它特殊的維護(hù)要求。除了卓越的計(jì)量性能外,,FPG8601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(méi)有額外要求。
支持表壓、絕壓和絕差壓測(cè)量
FPG8601支持三種不同的測(cè)量模式:
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表壓模式:把FPG8601的下方壓力室和測(cè)試的“低”側(cè)連接在一起,并和環(huán)境大氣壓相同。
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絕壓模式:FPG8601的下方壓力室被抽成真空,并用真空計(jì)測(cè)量殘留真空。這種模式用于校準(zhǔn)密封絕壓的DUT。
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絕差壓模式:把FPG8601的下方壓力室和測(cè)試的“低”測(cè)連接在一起并抽成真空。這種模式用于校準(zhǔn)相對(duì)于真空的差壓被檢對(duì)象。
此外,F(xiàn)PG8601沒(méi)有特殊環(huán)境要求,可安裝在2m長(zhǎng)的高質(zhì)量實(shí)驗(yàn)臺(tái)上。壓力控制器常常安裝在試驗(yàn)臺(tái)下方。當(dāng)需要使用絕壓功能時(shí),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(tái)。其工作環(huán)境要求為典型的高端計(jì)量實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。
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。活塞缸套頂部和底部安裝了壓力室,可改變被用來(lái)定義壓力的參考?jí)毫Γ▽?duì)于表壓來(lái)說(shuō)是大氣壓,,對(duì)于絕壓來(lái)說(shuō)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(kāi)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(guò)在汽缸中旋轉(zhuǎn)活塞來(lái)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(guò)缸體-活塞縫隙中獨(dú)立流通的潤(rùn)滑氣壓來(lái)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(rùn)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1 sccm);钊麅啥说膲毫νㄟ^(guò)一個(gè)萬(wàn)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(lái)提供缸體-活塞潤(rùn)滑氣。壓力傳感器被封閉在一個(gè)密封室內(nèi),潤(rùn)滑氣通過(guò)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(rùn)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)到最佳。
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(mén)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(jiàn)DHI技術(shù)文章 2090TN05)說(shuō)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(méi)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(méi)有額外要求。
全自動(dòng)的力平衡控制
FPG8601壓力控制器通過(guò)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(wú)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:
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改變測(cè)量模式(表壓/絕壓)
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壓力傳感器自動(dòng)調(diào)零,并自動(dòng)設(shè)置跨距
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調(diào)整數(shù)據(jù)點(diǎn)平均時(shí)間
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工作狀態(tài)發(fā)生過(guò)大變化時(shí)自動(dòng)報(bào)警
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在低絕壓模式下進(jìn)行熱蒸發(fā)修正
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被測(cè)設(shè)備設(shè)置
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測(cè)試程序定義和儲(chǔ)存
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全自動(dòng)測(cè)試
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實(shí)時(shí)繪制測(cè)試結(jié)果
技術(shù)資料
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電源要求
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FPG8601:85~264VAC,50/60 Hz,,最大60 VA
VLPC:85~264 VAC,50/60 Hz,最大70 VA
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正常工作溫度范圍
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20~26℃
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環(huán)境溫度穩(wěn)定性
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0.1℃/每分鐘,最大變化率
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重量
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FPG8601平臺(tái):30 kg (66 lb)
FPG8601終端:2 kg (4.4 lb)
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VLPC壓力控制器
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41 kg (90.4 lb)
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尺寸
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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
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系統(tǒng)控制器
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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)
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全壓力量程
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0~15 kPa表壓、絕壓、絕差壓
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測(cè)試介質(zhì)
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氮?dú)饣蚩諝?
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模式轉(zhuǎn)換時(shí)間
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絕壓至表壓模式:30分鐘
表壓至絕壓模式:1小時(shí)
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振動(dòng)
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與傳統(tǒng)的活塞式壓力計(jì)相同,,真空泵必須用軟管連接
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壓力供給
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活塞-套筒潤(rùn)滑氣(FPG8601):700~800 kPa,清潔、干燥的氮?dú)饣蚩諝?
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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
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回轉(zhuǎn)式葉片泵:16.5 m3/h,極限壓力為0.2 Pa
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VLPC壓力源:700~800 kPa,清潔、干燥的氮?dú)?
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VLPC真空:10 m3/h @ 0.5 Pa
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驅(qū)動(dòng)氣(FPG8601和VLPC):400~700 kPa壓縮空氣
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壓力連接
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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(rùn)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
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壓力測(cè)量
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全量程
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0~15 kPa表壓、絕壓、絕差壓
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溫度影響
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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。
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分辨力
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標(biāo)準(zhǔn):0.010 Pa
高分辨力選件:0.001 Pa
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典型壓力測(cè)量
不確定度
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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))
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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))
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絕對(duì)模式下的典型殘留真空
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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
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壓力控制
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控制范圍(Pa)
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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
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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
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控制精度
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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。
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標(biāo)稱測(cè)試容積
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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
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活塞模塊
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標(biāo)稱尺寸
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直徑:35 mm
面積:10 cm2
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活塞材料
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碳化鎢
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套筒材料
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碳化鎢
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安裝系統(tǒng)
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非旋轉(zhuǎn),獨(dú)立自定心,中央供氣,潤(rùn)滑壓力
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活塞-套筒間隙
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對(duì)稱圓錐形間隙,雙錐形,,在中央潤(rùn)滑點(diǎn)為6微米,在活塞末端為1微米
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潤(rùn)滑氣體質(zhì)量
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清潔、干燥的氨氣或空氣,內(nèi)部調(diào)整為40~70 %相對(duì)濕度
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潤(rùn)滑氣體壓力
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表壓模式:40 kPa表壓
絕壓模式:40 kPa絕壓
潤(rùn)滑氣流量:< 1 sccm至高和低壓力室
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輔助測(cè)量
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活塞-缸體溫度(℃)
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范圍:0~40
分辨率:0.01
不確定度:± 0.1
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殘留真空(Pa)
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范圍:0~13
分辨率:0.001
不確定度:± (0.5 %讀數(shù)+ 5 MPa)
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監(jiān)控測(cè)量
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潤(rùn)滑氣體溫度(℃)
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范圍:0~40
分辨率:0.1
不確定度:± 0.2
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潤(rùn)滑氣壓力(kPa)
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范圍:0~200絕壓
分辨率:0.001
不確定度:± 0.1
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潤(rùn)滑氣濕度(%RH)
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范圍:5~95
分辨率:1
不確定度:± 10
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型號(hào)
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描述
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FPG8601-SYS
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具有標(biāo)準(zhǔn)分辨率的微壓塞式壓力計(jì)系統(tǒng)
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通用配件:
配件
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描述
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FPG8601-MODE-V-REF
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真空參考模式
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MS-8601-2
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2.0kg砝碼套件,帶掛鉤
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BENCH-8601-ABS
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FPG8601工作臺(tái)
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FPG8601-RES-HIGH
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高分辨率(1 mPa)
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