白銀微壓活塞式壓力計-FPG8601-美國FLUKE
基準(zhǔn)級微壓活塞壓力計，提供微壓溯源性
FPG8601是基準(zhǔn)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(nèi)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(shù)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(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)。 DHI有一份完整的不確定度分析報告（請參見DHI技術(shù)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(zhǔn)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(cè)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(zhǔn)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(zhǔn)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(zhì)量實驗臺上。壓力控制器常常安裝在試驗臺下方。當(dāng)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(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(diào)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(jù)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(zhuǎn)活塞來確定其中心的不穩(wěn)定性和機械方面的復(fù)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�。ǖ陀诳偭康�1 sccm）�；钊麅啥说膲毫νㄟ^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(nèi)，潤滑氣通過該密封室流通。壓力傳感器密封室的設(shè)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(shù)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(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)。 DHI有一份完整的不確定度分析報告（請參見DHI技術(shù)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(zhǔn)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(diào)整限流閥的氣流進行工作。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立的真空源。
控制器中有幾個具有不同導(dǎo)電系數(shù)的節(jié)流閥，并自動選擇與相應(yīng)的壓力量程相匹配的一個。有2個質(zhì)量流量控制器（MFC），其中1個用于壓力粗調(diào)，另1個用于壓力精調(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)置點和 FPG8601壓力測量值之差進行控制。有一個兩級的壓力調(diào)節(jié)器，其第二級以節(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(shè)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(shè)備數(shù)據(jù)。所有的FPG8601和被測設(shè)備的數(shù)據(jù)均被記錄為逗號分隔的數(shù)據(jù)文件，可方便地下載至其它應(yīng)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(diào)零，并自動設(shè)置跨距
·
調(diào)整數(shù)據(jù)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(shè)備設(shè)置
·
測試程序定義和儲存
·
全自動測試
·
實時繪制測試結(jié)果
|
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：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(shù)據(jù)
|
|
全壓力量程
|
0～15 kPa表壓、絕壓、絕差壓
|
|
測試介質(zhì)
|
氮氣或空氣
|
|
模式轉(zhuǎn)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(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、干燥的氮氣
|
|
VLPC真空：10 m3/h @ 0.5 Pa
|
|
驅(qū)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(qū)動/潤滑（FPG8601）：1/8 in. NPT F
壓力源（VLPC）：S1/8 in. NPT F
驅(qū)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(biāo)準(zhǔn)：0.010 Pa
高分辨力選件：0.001 Pa
|
|
典型壓力測量
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(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的常數(shù)更小。
|
|
標(biāo)稱測試容積
|
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)定時間：1～2分鐘，取決于測試容積
|
|
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(zhì)量
|
清潔、干燥的氨氣或空氣，內(nèi)部調(diào)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(shù)+ 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(biāo)準(zhǔn)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)
|
